一种多床变温吸附气体净化系统及工艺的制作方法

本发明涉及气体净化技术领域，特别是指一种多床变温吸附气体净化系统及工艺。

背景技术：

气体净化过程是冶金、能源、化工、环保等领域中一种常见的原料气处理过程，例如气体污染物脱除、压缩空气干燥、以及原料天然气干燥等，其主要目的是将原料气中的杂质(水蒸气、二氧化碳、乙炔、二氧化氮、一氧化碳、硫化氢、挥发性有机化合物等)脱除至痕量水平，获得纯度达标的产品气，由此避免因杂质造成的环境污染、管道冻结堵塞、材料腐蚀、爆炸等危害，保证后续使用或工序的顺利进行。

变温吸附工艺是一种常用的气体净化工艺，该工艺是通过吸附床实现的，其中吸附床具有进料端和出料端，吸附床内填充有特定厚度的吸附剂。变温吸附工艺的净化原理为：在工作模式下，原料气持续通入吸附床进行杂质吸附并变为产品气，并且在到达预定时间后停止通入原料气，吸附床切换至再生模式进行再生，以便其重复使用，从而使得吸附床在工作和再生这两种模式下交替运行。为了连续获得产品气，常规的变温吸附气体净化系统中一般并联两个吸附床以便切换使用(参见附图1)。

工作模式中，吸附床主要经历一个步骤：吸附步骤，将原料气通入吸附床的进料端以便进行气固接触，经过吸附剂对原料气中的杂质进行选择性吸附之后，从吸附床的出料端获得不含杂质的产品气。常用吸附剂有分子筛、氧化铝、硅胶和活性炭等。吸附过程具有热效应，吸附时会放出热量，而脱附时则需要吸收热量。吸附剂的吸附容量随温度上升而降低，因此，为保证吸附剂的吸附容量，吸附过程一般在常温下进行。吸附过程中，吸附剂床层中会形成杂质的浓度前沿，它还会沿着原料气的流通方向不断向前推进。当到达转效点或预定时间之后，需要对吸附床或者说吸附剂进行再生，以便其重复使用，即吸附床切换至再生模式。

再生模式中，吸附床经历的步骤包括加热步骤、冷却步骤以及其他步骤。其中主要步骤为加热步骤和冷却步骤，除此之外，因实际需要，吸附床还可能经历其它步骤，例如：改变吸附床内部压力的增压步骤和减压步骤，因为在某些实例中，吸附床需要在高压下吸附但在常压下进行再生，所以再生之前需进行减压操作，并在吸附之前增压。加热步骤中，加热吸附剂以便脱附其所吸附的杂质；冷却步骤中，冷却吸附剂以便恢复其吸附能力。

加热和冷却步骤是通过向吸附床内通入不同温度的再生气实现的，即沿原料气的流通方向的相反方向把再生气通入吸附床的出料端。再生气通常不含杂质，一般来源于吸附床的产品气，由于产品气是通过消耗能源而获得的，因此应设法减少再生气消耗量以减小产品气损耗，进而提高系统的产品气回收率。另外，为了降低系统能耗，应尽量节约热量投入，例如目前普遍采用“热脉冲”法对吸附床进行再生，即在整个吸附床(所有吸附剂)升温至再生温度之前便结束加热转而开始进行冷却。

基于“热脉冲”法再生的加热步骤中，常温的再生气经加热器加热升温至再生温度，然后通入吸附床，高温再生气穿过床层时，一方面将热量带给吸附剂，用于其升温和脱附吸附质，另一方面还将脱附的杂质带出吸附床。针对不同吸附剂所采用的再生温度有所不同，但一般都在50℃至300℃之间。随着高温再生气的持续通入，床层中会形成一个加热温度前沿，它还会沿着再生气的流通方向不断向前推进。加热步骤结束时，加热温度前沿推进至床层中间的某位置。

