本發(fā)明涉及煉廠干氣綜合回收利用技術領域，具體涉及通過變壓吸附分離回收煉廠干氣中C₂+組分、或分離回收煉廠干氣中C₂+組分和氫氣的工藝。

背景技術：

催化裂化裝置和延遲焦化裝置是石油加工過程中兩套重要的二次加工裝置，其主要任務是將長鏈大分子烴為主的重質油斷鏈裂化為短鏈小分子烴的輕質燃料油。實際生產過程中，伴隨發(fā)生裂化反應的同時，還會不同程度地發(fā)生脫氫、加氫、氫轉移、異構化、芳構化、縮合等副反應。最終的反應產物中包含H₂、C₁(分子式中包含1個碳原子的甲烷)、C₂(乙烷、乙烯)、C₃(丙烷、丙烯)、C₄(丁烷、丁烯)、>C₅組分、N₂、O₂、CO₂、CO、H₂S和有機硫等雜質，反應產物經過分離后可以得到各種氣體組分、輕質餾分油、重質餾分油、焦炭等。其中的氣體和輕質餾分油部分在吸收穩(wěn)定單元被分離為干氣、液化氣、汽油、柴油等氣體和餾分油產品。其中的干氣收率通常占裝置進料量的3～10％，主要成分為H₂：5～60v％，C₁：5～60v％，C₂：5～40v％，C₃+：1～10v％，N₂+O₂：1～30v％，CO₂：0～10v％，CO：0～5v％，以及少量H₂S和其它硫化物等雜質。吸收穩(wěn)定單元干氣的操作壓力通常在1.0～1.5MPa(g)。在目前煉廠工藝流程中，吸收穩(wěn)定單元的干氣經壓控閥減壓至0.5～0.8MPa(g)后送至干氣脫硫單元，脫除硫化物和CO₂等酸性氣組分后作為干氣產品送出裝置。

煉廠干氣不僅量大而且含有大量利用價值較高的有用組分，是目前石油加工過程中資源綜合利用領域人們的重點關注之一。煉廠干氣中的C₂+烴類組分是最有利用價值的部分，C₂+組分籠統(tǒng)的意義是指包含2個碳原子和2個以上碳原子的烴類組分，比如乙烷、乙烯、丙烷、丙烯、丁烷、丁烯，以及5個碳原子以上的烴類組分等。但對于利用與吸附劑之間的吸附力強弱進行分離的變壓吸附工藝來說，C₂+組分指的是所有吸附力相當于和強于2個碳原子烴類組分的化合物集合，實際上是所有易吸附組分的集合，其中除了2個碳原子和2個以上碳原子的烴類組分外，還包括CO₂、H₂S、H₂O等雜質組分。C₂+組分中的乙烯、丙烯、丁烯是重要的基礎化工原料；乙烷、丙烷和丁烷等可以替代石腦油作為乙烯裂解原料，由于這些組分的H/C比石腦油更高，因此作為乙烯裂解原料比石腦油更優(yōu)質。按目前國內實際原油加工量和油價計算，國內回收利用煉廠干氣中C₂+組分的潛在價值增值每年在100～200億元人民幣左右。煉廠干氣中的氫氣同樣是寶貴的資源。由于環(huán)保和油品質量升級，國內煉廠普遍存在缺氫現(xiàn)象。新增制氫設備不但需要大量建設投資，而且需要消耗大量化石原料，制氫過程自身還存在環(huán)保的問題。回收利用煉廠干氣中的氫氣是國內煉廠的普遍需求，國內回收利用煉廠干氣中氫氣的潛在價值增值每年在50億元人民幣左右。

目前的現(xiàn)狀是，由于缺少經濟高效地分離回收干氣的技術手段，國內只有少數(shù)企業(yè)內部自身有乙烯裂解廠的煉廠采用變壓吸附或冷油吸收工藝回收了干氣中的C₂+組分，除去C₂+組分產品后干氣的剩余部分，包括氫氣都作為燃料燒掉。而其余國內大多數(shù)煉廠都沒有對干氣進行分離回收利用，這些煉廠的干氣全部作為燃料氣被燒掉，因而造成大量寶貴資源的浪費。

現(xiàn)有的煉廠干氣回收利用C₂+工藝主要有高壓低溫冷凝法，低溫吸收法，變壓吸附法；回收利用氫氣的工藝主要有變壓吸附法和膜分離法。

美國專利US pat8535415提出一種回收利用煉廠氣中氫氣的工藝，將氫氣濃度為30～50v％的煉廠氣先低溫冷凝，得到氫氣濃度60v％以上的富氫物流和富烴物流，將富氫物流在50～120psia壓力下用變壓吸附分離得到純度99v％以上的氫氣產品。

中國專利CN103087772提出一種采淺冷油吸收分離煉廠干氣的裝置及方法，將煉廠干氣壓縮升壓至3.5～5.5MPa(g)，在5～20℃的溫度下用循環(huán)的碳四液體作為吸收劑進行吸收，溶解在吸收劑中的C₂+組分隨后在解吸塔內被解吸出來，解吸塔頂?shù)玫紺₂+組分產品，解吸后的釜底貧吸收劑循環(huán)返回吸收塔頂；碳四吸收塔頂氣進入汽油吸收塔用汽油進行再吸收，再吸收塔頂氣作為燃料氣排出，塔底富汽油排出裝置。實際工業(yè)裝置運行數(shù)據(jù)顯示，淺冷油吸收工藝分離回收效果較好，C₂+組分產品回收率92％左右，C₂+組分產品純度在88％左右。但這種工藝的裝置建設投資和運行費用較大，能耗較高，與其它工藝裝置間的物流交互也比較多。

中國專利CN104607000提出了一種煉廠干氣中C₂、C₃組分、輕烴組分及氫氣的回收方法，先將煉廠干氣冷卻至-15～0℃回收液態(tài)輕烴組分，再變溫吸附回收干氣中的C₄～C₆組分，未被吸附的氣體再變壓吸附回收C₂、C₃組分，進一步地，未被吸附的氣體進入膜分離設備在滲透側富集氫氣，富集氫氣最后通過變壓吸附提純氫氣，得到純化的氫氣產品。

美國UOP公司在專利US pat5245099中提出一種變壓吸附分離回收催化干氣中C₂+組分的工藝，主要工藝步驟是，在吸附步驟后，用C₂+產品物流置換吸附床，然后均壓降，再順向降壓提供清洗氣，再逆放回收C₂+產品氣至常壓，再用清洗氣進行逆向清洗并回收清洗過程的C₂+產品氣，再均壓升，最后終充。實際上，這樣的工藝難以獲得高濃度的C₂+產品氣。

四川天一公司在中國專利ZL200510118241.7中提出一種從混合氣中分離回收吸附相產品的變壓吸附方法，該工藝包括變壓吸附1段和變壓吸附2段，變壓吸附1段的置換廢氣作為變壓吸附2段的原料氣，每段變壓吸附經歷吸附、置換、均壓降、逆放、抽真空、均壓升、終充等步驟。該工藝在國內有多個煉廠干氣回收C₂+組分的商業(yè)案例，兩段變壓吸附的吸附壓力均在0.7MPa(g)左右，經過兩段變壓吸附分離回收后，得到C₂+組分產品氣和富氫氣體兩股物流，C₂+組分總回收率在80～85％，C₂+組分產品氣純度在80～85v％。從實際應用情況看，該工藝即使采用了兩個變壓吸附單元，C₂+組分的回收率和產品純度仍然比較低，分出C₂+產品后的富氫氣體中仍然含有相當量的C₂+組分，這使得從富氫氣體中進一步回收氫氣變得不那么容易。在中國專利CN104147896中天一公司對該工藝了改進，變壓吸附2段的逆放氣和抽空氣增壓后返回變壓吸附1段與變壓吸附1段的原料氣混合后進入變壓吸附1段作為變壓吸附1段的原料。這種改進也僅僅是能夠適當提高C₂+組分總回收率，代價是增設逆放氣和抽空氣壓縮機，這樣投資和能耗都會明顯增加。

中國專利公開號CN101371966A提出一種從煉廠干氣中回收乙烯和氫氣的變壓吸附工藝，該工藝包括干氣脫硫、脫碳、干燥、變壓吸附回收乙烯、變壓吸附提純氫氣等單元組成，其中的變壓吸附單元采用串聯(lián)吸附工藝，每個吸附塔吸附過程是第一次吸附的物流為前一個吸附塔非吸附相物料，每個吸附塔依次經歷一次吸附、二次吸附、均壓降、順放、產品氣置換、抽真空、均壓升和終充等步驟。該工藝變壓吸附回收乙烯裝置的順放氣和置換廢氣混合加壓后作為原料氣循環(huán)使用。

從上述國內外煉廠干氣回收利用技術本身和實際運用效果看，低溫冷凝法和低溫吸收法由于需要將所有的干氣組分進行升壓和降溫，因而投資和運行費用較高；現(xiàn)有吸附法工藝雖然投資和運行費用相對較低，但C₂+組分回收率不高，回收的C₂+組分產品氣純度也不太高，這不但對回收利用C₂+本身不利，也在一定程度上限制了氫氣的進一步回收利用；膜分離法也只是可以用在分離回收干氣中的氫氣方面，且依靠膜分離自身還難以直接從干氣中獲得高濃度的氫氣產品。

技術實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術中存在的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種一種煉廠干氣的分離回收工藝，能清晰地分割C₂+組分和富氫氣體組分，高回收率地、高濃度地得到目的產品組分為C₂+組分的C₂+組分產品氣，和富氫氣體產品氣；

如果需要，還可以對富氫氣體產品氣進一步分割，高回收率地、高濃度地得到目的產品組分為氫氣的氫氣產品氣，和燃料氣。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術方案：一種煉廠干氣的分離回收工藝，至少包括1段變壓吸附單元，原料干氣經過1段變壓吸附單元分離后，至少獲得目的產品組分為C₂+組分的C₂+組分產品氣，和富氫氣體產品氣；1段變壓吸附單元內設置有至少2個內部裝填吸附劑的吸附床，各吸附床按照設定的時序步驟交替運行，每座吸附床至少依次經歷以下操作步驟：

a、吸附步驟：將原料干氣自吸附床入口引入吸附床，原料干氣在吸附壓力和吸附溫度下穿過吸附床，其中的C₂+組分被吸附床內裝填的吸附劑吸附下來，除去C₂+組分的富氫氣體從吸附床出口離開吸附床，其中一部分作為終充氣返回終充步驟吸附床，其余部分作為富氫氣體產品氣排出1段變壓吸附單元，當吸附床C₂+組分的吸附前沿接近穿透吸附床時，停止吸附；

b、均壓降步驟：將吸附床出口與其它處于均壓升步驟的吸附床或中間罐連通，使吸附床順向降壓，將吸附床內含有少量C₂+組分的富氫氣體排至均壓升步驟吸附床或中間罐，使吸附床得到初步濃縮；

c、濃縮步驟：將吸附床出口與預吸附步驟吸附床入口連通，排盡吸附床內富氫氣體組分，使吸附床得到足夠濃縮，濃縮過程中，吸附床排出的含有C₂+組分的濃縮廢氣排至預吸附步驟的吸附床；

d、逆放步驟：從吸附床入口側逆向降壓，直至吸附床壓力等于或接近大氣壓力，將吸附劑上吸附的C₂+組分脫附下來，獲得逆放C₂+組分氣；

e、抽真空步驟：從吸附床入口側對吸附床進行抽真空，將吸附床抽真空至低于大氣壓的抽真空壓力，進一步將吸附劑上吸附的C₂+組分脫附下來，獲得抽真空C₂+組分氣；然后抽真空C₂+組分氣與逆放C₂+組分氣混合得到混合C₂+組分氣，最后混合C₂+組分氣中的一部分作為置換氣循環(huán)返回置換步驟吸附床，其余部分作為C₂+組分產品氣排出1段變壓吸附單元；

f、預吸附步驟：從吸附床入口側接收濃縮步驟排出的濃縮廢氣，濃縮廢氣中的C₂+組分被吸附床下層吸附劑吸附，富氫氣體組分則進入吸附床上層，此過程中吸附床壓力逐漸升高至預吸附壓力；

g、均壓升步驟：將吸附床出口與處于均壓降步驟的吸附床或中間罐連通，使吸附床得到部分升壓，同時回收排入的富氫氣體和C₂+組分；

h、終充步驟：將吸附步驟得到的部分富氫氣體作為終充氣從吸附床出口側引入吸附床，將吸附床充壓至吸附壓力；

i、循環(huán)步驟a～步驟h。

進一步，1段變壓吸附單元吸附床內裝填的吸附劑包括活性氧化鋁、活性炭、硅膠、分子篩、樹脂、以及以這些吸附劑為載體而改性的功能吸附劑中的一種或它們的組合。

進一步，吸附步驟中的吸附壓力為0.3～2.0MPa(g)。

進一步，預吸附步驟的預吸附壓力是0.1～0.8MPa(g)。

進一步，抽真空步驟的抽真空壓力是-0.099～-0.05MPa(g)。

進一步，包含均壓降步驟和均壓升步驟的均壓過程次數(shù)(1次均壓降和1次均壓升構成1次均壓過程)為1～6次。

進一步，濃縮步驟包括置換步驟，即：

置換步驟：從吸附床入口側引入部分混合C₂+組分氣作為置換氣，用吸附力較強的C₂+組分置換出吸附劑上吸附的以及吸附床空體積內存留的吸附力較弱的富氫氣體組分，使吸附床內的C₂+組分得到足夠濃縮，置換過程中從吸附床出口側排出濃縮廢氣。

進一步，濃縮步驟包括先順排步驟，再置換步驟，即：

順排步驟：從吸附床出口側順向降壓，排出吸附床內的富氫氣體組分，使吸附床內的C₂+組分得到進一步濃縮，從吸附床出口側排出順排廢氣；

置換步驟：從吸附床入口側引入部分混合C₂+組分氣作為置換氣，用吸附力較強的C₂+組分置換出吸附劑上吸附的以及吸附床空體積內存留的吸附力較弱的富氫氣體組分，使吸附床內的C₂+組分得到足夠濃縮，置換過程中從吸附床出口側排出置換廢氣；

其中，順排步驟產生的順排廢氣和置換步驟產生的置換廢氣單獨或混合作為濃縮廢氣。

進一步，選擇性地在抽真空步驟和預吸附步驟之間設置逆充步驟，即：

逆充步驟：將吸附床出口與預吸附步驟吸附床出口連通，用預吸附步驟吸附床出口排出的氣體對吸附床進行逆向充壓。

進一步，選擇性地在均壓降步驟或預吸附步驟的執(zhí)行過程中，或均壓降步驟或預吸附步驟完成前后設置順放步驟，即：

順放步驟：從吸附床出口側順向排出主要成分是富氫氣體組分的順放燃料氣至1段變壓吸附單元外；

當包含順放步驟時，原料干氣經1段變壓吸附單元分離后得到C₂+組分產品氣、富氫氣體產品氣和順放燃料氣三股產品氣物流。

進一步，選擇性地在置換步驟后設置順放1步驟，即：

順放1步驟：將吸附床出口與清洗氣罐連通，將吸附床排出的組成接近于置換步驟末期置換廢氣的氣體作為清洗氣排至清洗氣罐；

同時在抽真空步驟后設置真空清洗步驟，即：

真空清洗步驟：在從吸附床入口側對吸附床進行抽真空的同時，從吸附床出口側自清洗氣罐引入清洗氣，在抽真空降低總壓和清洗氣降低分壓的共同作用下，進一步將吸附劑上吸附的C₂+組分脫附下來，從抽真空設備出口獲得真空清洗C₂+組分氣，將真空清洗C₂+組分氣混入混合C₂+組分氣。