基于“热脉冲”法再生的冷却步骤中，将未经加热的常温再生气直接通入吸附床，常温再生气穿过床层时，一方面冷却出料端附近的吸附剂，并将其储存的热量带至进料端附近用于加热该处的吸附剂，另一方面还将脱附杂质继续带出吸附床。随着常温再生气的持续通入，床层中会形成一个冷却温度前沿，冷却温度前沿和上述加热温度前沿共同构成一个向前推进的“热脉冲”。随着时间推移，“热脉冲”会向前推进直至穿透床层，其遍历床层的过程中热量不断用于脱附吸附质，使得其峰值温度逐渐降低。为保证整个吸附床都得到了有效再生，“热脉冲”穿透床层时的峰值温度，即冷吹峰值，须大于某最低温度要求(例如活性氧化铝吸附剂一般要求冷吹峰值大于100℃)。“热脉冲”穿透床层的过程中，吸附床内仍有部分杂质正在脱附，因此，吸附床在冷却步骤排出的气体携带有残余热量，同时还携带有脱附的杂质。上述残余热量数量十分可观，一般约占其总再生加热能耗的20-60％。常规的变温吸附气体净化系统，由于只有两个吸附床在切换使用，即一个吸附床进行再生的同时另一个正在吸附，上述余热因没有合适的使用之处而只能被直接排放掉。由于吸附床再生所需加热能耗巨大，因此设法将吸附床在冷却步骤排放的余热进行回收利用具有重要节能意义。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种多床变温吸附气体净化系统及工艺。

该系统包括多个吸附床和管线，每个吸附床包括进料端和出料端，管线包括原料管线、排气管线、集气管线和加热管线，其中原料管线和排气管线连接吸附床的进料端，集气管线连接吸附床的出料端，加热管线连接吸附床的进料端和出料端，加热管线上设置加热器。

原料管线，用于有选择地提供原料气；集气管线，用于有选择地输送产品气；排气管线，用于有选择地排出各吸附床内的气体；加热管线，用于有选择地在各吸附床之间输送气体；加热器，用于加热气体。

其中，吸附床为卧式轴向流吸附床、立式轴向流吸附床或立式径向流吸附床中的一种，吸附床数量不少于三个，吸附床内填有至少一层吸附剂。

吸附剂为分子筛、氧化铝、硅胶、活性炭和金属有机骨架材料中的至少一种。

原料管线和排气管线均具有支路部分和非支路部分，其中，支路部分用于将非支路部分连接于相应吸附床的进料端，支路部分上设有阀。

加热管线具有支路部分和非支路部分，其中，支路部分用于将非支路部分连接于相应吸附床的进料端和出料端，支路部分上设有阀，加热器设置在非支路部分上。

集气管线通过阀连接于加热器。

应用该系统的工艺，具体为：系统内任一个吸附床均重复执行包括以下步骤的循环：

(a)吸附步骤：将原料气通过原料管线通入任一个吸附床的进料端，使其通过该吸附床后作为产品气排至集气管线；

(b)加热步骤：将加热管线中的气体送入加热器加热后通入任一个吸附床的出料端，使其通过该吸附床后排出至排气管线；

(c)预冷步骤：将集气管线中的产品气的一部分通入任一个吸附床的出料端，使其通过该吸附床后排出至排气管线；

(d)冷却步骤：将集气管线中的产品气的一部分(该部分与步骤(c)中可以不同)通入任一个吸附床的出料端，使其通过该吸附床后排出至加热管线。

其中，步骤(a)中原料气为空气、天然气或包含挥发性有机化合物的混合气中的一种。

上述循环还包括预热步骤，预热步骤位于吸附步骤之后，预热步骤将集气管线中的产品气的一部分(该部分与步骤(c)和步骤(d)中的可以不同)送入加热器加热后通入任一个吸附床的出料端，使其通过该吸附床后排出至排气管线。

上述循环还包括减压步骤和增压步骤，其中，减压步骤位于吸附步骤之后，减压步骤降低任一个吸附床内部的气压；增压步骤位于冷却步骤之后，增压步骤恢复任一个吸附床内部的气压。

本发明的上述技术方案的有益效果如下：

上述方案中，采用多个吸附床例如包括三个吸附床的系统，其中，一个吸附床处于吸附步骤的同时，另一个吸附床处于加热步骤，而第三个吸附床处于冷却步骤，且对于系统中的任一个吸附床，其冷却步骤使用的再生气来自于产品气，其加热步骤使用的再生气来自于另一个处于冷却步骤中的吸附床排出的气体，由此，则可实现回收利用上述余热。另外，系统设有三个吸附床轮流进行吸附，其每个吸附床处于再生步骤的时间为处于吸附步骤时间的两倍，因此其再生气流量可降低为上述常规系统的一半，由此提高了产品气回收率。该方案可减小变温吸附气体净化系统的余热排放并提高其产品气回收率，在空气干燥和天然气处理等工业场合具有重大节能意义。

附图说明

图1为常规的变温吸附气体净化系统流程图；

图2为本发明实施例2的系统流程图；

图3为本发明实施例4的系统流程图。

其中：1-吸附床一；2-吸附床二；3-吸附床三；4-加热管线；5-原料管线；6-排气管线；7-集气管线；41-阀一；42-阀二；43-阀三；44-阀四；45-阀五；46-阀六；51-阀七；52-阀八；53-阀九；61-阀十；62-阀十一；63-阀十二；64-阀十三；65-阀十四；66-阀十五；71-阀十六；72-阀十七；73-阀十八；74-阀十九；75-阀二十；76-阀二十一；401-加热器；701-阀二十二。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

本发明提供一种多床变温吸附气体净化系统及工艺。

本领域常规的变温吸附气体净化系统中一般并联两个吸附床以便切换使用，如图1所示，本发明系统则包括多个吸附床和管线，每个吸附床包括进料端和出料端，管线包括原料管线、排气管线、集气管线和加热管线，其中原料管线和排气管线连接吸附床的进料端，集气管线连接吸附床的出料端，加热管线连接吸附床的进料端和出料端，加热管线上设置加热器。

下面结合具体实施例予以说明。

实施例1

本发明提供的一种多床变温吸附气体净化工艺，在多个吸附床例如包括本实施例优选的三个吸附床中进行。多个吸附床中的每个吸附床均为填有吸附剂的固定床(例如13x分子筛、活性氧化铝)。多个吸附床之间互相连接，以便在一些所述步骤期间，吸附床可以与一个或多个其它吸附床交换一股或多股气体。多个吸附床中的每个吸附床均重复执行包括下列步骤的循环，但各个吸附床所执行的循环是相互错开的：

(a)吸附步骤，在该步骤期间，将待处理的原料气(例如原料天然气)通入吸附床的进料端，使原料气通过该吸附床作为产品气排至集气管线；结果是，原料气中绝大部分杂质(例如水蒸气)被吸附剂吸附而去除，由此变为几乎不含杂质的产品气；

(b)加热步骤：在该步骤期间，将加热管线中的气体送入加热器加热(例如加热至180℃)，然后通入任一个吸附床的出料端，使其通过该吸附床后排出至排气管线；结果是，加热了吸附床，由此脱附了吸附床中的部分杂质；

(c)预冷步骤：将集气管线中的产品气的一部分通入任一个吸附床的出料端，并使其通过该吸附床后排出至排气管线；结果是，吸附床所储存的热量向进料端转移，由此冷却了部分吸附床而使其恢复部分吸附能力；

(d)冷却步骤：将集气管线中的产品气的一部分通入任一个吸附床的出料端，并使其通过该吸附床后排出至加热管线；结果是，吸附床所储存的热量向进料端转移直至最终被排出吸附床，由此冷却了整个吸附床而使其恢复全部吸附能力。

作为本实施例优选，上述循环还包括一个(a1)减压步骤和一个(d1)增压步骤，其中减压步骤设置在吸附步骤之后，增压步骤设置在吸附步骤之前；实际中，再生模式的操作压力(再生压力)一般在大气压力附近，而吸附模式的操作压力(吸附压力)一般高于大气压力，设置减压和增压步骤的目的是减小各吸附床在吸附模式和再生模式相互切换过程中受到的流体冲击，由此可提高吸附剂及相关设备的工作寿命，以及避免因流体冲击现象而导致的其它不利影响。