進一步，當需要從富氫氣體產品氣中進一步分離回收氫氣時，在1段變壓吸附單元后設2段變壓吸附單元，1段變壓吸附單元排出的富氫氣體產品氣直接作為2段變壓吸附單元的原料氣，在與1段變壓吸附單元的吸附壓力和吸附溫度相當?shù)牟僮鳁l件下吸附分離，富氫氣體經過2段變壓吸附單元分離后，獲得目的產品氫氣產品氣，和燃料氣；2段變壓吸附單元內設置有至少2個內部裝填吸附劑的吸附床，各吸附床按照設定的時序步驟交替運行，每座吸附床至少依次經歷如下步驟：吸附步驟、均壓降步驟、逆放步驟、均壓升步驟和終充步驟。

進一步，2段變壓吸附單元吸附床內裝填的吸附劑包括活性炭、硅膠、分子篩中的一種或它們的組合。

本發(fā)明所說的“順”或“順向”指的是順著吸附氣流的方向；“逆”或“逆向”指的是逆著吸附氣流的方向。

本發(fā)明人在對煉廠干氣分離回收利用工藝研究中注意到，煉廠干氣回收利用工藝技術的關鍵點和難點在于如何經濟地、高收率地獲得高濃度的C₂+組分產品氣。高收率地獲得高濃度的C₂+組分產品氣，不但意味著能更多地得到更有價值的C₂+組分，以及向裂解廠供料時帶入乙烯廠的非有用組分更少，而且也意味著脫除C₂+組分產品氣后的富氫氣體產品氣中C₂+組分濃度更低，這會使得通過變壓吸附從富氫氣體產品氣中進一步分離回收氫氣變得容易。

從工藝合理性角度看，煉廠干氣分離回收工藝的操作條件應該是，干氣在吸收穩(wěn)定單元的再吸收塔的操作壓力，或盡可能接近再吸收塔的操作壓力下進行脫硫操作，脫除硫化物和CO₂等酸性氣組分后的干氣盡可能地不經減壓直接作為本發(fā)明工藝的原料干氣，以充分利用煉廠干氣的壓力資源條件。對于以回收C₂+組分為目的產品組分的分離回收工藝來說，較高的原料干氣壓力有利于吸附分離獲得更高的C₂+組分產品氣濃度和回收率；而對于以回收C₂+組分和氫氣為目的產品組分的分離回收工藝來說，較高的原料干氣壓力不但有利于吸附分離獲得更高的C₂+組分和氫氣產品氣的濃度及回收率，而且可以獲得更高操作壓力的氫氣產品氣，這有利于降低后續(xù)氫氣產品氣利用時壓縮升壓設備的投資和運行能耗。對于一些已有煉廠來說，較低操作壓力的干氣脫硫單元以及相關設施業(yè)已形成，提高干氣操作壓力可能需要增加額外投資，本發(fā)明工藝也可以用降壓后，再經已有脫硫設施脫硫后的脫硫干氣作為原料氣。由于原料干氣壓力也就是本發(fā)明1段變壓吸附吸附步驟的操作壓力，因此本發(fā)明吸附步驟中的吸附壓力為0.3～2.0MPag MPa(g)，優(yōu)選為0.5～1.5MPa(g)，吸附溫度為常溫。

本發(fā)明1段變壓吸附單元使用的吸附劑根據(jù)原料干氣的組成、目的產品的要求，以及操作條件等因素綜合確定。包括活性氧化鋁、活性炭、硅膠、分子篩、樹脂、以及以這些吸附劑為載體而改性的功能吸附劑中的一種或它們的組合。

濃縮步驟和預吸附步驟是兩個相互關聯(lián)的工藝步驟，也是本發(fā)明1段變壓吸附單元最有別于現(xiàn)有技術的工藝步驟。就是將濃縮步驟吸附床出口與預吸附步驟吸附床入口連通，將濃縮步驟吸附床排出的含有一定量C₂+組分，其余主要成分是富氫氣體組分的濃縮廢氣排入預吸附步驟吸附床內，使?jié)饪s步驟吸附床內的C₂+組分得到足夠濃縮，以致于在之后的逆放步驟和抽真空步驟中獲得的混合C₂+組分氣達到足夠高的純度。而濃縮步驟排出的濃縮廢氣排入預吸附步驟吸附床后，其中易吸附的C₂+組分被預吸附步驟吸附床內下層吸附劑吸附，不易吸附的富氫氣體組分則進入吸附床上層，同時使預吸附步驟吸附床壓力升高。

預吸附步驟與現(xiàn)有技術的吸附步驟以及本發(fā)明的吸附步驟明顯不同。在現(xiàn)有技術的吸附步驟中，易吸附組分和不易吸附組分的混合氣體自吸附床入口側進入，其中的易吸附組分被吸附劑吸附，不易吸附組分則穿過吸附床從出口側排出，整個吸附過程吸附壓力基本是恒定的。但在本發(fā)明1段變壓吸附單元的預吸附步驟中，濃縮廢氣自入口側進入吸附床后，易吸附的C₂+組分被下層吸附劑吸附，不易吸附的富氫氣體組分只有在同時進行逆充步驟或順放步驟時才有氣體部分地從吸附床出口側排出，其余多數(shù)情況下，富氫氣體組分都存留在吸附床內，因而總體上預吸附步驟的吸附床壓力是逐漸升高的。

本發(fā)明人之所以稱之為“預吸附”，是因為對于C₂+組分吸附來說，在抽真空步驟結束，吸附劑上C₂+組分的吸附量達到最低值之后，和下一個吸附周期的吸附步驟吸附劑上C₂+組分的吸附量達到最高值之前，吸附床預先吸附了濃縮廢氣中的C₂+組分。相當于濃縮廢氣中的C₂+組分預先占用了吸附劑的部分動態(tài)吸附容量。

在1段變壓吸附工藝中，預吸附步驟結束時吸附床的壓力稱為預吸附壓力，在一定程度上反映著置換氣體用量大小。預吸附壓力越高，通常說明置換氣體用量和產生的置換廢氣量越大，吸附床C₂+組分濃縮程度越高，越有利于獲得高濃度的C₂+組分產品氣；但也說明整個工藝過程的工藝效率越低，置換氣系統(tǒng)的投資和運行費用越大。本發(fā)明預吸附步驟合適的預吸附壓力為0.1～0.8MPa(g)。

正是由于預吸附步驟吸附床吸納了濃縮步驟的全部濃縮廢氣，使得濃縮廢氣不至于排出本變壓吸附單元，因而顯著提高了C₂+組分和富氫氣體組分的回收率；也不需要將濃縮廢氣通過壓縮機壓縮升壓后再循環(huán)返回原料氣，因而顯著降低了設備投資和運行能耗，同時也避免了濃縮廢氣循環(huán)返回原料氣后帶來的吸附步驟原料干氣量增加和原料干氣中C₂+組分吸附分壓降低的缺陷。而由于有預吸附步驟將濃縮廢氣“兜底”，濃縮步驟就有可能將吸附床內的富氫氣體組分盡可能地排盡，使吸附床內的C₂+組分得到足夠濃縮，從而在接下來的逆放步驟和抽真空步驟可以獲得足夠高濃度的混合C₂+組分氣。而只要各個再生步驟能夠將吸附床再生得足夠徹底，同時在吸附步驟控制好C₂+組分的吸附前沿不要穿透吸附床，就能夠在吸附步驟獲得足夠低C₂+組分濃度的富氫氣體。最終實現(xiàn)將易吸附的C₂+組分與不易吸附的富氫氣體組分清晰地分割，從而實現(xiàn)高回收率地、高濃度地得到目的產品組分為C₂+組分的C₂+組分產品氣，和富氫氣體產品氣的目的。