作为本实施例优选，本实施例中吸附床的数量为三个。然而，本发明工艺的实施不仅限于三个吸附床，吸附床的个数至少为三个，通常使用三或四个。

本发明的工艺还涉及各吸附床所执行循环的错位关系，所述错位关系能够反映各吸附床之间的交互关系。作为本实施例优选，表1展示了本实施例三个吸附床在一个循环之内的步骤安排和循环错位关系。如表1所示，本实施例中根据三个吸附床的步骤切换需要，一个循环可划分为12个操作时段，并且各吸附床之间具有如下的交互关系：吸附床一在其加热步骤使用的气体来自吸附床二在其冷却步骤所排出的气体；吸附床二在其加热步骤使用的气体来自吸附床三在其冷却步骤所排出的气体；吸附床三在其加热步骤使用的气体来自吸附床一在其冷却步骤所排出的气体。

表1实施例1中各吸附床的步骤安排和循环错位关系

(a-吸附步骤，a1-减压步骤，b-加热步骤，c-预冷步骤，d-冷却步骤，d1-增压步骤)

实施例2

本实施例提供了一种用于实现实施例1所述工艺的系统，请参阅图2所示，是本实施例的系统流程图。系统主要包括吸附床一1、吸附床二2、吸附床三3、加热管线4、原料管线5、排气管线6、集气管线7和加热器401。

吸附床一1、吸附床二2、吸附床三3的进料端分别通过阀四44、阀五45、阀六46连接于加热管线4的支路部分；吸附床一1、吸附床二2、吸附床三3的进料端分别通过阀七51、阀八52、阀九53连接于原料管线5的支路部分；吸附床一1、吸附床二2、吸附床三3的进料端还分别通过阀十61、阀十一62、阀十二63连接于排气管线6的支路部分；吸附床一1、吸附床二2、吸附床三3的出料端分别通过阀一41、阀二42、阀三43连接于加热管线4的支路部分；吸附床一1、吸附床二2、吸附床三3的出料端还分别通过阀十六71、阀十七72、阀十八73连接于集气管线7的支路部分；加热管线4的非支路部分上设有加热器401。

作为本实施例优选，排气管线6的支路部分上还设有与阀十61并联的阀十三64，与阀十一62并联的阀十四65，以及与阀十二63并联的阀十五66，阀十三64、阀十四65、阀十五66主要用于调节气体压力。

作为本实施例优选，集气管线7的支路部分上还设有与阀十六71并联的阀十九74，与阀十七72并联的阀二十75，以及与阀十八73并联的阀二十一76，阀十九74、阀二十75、阀二十一76主要用于调节气体压力。

为进一步描述本实施例系统实现实施例1所述工艺的具体过程，下面将结合图2并参照吸附床一1的工作循环详细地描述各吸附床执行的所述步骤和经历的所述操作时段：

假定循环初始状态为：吸附床一1处于增压步骤结束时刻，吸附床二2处于吸附步骤中，吸附床三3处于预冷步骤中，加热器401处于关闭状态，阀的状态为：阀八52、阀十二63、阀十七72、阀十九74、阀二十一76开，其余阀关。

(a)吸附步骤

操作时段1：

管线状态：阀十九74关闭而阀七51、阀十六71打开，其余阀、加热器401保持初始状态不变。

吸附床一1状态：原料管线5的原料气经由阀七51进入吸附床一1，随后经由阀十六71排至集气管线7，其结果是原料气变为产品气；

吸附床二2状态：原料管线5的原料气经由阀八52进入吸附床二2，随后经由阀十七72排至集气管线7，其结果是原料气变为产品气；

吸附床三3状态：集气管线7的产品气的一部分经由阀二十一76通入吸附床三3，随后经由阀十二63排至排气管线6，并最终排出系统，其结果是吸附床三3被部分冷却。

操作时段2：

管线状态：阀八52、阀十七72关闭而阀十四65打开，其余阀、加热器401保持操作时段1的状态不变。

吸附床一1状态：保持操作时段1的状态不变；

吸附床二2状态：吸附床二2内的气体经由阀十四65调压后排至排气管线6，并最终排出系统，其结果是吸附床二2内的压力降低至再生压力；

吸附床三3状态：保持操作时段1的状态不变。

操作时段3：

管线状态：阀十二63、阀十四65关闭而阀二42、阀六46、阀十一62打开，加热器401打开，其余阀保持操作时段2的状态不变。

吸附床一1状态：保持操作时段2的状态不变；

吸附床二2状态：加热管线4内的气体经由阀二42进入并通过吸附床二2，随后经由阀十一62排至排气管线6，并最终排出系统，其结果是吸附床二2被部分加热，吸附床三3排放的余热得到了利用；

吸附床三3状态：集气管线7内的产品气的一部分经由阀二十一76进入并通过吸附床三3，随后经由阀六46排至加热管线4，其结果是吸附床三3被完全冷却，吸附床三3排放的余热得到了回收。

操作时段4：

管线状态：阀二42、阀六46关闭而阀二十75打开，加热器401关闭，其余阀保持操作时段3的状态不变。

吸附床一1状态：保持操作时段3的状态不变；

吸附床二2状态：集气管线7的产品气的一部分经由阀二十75进入并通过吸附床二2，随后经由阀十一62排至排气管线6，并最终排出系统，其结果是吸附床二2被部分冷却；

吸附床三3状态：集气管线7的产品气的一部分经由阀二十一76进入吸附床三3，其结果是吸附床三3的压力上升至吸附压力。

操作时段5：

管线状态：阀二十一76关闭而阀九53、阀十八73打开，其余阀、加热器401保持操作时段4的状态不变。

吸附床一1状态：保持操作时段4的状态不变；

吸附床二2状态：保持操作时段4的状态不变；

吸附床三3状态：原料管线5的原料气经由阀九53进入并通过吸附床三3，随后经由阀十八73排至集气管线7，其结果是原料气变为产品气。

(a1)减压步骤

操作时段6：

管线状态：阀七51、阀十六71关闭而阀十三64打开，其余阀、加热器401保持操作时段5的状态不变。

吸附床一1状态：吸附床一1内的气体经由阀十三64调压后排至排气管线6，并最终排出系统，其结果是吸附床一1内的压力降低至再生压力；

吸附床二2状态：保持操作时段5的状态不变；

吸附床三3状态：保持操作时段5的状态不变。

(b)加热步骤

操作时段7：

管线状态：阀十一62、阀十三64关闭而阀一41、阀五45、阀十61打开，加热器401打开，其余阀保持操作时段6的状态不变。

吸附床一1状态：加热管线4内的气体经由阀一41进入并通过吸附床一1，随后经由阀十61排至排气管线6，并最终排出系统，其结果是吸附床一1被部分加热，吸附床二2排放的余热得到了利用；

吸附床二2状态：集气管线7的产品气的一部分经由阀二十75进入并通过吸附床二2，随后经由阀五45排至加热管线4，其结果是吸附床二2被完全冷却，吸附床二2排放的余热得到了回收；