均壓降步驟和均壓升步驟是兩個相互關聯(lián)，并在現(xiàn)有變壓吸附技術中廣泛采用的工藝步驟。就是將壓力較高的處于均壓降步驟的吸附床出口與壓力較低的處于均壓升步驟的吸附床出口連通，靠兩座吸附床之間的壓差，將均壓降步驟吸附床內的不易吸附組分氣體排入均壓升步驟的吸附床內，從而使均壓降步驟吸附床得到初步濃縮，同時回收不易吸附組分氣體和壓力能。對于本發(fā)明1段變壓吸附單元來說，在預吸附步驟之后設置均壓升步驟是不可或缺的，但也可以選擇性地在抽真空步驟與預吸附步驟之間設置1次均壓升步驟。均壓方式也不僅僅局限于兩吸附床出口連通的“上上均壓”，也可以根據(jù)具體情況選擇性的采用各種已有技術的均壓方式，比如均壓降步驟吸附床出口與均壓升步驟吸附床入口連通的“上下均壓”，均壓降步驟吸附床入口與均壓升步驟吸附床入口連通的“下下均壓”，或者通過與中間罐之間連通的間接均壓方式。均壓過程均壓次數(shù)的多少需要根據(jù)原料干氣的組成、吸附壓力、目的產品純度要求，以及投資和運行費用等因素綜合確定。一般來說，均壓次數(shù)為1～6次，優(yōu)選均壓次數(shù)為2～4次。

1段變壓吸附單元的濃縮步驟對于獲得高濃度C₂+組分產品氣至關重要，濃縮步驟至少包括置換步驟，即：

置換步驟：從吸附床入口側引入部分混合C₂+組分氣作為置換氣，用吸附力較強的C₂+組分置換出吸附劑上吸附的以及吸附床空體積內存留的吸附力較弱的富氫氣體組分，使吸附床內的C₂+組分得到足夠濃縮，置換過程中從吸附床出口側排出濃縮廢氣。

根據(jù)工藝需求，濃縮步驟還可以包括先順排步驟，再置換步驟，即：

順排步驟：從吸附床出口側順向降壓，排出吸附床內的富氫氣體組分，使吸附床內的C₂+組分得到進一步濃縮，從吸附床出口側排出順排廢氣；

置換步驟：從吸附床入口側引入部分混合C₂+組分氣作為置換氣，用吸附力較強的C₂+組分置換出吸附劑上吸附的以及吸附床空體積內存留的吸附力較弱的富氫氣體組分，使吸附床內的C₂+組分得到足夠濃縮，置換過程中從吸附床出口側排出置換廢氣；

其中，順排步驟產生的順排廢氣和置換步驟產生的置換廢氣單獨或混合作為濃縮廢氣。

本發(fā)明所稱的順排步驟與現(xiàn)有技術的順放步驟相似但略有不同。順排步驟和順放步驟都是從吸附床出口側順向排出氣體；但現(xiàn)有技術順放步驟排出的氣體通常是直接排出本變壓吸附單元或順放氣作為清洗氣經清洗步驟排出，而順排步驟排出的氣體是作為濃縮廢氣排入本變壓吸附單元內預吸附步驟的吸附床。為便于與后面將要介紹的順放步驟相區(qū)別，本發(fā)明人稱其為“順排步驟”。

在抽真空步驟和預吸附步驟之間可以選擇性地設置逆充步驟，即：

逆充步驟：將吸附床出口與預吸附步驟吸附床出口連通，用預吸附步驟吸附床出口排出的氣體對吸附床進行逆向充壓。

逆充步驟與現(xiàn)有技術和本發(fā)明工藝的終充步驟相似但有所不同。現(xiàn)有技術的終充步驟是從吸附床出口側引入部分不易吸附組分產品氣將吸附床充壓至吸附壓力。而本發(fā)明的逆充步驟是從出口側引入預吸附步驟吸附床出口氣體，直至達到與預吸附步驟吸附床實現(xiàn)壓力平衡，因而這里的逆充步驟更像是均壓步驟，只不過這時與逆充步驟相關聯(lián)的預吸附步驟可能還同時在接收濃縮廢氣。

設置逆充步驟可以使抽真空步驟后的吸附床升壓過程的壓力變化更平穩(wěn)，同時不但可以有效避免結束抽真空步驟后的吸附床轉入預吸附步驟的初期因吸附床壓力過低而導致更多的C₂+組分進入上層吸附劑，而且還可以讓上層吸附床上已吸附的少量C₂+組分向下層移動，以便在吸附步驟獲得含更低C₂+組分濃度的富氫氣體。

在均壓降步驟或預吸附步驟的執(zhí)行過程中，或均壓降步驟或預吸附步驟完成前后可以選擇性地設置順放步驟，即：

順放步驟：從吸附床出口側順向排出主要成分是富氫氣體組分的順放燃料氣至1段變壓吸附單元外；

當包含順放步驟時，原料干氣經1段變壓吸附單元分離后得到C₂+組分產品氣、富氫氣體產品氣和順放燃料氣三股產品氣物流。

設置順放步驟的好處是，排出少量主要成分是富氫氣體組分作為順放燃料氣，可以有效降低置換壓力和預吸附壓力，以及降低置換氣用量，達到降低投資和節(jié)能的目的；同時可以提高工藝操作的靈活性。這尤其適合于原料氣為C₂+組分濃度相對較低的煉廠干氣，或因原料氣中氫氣濃度相對較低而沒有太大氫氣回收價值的煉廠干氣。盡管有時這樣可能會對C₂+組分或氫氣回收率有所影響，但經濟上可能是合算的。

本發(fā)明研究還顯示，在抽真空步驟之后設置真空清洗步驟，可以收到更好的回收效果。這里所說的真空清洗步驟實際上就是在抽真空步驟的后期，從吸附床出口側通入少量置換步驟末期排出的置換廢氣作為清洗氣，用C₂+組分濃度不算太高的清洗氣在真空狀態(tài)下自上而下地穿過吸附床，利用清洗氣降低吸附床氣相空間C₂+組分分壓的作用，使一部分C₂+組分進一步從吸附劑上脫附下來。真空清洗一方面可以使吸附床再生得更徹底，另一方面可以使原本作為逆放C₂+組分氣一部分，組成接近于置換步驟末期排出的置換廢氣的清洗氣C₂+組分濃度得到提升，因而有利于提高C₂+組分回收率和提高C₂+組分產品氣濃度。

從單純有利于提高C₂+組分回收率角度，用作真空清洗步驟的清洗氣可以是工藝流程中各種C₂+組分濃度較低的氣體，比如均壓降步驟排放氣、順排廢氣、順放氣等，這些氣體C₂+組分濃度較低，因而更容易將吸附床再生徹底，這會使富氫氣體帶出的C₂+組分更少。但從兼顧提高C₂+組分回收率和提高C₂+組分產品氣濃度角度，用組成接近于置換步驟末期排出的置換廢氣的氣體作清洗氣更為有利。

因此，可以選擇性地在置換步驟后設置順放1步驟，即：

順放1步驟：將吸附床出口與清洗氣罐連通，將吸附床排出的組成接近于置換步驟末期置換廢氣的氣體作為清洗氣排至清洗氣罐；

同時在抽真空步驟后設置真空清洗步驟，即：

真空清洗步驟：在從吸附床入口側對吸附床進行抽真空的同時，從吸附床出口側自清洗氣罐引入清洗氣，在抽真空降低總壓和清洗氣降低分壓的共同作用下，進一步將吸附劑上吸附的C₂+組分脫附下來，從抽真空設備出口獲得真空清洗C₂+組分氣，將真空清洗C₂+組分氣混入混合C₂+組分氣。

根據(jù)對本發(fā)明工藝的試驗研究，煉廠干氣經過本發(fā)明1段變壓吸附單元分離后，可以獲得C₂+組分濃度>92v％的C₂+組分產品氣，同時C₂+組分的回收率>92％。