吸附床三3状态：保持操作时段6的状态不变。

(c)预冷步骤

操作时段8：

管线状态：阀一41、阀五45关闭而阀十九74打开，加热器401关闭，其余阀保持操作时段7的状态不变。

吸附床一1状态：集气管线7的产品气的一部分经由阀十九74进入并通过吸附床一1，随后经由阀十61排至排气管线6，并最终排出系统，其结果是吸附床一1被部分冷却；

吸附床二2状态：集气管线7的产品气的一部分经由阀二十75进入吸附床二2，其结果是吸附床二2的压力上升至吸附压力；

吸附床三3状态：保持操作时段7的状态不变。

操作时段9：

管线状态：阀二十75关闭而阀八52、阀十七72打开，其余阀、加热器401保持操作时段8的状态不变。

吸附床一1状态：保持操作时段8状态不变；

吸附床二2状态：原料管线5的原料气经由阀八52进入并通过吸附床二2，随后经由阀十七72排至集气管线7，其结果是原料气变为产品气；

吸附床三3状态：保持操作时段8的状态不变。

操作时段10：

管线状态：阀九53、阀十八73关闭而阀十五66打开，其余阀、加热器401保持操作时段9的状态不变。

吸附床一1状态：保持操作时段9的状态不变；

吸附床二2状态：保持操作时段9的状态不变；

吸附床三3状态：吸附床三3内的气体经由阀十五66调压后排至排气管线6，并最终排出系统，其结果是吸附床三3内的压力降低至再生压力；

(d)冷却步骤

操作时段11：

管线状态：阀十61、阀十五66关闭而阀三43、阀四44、阀十二63打开，加热器401打开，其余阀保持操作时段10的状态不变。

吸附床一1状态：集气管线7的产品气的一部分经由阀十九74进入并通过吸附床一1，随后经由阀四44排至加热管线4，其结果是吸附床一1被完全冷却，吸附床一1排放的余热得到了回收；

吸附床二2状态：保持操作时段10的状态不变；

吸附床三3状态：加热管线4内的气体经由阀三43进入并通过吸附床三3，随后经由阀十二63排至排气管线6，并最终排出系统，其结果是吸附床三3被部分加热，吸附床一1排放的余热得到了利用。

(d1)增压步骤

操作时段12：

管线状态：阀三43、阀四44关闭而阀二十一76打开，加热器401关闭，其余阀保持操作时段11的状态不变。

吸附床一1状态：集气管线7的产品气的一部分经由阀十九74进入吸附床一1，其结果是吸附床一1的压力上升至吸附压力；

吸附床二2状态：保持操作时段11的状态不变；

吸附床三3状态：集气管线7的产品气的一部分经由阀二十一76进入并通过吸附床三3，随后经由阀十二63排至排气管线6，并最终排出系统，其结果是吸附床三3被部分冷却。

至此，循环恢复初始状态。

实施例3

本发明提供的一种多床变温吸附气体净化工艺，在多个吸附床包括本实施例优选的三个吸附床中进行。本实施例与实施例1相比，其还增加了一个(a2)预热步骤，预热步骤位于吸附步骤之后，预热步骤将集气管线中的产品气的一部分送入加热器加热后通入任一个吸附床的出料端，使其通过该吸附床后排出至排气管线。

本发明的工艺还涉及各吸附床所执行循环的错位关系，所述错位关系能够反映各吸附床之间的交互关系。作为本实施例优选，表2展示了本实施例三个吸附床在一个循环之内的步骤安排和循环错位关系。如表2所示，本实施例中根据三个吸附床的步骤切换需要，一个循环可划分为15个操作时段，并且各吸附床之间具有如下的交互关系：吸附床一在其加热步骤使用的气体来自吸附床二在其冷却步骤所排出的气体；吸附床二在其加热步骤使用的气体来自吸附床三在其冷却步骤所排出的气体；吸附床三在其加热步骤使用的气体来自吸附床一在其冷却步骤所排出的气体。

表2实施例3中各吸附床的步骤安排和循环错位关系

(a-吸附步骤，a1-减压步骤，a2-预热步骤，b-加热步骤，c-预冷步骤，d-冷却步骤，d1-增压步骤)

实施例4

本实施例提供了一种用于实现实施例3所述工艺的系统，请参阅图3所示，是本实施例的系统流程图。本实施例的系统与实施例2相比，其在集气管线7的非支路部分和加热器401的进气口之间还设有连接管道，该连接管道上还设有阀二十二701，用于有选择地将产品气送入加热器401。

为进一步描述本实施例系统实现实施例3所述工艺的具体过程，下面将结合图3并参照吸附床一1的工作循环详细地描述各吸附床执行的所述步骤和经历的所述操作时段：

假定循环初始状态为：吸附床一1处于增压步骤结束时刻，吸附床二2处于吸附步骤中，吸附床三3处于预冷步骤中，加热器401处于关闭状态，阀的状态为：阀八52、阀十二63、阀十七72、阀十九74、阀二十一76开，其余阀关。

(a)吸附步骤

操作时段1：

管线状态：阀十九74关闭而阀七51、阀十六71打开，其余阀、加热器401保持初始状态不变。

吸附床一1状态：原料管线5的原料气经由阀七51进入吸附床一1，随后经由阀十六71排至集气管线7，其结果是原料气变为产品气；

吸附床二2状态：原料管线5的原料气经由阀八52进入吸附床二2，随后经由阀十七72排至集气管线7，其结果是原料气变为产品气；

吸附床三3状态：集气管线7的产品气的一部分经由阀二十一76通入吸附床三3，随后经由阀十二63排至排气管线6，并最终排出系统，其结果是吸附床三3被部分冷却。

操作时段2：

管线状态：阀八52、阀十七72关闭而阀十四65打开，其余阀、加热器401保持操作时段1的状态不变。

吸附床一1状态：保持操作时段1的状态不变；

吸附床二2状态：吸附床二2内的气体经由阀十四65调压后排至排气管线6，并最终排出系统，其结果是吸附床二2内的压力降低至再生压力；

吸附床三3状态：保持操作时段1的状态不变。

操作时段3：

管线状态：阀十四65关闭而阀二42、阀十一62、阀二十二701打开，加热器401打开，其余阀保持操作时段2的状态不变。

吸附床一1状态：保持操作时段2的状态不变；

吸附床二2状态：集气管线7内的产品气的一部分经由阀二十二701送入加热器401加热，再经由阀二42进入并通过吸附床二2，随后经由阀十一62排至排气管线6，并最终排出系统，其结果是吸附床二2被部分加热；

吸附床三3状态：保持操作时段2的状态不变。

操作时段4：

管线状态：阀十二63、阀二十二701关闭而阀六46打开，其余阀、加热器401保持操作时段3的状态不变。

吸附床一1状态：保持操作时段3的状态不变；

吸附床二2状态：加热管线4内的气体经由阀二42进入并通过吸附床二2，随后经由阀十一62排至排气管线6，并最终排出系统，其结果是吸附床二2被部分加热，吸附床三3排放的余热得到了利用；

吸附床三3状态：集气管线7内的产品气的一部分经由阀二十一76进入并通过吸附床三3，随后经由阀六46排至加热管线4，其结果是吸附床三3被完全冷却，吸附床三3排放的余热得到了回收。

操作时段5：

管线状态：阀二42、阀六46关闭而阀二十75打开，加热器401关闭，其余阀保持操作时段4的状态不变。

吸附床一1状态：保持操作时段4的状态不变；

吸附床二2状态：集气管线7的产品气的一部分经由阀二十75进入并通过吸附床二2，随后经由阀十一62排至排气管线6，并最终排出系统，其结果是吸附床二2被部分冷却；

吸附床三3状态：集气管线7的产品气的一部分经由阀二十一76进入吸附床三3，其结果是吸附床三3的压力上升至吸附压力。

操作时段6：

管线状态：阀二十一76关闭而阀九53、阀十八73打开，其余阀、加热器401保持操作时段5的状态不变。

吸附床一1状态：保持操作时段5的状态不变；

吸附床二2状态：保持操作时段5的状态不变；

吸附床三3状态：原料管线5的原料气经由阀九53进入并通过吸附床三3，随后经由阀十八73排至集气管线7，其结果是原料气变为产品气。

(a1)减压步骤

操作时段7：

管线状态：阀七51、阀十六71关闭而阀十三64打开，其余阀、加热器401保持操作时段6的状态不变。

吸附床一1状态：吸附床一1内的气体经由阀十三64调压后排至排气管线6，并最终排出系统，其结果是吸附床一1内的压力降低至再生压力；

吸附床二2状态：保持操作时段6的状态不变；

吸附床三3状态：保持操作时段6的状态不变。

(a2)预热步骤

操作时段8：

管线状态：阀十三64关闭而阀一41、阀十61、阀二十二701打开，加热器401打开，其余阀保持操作时段7的状态不变。

吸附床一1状态：集气管线7内的产品气的一部分经由阀二十二701送入加热器401加热，再经由阀一41进入并通过吸附床一1，随后经由阀十61排至排气管线6，并最终排出系统，其结果是吸附床一1被部分加热；