當原料干氣中氫氣含量較高時，經過1段變壓吸附單元分離回收了原料干氣中的C₂+組分后，回收利用干氣中的氫氣的必要性進一步增加。這一方面是由于相比原料干氣，富氫氣體產品氣中吸附力相對較強的C₂+組分濃度大大降低，氫氣得到富集，變壓吸附回收氫氣不需要進行抽真空降壓即可將吸附床再生得比較徹底，因而回收過程變得更容易，回收代價更低；另一方面是將氫氣濃度比原料干氣更高的富氫氣體產品氣直接作為燃料氣使用時，因氫氣組分的火焰?zhèn)鞑ニ俣瓤於鴮е录訜釥t火嘴更容易被燒壞。

當需要同時分離回收干氣中的C₂+組分和氫氣時，可以將富氫氣體產品氣送至其它氫氣提濃裝置回收氫氣，也可以在1段變壓吸附單元后設置2段變壓吸附單元，1段變壓吸附單元排出的富氫氣體產品氣直接作為2段變壓吸附單元的原料氣，在與1段變壓吸附單元的吸附壓力和吸附溫度相當?shù)牟僮鳁l件下吸附分離，分離后得到氫氣產品氣和燃料氣兩股產品氣物流。這時，煉廠干氣經過兩段變壓吸附分離后，最終至少被分離為C₂+組分產品氣、氫氣產品氣和燃料氣三股產品氣物流。

2段變壓吸附單元每座吸附床至少依次經歷如下操作步驟：吸附步驟、均壓降步驟、逆放步驟、均壓升步驟和終充步驟。

2段變壓吸附單元每座吸附床經歷的操作步驟中，還可以包含順放清洗氣步驟和清洗步驟，所述順放清洗氣步驟位于均壓降步驟和逆放步驟之間，所述清洗步驟位于逆放步驟和均壓升步驟之間，即吸附步驟、均壓降步驟、順放清洗氣步驟、逆放步驟、清洗步驟、均壓升步驟、逆充步驟等步驟。

本發(fā)明2段變壓吸附單元的吸附劑包括活性炭、硅膠、分子篩中的一種或它們的組合。

經過上述工藝的2段變壓吸附分離后，可以獲得操作壓力與原料干氣壓力相當、氫氣純度>99v％、回收率>85％的氫氣產品氣，以及操作壓力大于0KPa(g)的帶壓燃料氣。

本發(fā)明的有益效果是：

1、本發(fā)明煉廠干氣的分離回收工藝既不需要設置專門處理置換廢氣的變壓吸附單元，也不需要設置置換廢氣壓縮機，在1段變壓吸附單元內就能清晰分割C₂+組分和富氫氣體組分，因而工藝流程更簡單，投資和操作費用更低。

2、煉廠干氣經過1段變壓吸附單元分離后，可以獲得C₂+組分濃度>92v％，的C₂+組分產品氣，同時C₂+組分的回收率>92％，顯著優(yōu)于現(xiàn)有技術的同類技術指標。

3、當需要回收富氫氣體產品氣中的氫氣時，本發(fā)明的2段變壓吸附單元不需要設置抽真空步驟即可獲得操作壓力與原料干氣壓力相當、氫氣純度>99v％、回收率>85％的氫氣產品氣，以及操作壓力大于0KPa(g)的帶壓燃料氣。

附圖說明

圖1是1段變壓吸附單元分離回收煉廠干氣中C₂+組分產品氣的工藝流程示意圖；

圖2是包含順放1和真空清洗步驟的1段變壓吸附單元分離回收煉廠干氣中C₂+組分產品氣的工藝流程示意圖；

圖3是包含1段變壓吸附單元和2段變壓吸附單元的煉廠干氣同時分離回收C₂+組分和氫氣產品氣的工藝流程示意圖。

具體實施方式

為了使本領域的人員更好地理解本發(fā)明的技術方案，下面結合本發(fā)明的附圖，對本發(fā)明的技術方案進行清楚、完整的描述，基于本申請中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的其它類同實施例，都應當屬于本申請保護的范圍。

實施例1：

某煉廠催化裝置吸收穩(wěn)定單元再吸收塔頂排出的催化干氣經脫硫設施脫硫后進入變壓吸附裝置進行吸附分離，干氣流量20000Nm³/h，操作壓力1.2MPa(g)，操作溫度40℃，干氣組成見表1-1，

表1-1實施例1原料氣組成

本實施例干氣分離回收利用的目的產品組分是C₂+組分，變壓吸附單元工藝流程如圖1所示。裝置共有12座30m³吸附床，編號分別為A～L，吸附床內裝填著活性氧化鋁、硅膠、活性炭、分子篩4種吸附劑。裝置主要設備還包括1組一階真空泵(P1)、1組二階真空泵(P2)、1臺產品氣壓縮機(C1)、1臺置換氣壓縮機(C2)、1臺逆放氣罐(D1)、1臺壓縮機入口緩沖罐(D2)和1臺置換氣罐(D3)等。裝置將原料干氣分離為C₂+組分產品氣和富氫氣體產品氣兩股物流。工藝步序中，任何時候都有3座吸附床同時處于吸附步驟，包括3次均壓過程，包括不可或缺的置換步驟和預吸附步驟，以及逆充步驟等。

表1-2是實施例1的吸附床運行時序表，表中：A——吸附步驟；E1D——一均降步驟；E2D——二均降步驟；E3D——三均降步驟；RP——置換步驟；D——逆放步驟；V1——一階抽真空步驟；V2——二階抽真空步驟；R——逆充步驟；A0——預吸附步驟；E3R——三均升步驟；E2R——二均升步驟；E1R——一均升步驟；FR——終充步驟。

每個變壓吸附周期分為24個時段，每個時段90s，相當于每個循環(huán)周期2160s。以下以A吸附床為例解釋整個裝置運行過程。

第1～第6時段，吸附床(A)處于吸附步驟A。這時，吸附床(A)進口閥門(V4A)和出口閥門(V11A)打開，其余閥門關閉(以下未說明打開的閥門即是關閉的閥門)，原料干氣沿箭頭(1)所示的方向從吸附床入口引入吸附床，吸附床操作壓力為1.2MPa(g)，操作溫度為40℃。在穿過吸附床過程中，干氣中吸附力較強的C₂+組分被吸附劑吸附下來，吸附力較弱的富氫氣體則穿過吸附床后從吸附床出口排出，其中的一部分作為終充氣經控制閥R2返回終充步驟吸附床，其余部分作為富氫氣體產品氣經壓控閥(R1)后，沿箭頭(2)所示的方向排出。當吸附床(A)吸附時間達到540s時，C₂+組分吸附前沿接近吸附床出口，切換操作。

第7時段，吸附床(A)處于一均降步驟E1D。打開閥門(V8A)和閥門(V8E)，將吸附床(A)與處于一均升的吸附床(E)連通，使吸附床(A)實現(xiàn)一均降。一均降后，吸附床(A)壓力降至1.02MPa(g)。

第8時段，吸附床(A)處于二均降步驟E2D。繼續(xù)打開閥門(V8A)，同時打開閥門(V8F)，將吸附床(A)與處于二均升步驟的吸附床(F)連通，使吸附床(A)實現(xiàn)二均降，二均降后吸附床(A)壓力降至0.85MPa(g)。

第9時段，吸附床(A)處于三均降步驟E3D。繼續(xù)打開閥門(V9A)，同時打開閥門(V9G)，將吸附床(A)與處于三均升步驟的吸附床(G)連通，使吸附床(A)實現(xiàn)三均降，三均降后吸附床(A)壓力降至0.67MPa(g)。

經過三次均壓降后，吸附床內的富氫氣體組分大部分被排出，C₂+組分吸附前沿已突破吸附床出口，吸附床(A)得到初步濃縮。

第10～11時段，吸附床(A)處于置換步驟RP。打開閥門(V5A)和閥門(V7A)，同時在第10時段打開閥門(V6H)和在第11時段打開閥門(V6I)，在流量控制閥(R4)控制下用循環(huán)返回的部分混合C₂+組分氣作為置換氣對吸附床(A)進行置換。由于C₂+組分與吸附劑之間的吸附力大于富氫氣體組分的吸附力，置換過程中，吸附床內吸附劑上吸附的以及吸附床空體積內存留的富氫氣體組分連同一定量的C₂+組分被置換出來，作為置換廢氣經管線(5)，在第10時段排至處于預吸附步驟的吸附床(H)，在第11時段排入吸附床(I)。本實施例置換步驟的置換氣流量為3000Nm³/h，置換步驟結束時吸附床(A)的壓力為0.5MPa(g)。