吸附床二2状态：保持操作时段7的状态不变；

吸附床三3状态：保持操作时段7的状态不变。

(b)加热步骤

操作时段9：

管线状态：阀十一62、阀二十二701关闭而阀五45打开，其余阀、加热器401保持操作时段8的状态不变。

吸附床一1状态：加热管线4内的气体经由阀一41进入并通过吸附床一1，随后经由阀十61排至排气管线6，并最终排出系统，其结果是吸附床一1被部分加热，吸附床二2排放的余热得到了利用；

吸附床二2状态：集气管线7的产品气的一部分经由阀二十75进入并通过吸附床二2，随后经由阀五45排至加热管线4，其结果是吸附床二2被完全冷却，吸附床二2排放的余热得到了回收；

吸附床三3状态：保持操作时段8的状态不变。

(c)预冷步骤

操作时段10：

管线状态：阀一41、阀五45关闭而阀十九74打开，加热器401关闭，其余阀保持操作时段9的状态不变。

吸附床一1状态：集气管线7的产品气的一部分经由阀十九74进入并通过吸附床一1，随后经由阀十61排至排气管线6，并最终排出系统，其结果是吸附床一1被部分冷却；

吸附床二2状态：集气管线7的产品气的一部分经由阀二十75进入吸附床二2，其结果是吸附床二2的压力上升至吸附压力；

吸附床三3状态：保持操作时段9的状态不变。

操作时段11：

管线状态：阀二十75关闭而阀八52、阀十七72打开，其余阀、加热器401保持操作时段10的状态不变。

吸附床一1状态：保持操作时段10状态不变；

吸附床二2状态：原料管线5的原料气经由阀八52进入并通过吸附床二2，随后经由阀十七72排至集气管线7，其结果是原料气变为产品气；

吸附床三3状态：保持操作时段10的状态不变。

操作时段12：

管线状态：阀九53、阀十八73关闭而阀十五66打开，其余阀、加热器401保持操作时段11的状态不变。

吸附床一1状态：保持操作时段11的状态不变；

吸附床二2状态：保持操作时段11的状态不变；

吸附床三3状态：吸附床三3内的气体经由阀十五66调压后排至排气管线6，并最终排出系统，其结果是吸附床三3内的压力降低至再生压力；

操作时段13：

管线状态：阀十五66关闭而阀三43、阀十二63、阀二十二701打开，加热器401打开，其余阀保持操作时段12的状态不变。

吸附床一1状态：保持操作时段12的状态不变；

吸附床二2状态：保持操作时段12的状态不变；

吸附床三3状态：集气管线7内的产品气的一部分经由阀二十二701送入加热器401加热，再经由阀三43进入并通过吸附床三3，随后经由阀十二63排至排气管线6，并最终排出系统，其结果是吸附床三3被部分加热。

(d)冷却步骤

操作时段14：

管线状态：阀十61、阀二十二701关闭而阀四44打开，其余阀、加热器401保持操作时段13的状态不变。

吸附床一1状态：集气管线7的产品气的一部分经由阀十九74进入并通过吸附床一1，随后经由阀四44排至加热管线4，其结果是吸附床一1被完全冷却，吸附床一1排放的余热得到了回收；

吸附床二2状态：保持操作时段13的状态不变；

吸附床三3状态：加热管线4内的气体经由阀三43进入并通过吸附床三3，随后经由阀十二63排至排气管线6，并最终排出系统，其结果是吸附床三3被部分加热，吸附床一1排放的余热得到了利用。

(d1)增压步骤

操作时段15：

管线状态：阀三43、阀四44关闭而阀二十一76打开，加热器401关闭，其余阀保持操作时段14的状态不变。

吸附床一1状态：集气管线7的产品气的一部分经由阀十九74进入吸附床一1，其结果是吸附床一1的压力上升至吸附压力；

吸附床二2状态：保持操作时段14的状态不变；

吸附床三3状态：集气管线7的产品气的一部分经由阀二十一76进入并通过吸附床三3，随后经由阀十二63排至排气管线6，并最终排出系统，其结果是吸附床三3被部分冷却。

至此，循环恢复初始状态。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。