第12～13時段，吸附床(A)處于逆放步驟D。打開閥門(V3A)，前期打開閥門(V15)，將逆放氣排入逆放氣罐(D1)，逆放氣在調節(jié)閥(R3)調控下排至壓縮機入口緩沖罐(D2)；后期打開閥門(V14)，逆放氣直接排至壓縮機入口緩沖罐(D2)，逐步將吸附床(A)的操作壓力降至接近大氣壓的常壓壓力。逆放降壓過程中，隨著壓力的降低，吸附劑上吸附的C₂+組分逐步脫附下來，得到逆放C₂+組分氣。

由于抽真空負荷較大，同時也為了使抽真空負荷更均勻，本實施例設置了兩個抽真空系統(tǒng)，分別為一階抽真空系統(tǒng)和二階抽真空系統(tǒng)，先用一階抽真空系統(tǒng)對吸附床抽真空，切換操作后接著用二階抽真空系統(tǒng)對吸附床接力進行抽真空，任何時候都有兩個抽真空系統(tǒng)分別對兩座不同的吸附床進行抽真空。

第14～15時段，吸附床(A)處于一階抽真空步驟V1。打開閥門(V1A)，用一階真空泵(P1)對吸附床(A)進行抽真空，逐步將吸附床(A)的壓力逐步抽真空至-0.06MPa(g)左右的一階抽真空壓力。抽真空過程中，隨著壓力的降低，吸附劑上吸附的C₂+組分進一步被脫附下來，從真空泵出口得到一階抽真空C₂+組分氣。

第16～17時段，吸附床(A)處于二階抽真空步驟V2。打開閥門(V2A)，用二階真空泵(P2)對吸附床(A)進行抽真空，將吸附床(A)的壓力逐步抽真空至-0.09MPa(g)左右的二階抽真空壓力，也就是抽真空壓力。抽真空過程中，隨著壓力的降低，吸附劑上吸附的C₂+組分進一步被脫附下來，得到二階抽真空C₂+組分氣。C₂+組分氣經真空泵升壓后，與逆放C₂+組分氣和一階抽真空C₂+組分氣混合，形成混合C₂+組分氣排入壓縮機入口緩沖罐(D2)，然后混合C₂+組分氣由壓縮機入口緩沖罐引出，一部分經置換氣經壓縮機(C2)升壓后排入置換氣罐(D3)緩沖后，作為置換氣循環(huán)返回處于置換步驟的吸附床，其余部分作為C₂+組分產品氣經壓縮機(C1)升壓后沿箭頭(4)所示的方向排出。

第18時段，吸附床(A)處于逆充步驟R。打開閥門(V9A)和閥門(V9L)，將吸附床(A)與處于預吸附步驟的吸附床(L)連通，用預吸附步驟吸附床(L)出口氣體對吸附床(A)進行充壓，使吸附床(A)逐步升壓至0.3MPa(g)左右的壓力。

第19～20時段，吸附床(A)處于預吸附步驟A0。打開閥門(V6A)，第19時段將處于置換步驟的吸附床(E)，第20時段將處于置換步驟的吸附床(F)排出的置換廢氣順向充入吸附床，使吸附床(A)壓力逐漸升高至0.5MPa(g)左右的預吸附壓力。

實際上，正是第19～20時段的預吸附步驟以及第18時段的逆充步驟吸納了置換步驟吸附床排出的置換廢氣，吸附床壓力由-0.09MPa(g)升壓至0.5MPa(g)，使得置換步驟排出的置換廢氣在本變壓吸附單元內全部被吸納。

第21時段，吸附床(A)處于三均升步驟E3R。打開閥門(V9A)和閥門(V9G)，將吸附床(A)與處于三均降步驟的吸附床(G)連通，使吸附床(A)實現(xiàn)三均升。三均升步驟結束后吸附床(A)壓力升至0.67MPa(g)。

第22時段，吸附床(A)處于二均升步驟E2R。打開閥門(V8A)和閥門(V8H)，將吸附床(A)與處于二均降步驟的吸附床(H)連通，使吸附床(A)實現(xiàn)二均升。二均升步驟結束后吸附床(A)壓力升至0.85MPa(g)。

第23時段，吸附床(A)處于一均升步驟E1R。打開閥門(V8A)和閥門(V8I)，將吸附床(A)與處于一均降步驟的吸附床(I)連通，使吸附床(A)實現(xiàn)一均升。一均升步驟結束后吸附床(A)壓力升至1.02MPa(g)。

第24時段，吸附床(A)處于終充步驟FR。打開閥門(V10A)，在調節(jié)閥(R2)控制下，用返回的部分富氫氣體作為終充氣將吸附床(A)逐步充壓至1.2MPa(g)的吸附壓力。

至此，吸附床(A)一個吸附周期結束，接著循環(huán)進入下一個吸附周期。

吸附床(B)、吸附床(C)、吸附床(D)、吸附床(E)、吸附床(F)、吸附床(G)、吸附床(H)、吸附床(I)、吸附床(J)、吸附床(K)、吸附床(L)也以相同的方式，在PLC的邏輯控制下，按照表1-2所示的時序步驟依次切換操作，實現(xiàn)整個吸附脫附過程的連續(xù)。

原料干氣經過上述1段變壓吸附工藝分離后，得到C₂+組分產品氣和富氫氣體產品氣兩股物流。其中C₂+組分產品氣中C₂+組分濃度92.39v％，富氫氣體產品氣中C₂+組分濃度2.01v％，C₂+組分回收率94.2％，各股物流組成見表1-3。

表1-3實施例1裝置原料和產品組成

實施例2：

某煉廠焦化裝置吸收穩(wěn)定單元再吸收塔頂排出的焦化干氣經脫硫設施脫硫后進入變壓吸附裝置進行吸附分離，焦化干氣流量20000Nm³/h，操作壓力1.2MPa(g)，操作溫度40℃，干氣組成見表2-1。

表2-1實施例2原料氣組成

由于原料干氣中氫濃度較低，因此本裝置干氣利用的目的產品組分是C₂+組分。變壓吸附單元工藝流程如圖1所示。裝置共有12座30m³吸附床，編號分別為A～L，吸附床內裝填著活性氧化鋁、硅膠、活性炭、分子篩4種吸附劑。裝置主要設備還包括1組一階真空泵(P1)、1組二階真空泵(P2)、1臺產品氣壓縮機(C1)、1臺置換氣壓縮機(C2)、1臺逆放氣罐(D1)、1臺壓縮機入口緩沖罐(D2)和1臺置換氣罐(D3)等。工藝時序步驟中，任何時候都有3座吸附床同時處于吸附步驟，包括3次均壓過程，包括不可或缺的置換步驟和預吸附步驟，以及逆充步驟等。與實施例1最大的區(qū)別是在均壓降階段增加了順放步驟，因此置換氣體流量，以及均壓步驟、置換步驟、預吸附步驟、逆充步驟等步驟的操作壓力也相應有所變化。表2-2是實施例2的吸附床運行時序表。

表中：A——吸附步驟；E1D——一均降步驟；E2D——二均降步驟；E3D——三均降步驟；RP——置換步驟；D——逆放步驟；V——抽真空步驟；R——逆充步驟；A0——預吸附步驟；E3R——三均升步驟；E2R——二均升步驟；E1R——一均升步驟；FR——終充步驟；PP——順放步驟；I——空置步驟。

注：受頁面限制，表中幾個單元格中的較長的數(shù)字或字符用相對較短的字符代替，其中：D/P代表E2D/PP；R/I代表E2R/I；a/b代表0.73/0.6。

每個變壓吸附周期分為24個時段，每個時段90s，相當于每個循環(huán)周期2160s。以下以A吸附床為例解釋整個裝置運行過程。由于本實施例與實施例1的主要工藝流程和多數(shù)時序步驟相同，為簡化起見，相同部分的論述將被省略。

第1～第6時段，吸附床(A)處于吸附步驟A。本步驟與實施例1相同。

第7時段，吸附床(A)處于一均降步驟E1D。本步驟與實施例1基本相同。區(qū)別是一均降后，吸附床(A)壓力降至0.97MPa(g)。

第8時段，吸附床(A)處于D/P，也就是二均降步驟E2D和順放步驟PP。前期二均降步驟打開閥門(V8A)，同時打開閥門(V8F)，將吸附床(A)與處于二均升步驟的吸附床(F)連通，使吸附床(A)實現(xiàn)二均降。二均降后吸附床(A)壓力降至0.73MPa(g)；后期順放步驟繼續(xù)打開閥門(V8A)，同時打開閥門(V12)將吸附床壓力降至0.6MPa(g)，順放排出的氣體沿箭頭(3)所示的方向排入緩沖罐(圖中未畫出)緩沖后作為順放燃料氣排出。

第9時段，吸附床(A)處于三均降步驟E3D。本步驟與實施例1基本相同。區(qū)別是三均降后吸附床(A)壓力降至0.5MPa(g)。

第10～11時段，吸附床(A)處于置換步驟RP。本步驟與實施例1基本相同。區(qū)別是置換步驟的置換氣流量為2000Nm³/h，置換步驟結束時吸附床(A)的壓力為0.4MPa(g)。

第12～13時段，吸附床(A)處于逆放步驟D。本步驟與實施例1相同。

第14～15時段，吸附床(A)處于一階抽真空步驟V1。本步驟與實施例1相同。

第16～17時段，吸附床(A)處于二階抽真空步驟V2。本步驟與實施例1相同。

第18時段，吸附床(A)處于逆充步驟R。本步驟與實施例1基本相同。區(qū)別是逆充步驟結束后吸附床(A)逐步升壓至0.25MPa(g)。

第19～20時段，吸附床(A)處于預吸附步驟A0。本步驟與實施例1基本相同。區(qū)別是預吸附步驟結束時，吸附床(A)壓力逐漸升高至0.4MPa(g)。

第21時段，吸附床(A)處于三均升步驟E3R。本步驟與實施例1基本相同。區(qū)別是三均升步驟結束后吸附床(A)壓力升至0.5MPa(g)。

第22時段，吸附床(A)處于R/I，也就是二均升步驟E2R和空置步驟I。前期二均升步驟與實施例1基本相同，區(qū)別是二均升步驟結束后吸附床(A)壓力升至0.73MPa(g)；后期空置步驟，吸附床(A)所有閥門關閉。

第23時段，吸附床(A)處于一均升步驟E1R。本步驟與實施例1基本相同。區(qū)別是一均升步驟結束后吸附床(A)壓力升至0.97MPa(g)。

第24時段，吸附床(A)處于終充步驟FR。本步驟與實施例1相同。

至此，吸附床(A)一個吸附周期結束，接著循環(huán)進入下一個吸附周期。

吸附床(B)、吸附床(C)、吸附床(D)、吸附床(E)、吸附床(F)、吸附床(G)、吸附床(H)、吸附床(I)、吸附床(J)、吸附床(K)、吸附床(L)也以相同的方式，在PLC的邏輯控制下，按照表2-2所示的時序步驟依次切換操作，實現(xiàn)整個吸附脫附過程的連續(xù)。

由于在均壓降階段設置了順放步驟，排出了一部分富氫氣體組分作為順放燃料氣，使得吸附床壓力有所降低，帶來置換氣流量和置換壓力的降低，從而實現(xiàn)了降低投資和節(jié)能的效果。原料干氣經過上述變壓吸附工藝分離后，得到C₂+組分產品氣、富氫氣體產品氣和順放燃料氣三股物流。其中回收得到的目的產品C₂+組分產品氣中C₂+組分濃度91.27v％，富氫氣體產品氣和順放燃料氣中C₂+組分濃度分別為2.71v％和3.85v％，裝置C₂+組分回收率94.1％，富氫氣體產品氣和順放燃料氣最終均作為煉廠燃料使用。

各股物流組成見表2-3。

表2-3實施例2裝置原料和產品組成

實施例3：

某煉廠催化裝置吸收穩(wěn)定單元再吸收塔頂排出的催化干氣經脫硫設施脫硫后進入變壓吸附裝置進行吸附分離，干氣流量20000Nm³/h，操作壓力1.2MPa(g)，操作溫度40℃，干氣組成見表3-1。

表3-1實施例3原料氣組成

本實施例干氣分離回收利用的目的產品組分是C₂+組分，變壓吸附單元工藝流程如圖2所示。裝置共有12座30m³吸附床，編號分別為A～L，吸附床內裝填著活性氧化鋁、硅膠、活性炭、分子篩4種吸附劑。裝置主要設備還包括1組一階真空泵(P1)、1組二階真空泵(P2)、1臺產品氣壓縮機(C1)、1臺置換氣壓縮機(C2)、1臺逆放氣罐(D1)、1臺壓縮機入口緩沖罐(D2)、1臺置換氣罐(D3)、1臺清洗氣罐(D4)等。裝置將原料干氣分離為C₂+組分產品氣和富氫氣體產品氣兩股物流。工藝步序中，任何時候都有3座吸附床同時處于吸附步驟，包括3次均壓過程，包括不可或缺的置換步驟和預吸附步驟，以及逆充步驟等。與實施例1最大的區(qū)別是在置換步驟后增加了順放1步驟，和在抽真空步驟后設置了真空清洗步驟。

表3-2是實施例3的吸附床運行時序表，表中：A——吸附步驟；E1D——一均降步驟；E2D——二均降步驟；E3D——三均降步驟；RP——置換步驟；D——逆放步驟；V1——一階抽真空步驟；V2——二階抽真空步驟；R——逆充步驟；A0——預吸附步驟；E3R——三均升步驟；E2R——二均升步驟；E1R——一均升步驟；FR——終充步驟；PP1——順放1步驟；VP——真空清洗步驟。

每個變壓吸附周期分為24個時段，每個時段90s，相當于每個循環(huán)周期2160s。以下以A吸附床為例解釋整個裝置運行過程。

第1～第6時段，吸附床(A)處于吸附步驟A。本步驟與實施例1相同。

第7時段，吸附床(A)處于一均降步驟E1D。本步驟與實施例1相同。

第8時段，吸附床(A)處于二均降步驟E2D。本步驟與實施例1相同。

第9時段，吸附床(A)處于三均降步驟E3D。本步驟與實施例1相同。

第10～11時段，吸附床(A)處于置換步驟和順放1步驟RP/PP1。本時段的置換步驟與實施例1的置換步驟基本相同。但到第11時段末期吸附床轉入順放1步驟(順放1步驟執(zhí)行時間長短根據(jù)上一周期清洗氣罐壓差值由PLC控制程序自動調整，順放1排出氣量大小由手閥(圖中未畫出)調整)。繼續(xù)打開閥門(V5A)和閥門(V7A)，同時打開閥門(V19)，將吸附床(A)排出的氣體作為清洗氣排入清洗氣罐(D4)。

第12～13時段，吸附床(A)處于逆放步驟D。本步驟與實施例1相同。

第14～15時段，吸附床(A)處于一階抽真空步驟V1。本步驟與實施例1相同。

第16時段，吸附床(A)處于二階抽真空步驟V2。本時段二階抽真空步驟與實施例1基本相同。區(qū)別是二階抽真空步驟結束時吸附床(A)壓力降至-0.08MPa(g)。

第17時段，吸附床(A)處于真空清洗步驟VP。繼續(xù)打開閥門(V2A)，用二階真空泵(P2)對吸附床(A)繼續(xù)進行抽真空，同時打開閥門(V20)和閥門(V10A)，將清洗氣罐(D2)內的清洗氣從吸附床(A)出口側引入吸附床(清洗氣流量大小由手閥(圖中未畫出)調整)，在真空負壓和清洗氣降低分壓的共同作用下，吸附劑上吸附的C₂+組分進一步被脫附下來，吸附床(A)的壓力逐步抽真空至-0.09MPa(g)左右的二階抽真空壓力，也就是抽真空壓力。真空泵(P2)出口得到真空清洗C₂+組分氣也混入混合C₂+組分氣中，其后的流程與實施例1基本相同。

第18時段，吸附床(A)處于逆充步驟R。本步驟與實施例1相同。

第19～20時段，吸附床(A)處于預吸附步驟A0。本步驟與實施例1相同。

第21時段，吸附床(A)處于三均升步驟E3R。本步驟與實施例1相同。

第22時段，吸附床(A)處于二均升步驟E2R。本步驟與實施例1相同。

第23時段，吸附床(A)處于一均升步驟E1R。本步驟與實施例1相同。

第24時段，吸附床(A)處于終充步驟FR。本步驟與實施例1 相同。

至此，吸附床(A)一個吸附周期結束，接著循環(huán)進入下一個吸附周期。

吸附床(B)、吸附床(C)、吸附床(D)、吸附床(E)、吸附床(F)、吸附床(G)、吸附床(H)、吸附床(I)、吸附床(J)、吸附床(K)、吸附床(L)也以相同的方式，在PLC的邏輯控制下，按照表3-2所示的時序步驟依次切換操作，實現(xiàn)整個吸附脫附過程的連續(xù)。

原料干氣經過上述1段變壓吸附工藝分離后，得到C₂+組分產品氣和富氫氣體產品氣兩股物流。其中C₂+組分產品氣中C₂+組分濃度92.73v％，富氫氣體產品氣中C₂+組分濃度1.89v％，C₂+組分回收率94.87％。各股物流組成見表3-3。

表3-3實施例3裝置原料和產品組成

實施例4

原料氣為實施例1的催化干氣，實施例1的變壓吸附裝置作為本實施例的1段變壓吸附單元，回收C₂+組分產品氣后的富氫氣體產品氣作為原料氣繼續(xù)進入本實施例的2段變壓吸附單元，進一步分離回收氫氣。整個裝置工藝流程如圖3所示。其中2段變壓吸附單元共有8座15m³吸附床，編號分別為M～T，吸附床內裝填著活性炭、分子篩2種吸附劑。2段變壓吸附單元將富氫氣體分離為氫氣產品氣和燃料氣兩股物流。工藝時序步驟中，任何時候都有3座吸附床同時處于吸附步驟，包括2次均壓過程。

表4-1是實施例4的吸附床運行時序表。表中：A——吸附步驟；E1D——一均降步驟；E2D——二均降步驟；PP——順放清洗氣步驟；D——逆放步驟；P——清洗步驟；E2R——二均升步驟；E1R——一均升步驟；I——空置步驟；FR——終充步驟。

表4-1實施例4吸附床運行時序表

每個變壓吸附周期分為16個時段，每個時段45s，相當于每個循環(huán)周期720s。以下以M吸附床為例解釋整個裝置運行過程。

第1～第6時段，吸附床(M)處于吸附步驟A。這時，吸附床(M)入口閥門(V2M)和出口閥門(V7M)打開，沿箭頭(2)所示的方向來自1段變壓吸附單元的富氫氣體產品氣從吸附床入口引入吸附床，吸附床操作壓力為1.2MPa(g)，操作溫度為40℃。在穿過吸附床過程中，干氣中吸附力較強的燃料氣組分，也就是非氫氣體組分被吸附劑吸附下來，幾乎不被吸附的氫氣則穿過吸附床從出口排出，其中一部分作為終充氣返回終充步驟吸附床，其余部分作為氫氣產品氣經壓控閥(R5)后，沿箭頭(6)所示的方向排出。當吸附床(A)吸附時間達到270s時，燃料氣組分吸附前沿接近吸附床出口，切換操作。

第7時段，吸附床(M)處于一均降步驟E1D。打開閥門(V3M)和閥門(V3R)，將吸附床(M)與處于一均升的吸附床(R)連通，使吸附床(M)實現(xiàn)一均降。一均降后，吸附床(M)壓力降至0.82MPa(g)。

第8時段，吸附床(M)處于二均降步驟E2D。繼續(xù)打開閥門(V3M)，同時打開閥門(V3S)，將吸附床(M)與處于二均升步驟的吸附床(S)連通，使吸附床(M)實現(xiàn)二均降，二均降后吸附床(A)壓力降至0.44MPa(g)。

第9時段，吸附床(A)處于順放清洗氣步驟PP。打開閥門(V4M)，同時打開閥門(V18)，順放清洗氣步驟排出的清洗氣排入清洗氣罐(D5)，將吸附床(M)降0.3MPa(g)。

第10時段，吸附床(A)處于逆放步驟D。打開閥門(V1M)，前期打開閥門(V16)，將逆放步驟排出的燃料氣排入燃料氣罐(D4)，燃料氣在調節(jié)閥(R7)調控下沿箭頭(7)所示的方向排出；后期打開閥門(V17)，燃料氣沿箭頭(7)所示的方向排出。逆放降壓過程中，隨著壓力的降低，吸附劑上吸附的燃料氣組分逐步被脫附下來，吸附床(M)的操作壓力逐步降至接近0.05MPa(g)。

第11時段，吸附床(A)處于清洗步驟P。打開閥門(V5M)、閥門(V1M)和閥門(V17)，在流量調節(jié)閥(R8)控制下，用清洗氣罐(D5)內的清洗氣，在0.05MPa(g)壓力下對吸附床(M)進行逆向清洗。在清洗氣降低分壓的作用下，吸附劑上吸附的燃料氣組分進一步被脫附下來，清洗步驟得到的脫附氣也作為燃料氣沿箭頭(7)所示的方向排出。

第12時段，吸附床(M)處于二均升步驟E2R。打開閥門(V3M)和閥門(V3O)，將吸附床(M)與處于二均降步驟的吸附床(O)連通，使吸附床(M)實現(xiàn)二均升。二均升步驟結束后吸附床(A)壓力升至0.44MPa(g)。

第13時段，吸附床(M)處于一均升步驟E1R。打開閥門(V3M)和閥門(V3P)，將吸附床(M)與處于一均降步驟的吸附床(P)連通，使吸附床(M)實現(xiàn)一均升。一均升步驟結束后吸附床(A)壓力升至0.82MPa(g)。

第14時段，吸附床(M)處于空置步驟I。這一時段內吸附床(M)所有進出口閥門均關閉，吸附床維持原有狀態(tài)。

第15～16時段，吸附床(M)處于終充步驟FR。打開閥門(V6M)，在調節(jié)閥(R6)的控制下，用氫氣作為終充氣將吸附床(M)逐步充壓至1.2MPa(g)的吸附壓力。

至此，吸附床(M)一個吸附周期結束，接著循環(huán)進入下一個吸附周期。

吸附床(N)、吸附床(O)、吸附床(P)、吸附床(Q)、吸附床(R)、吸附床(S)、吸附床(T)也以相同的方式，在PLC的邏輯控制下，按照表3-1所示的時序步驟依次切換操作，實現(xiàn)整個吸附脫附過程的連續(xù)。

原料催化干氣經過1段變壓吸附單元分離得到C₂+組分產品氣和富氫氣體產品氣，富氫氣體產品氣再作為原料氣經上述2段變壓吸附工藝分離后，得到氫氣產品氣和燃料氣兩股物流。其中氫氣產品純度99.5v％，氫氣總回收率86％。各股物流組成見表4-2。

表4-2實施例4原料和產品組成

此外，應當理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但并非每個實施方式僅包含一個獨立的技術方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領域技術人員應當將說明書作為一個整體，各實施例中的技術方案也可以經適當組合，形成本領域技術人員可以理解的其他實施方式。