專利名稱：：氣體分離裝置和方法氣體分離裝置和方法
背景技術：
：存在多種已知的制氫工藝。一些示例包括(l)天然氣或石腦油的蒸汽重整，(2)碳氫化合物例如汽油和燃料油的催化重整，和(3)煤、重油或天然氣的部分氧化。在這些工藝中，天然氣的蒸汽重整可能是最常用的制氫工藝。圖l示出典型的制氫工藝。該工藝包括在蒸汽曱烷重整("SMR")單元內使甲烷110(例如，來自天然氣)與蒸汽120反應，以主要產生氬和一氧化碳(有時被稱為合成氣)。蒸汽重整反應如下地進行CH4+H20=>CO+3H2此反應通常在重整單元130內在高溫和高壓下進行。反應受平衡限制并且高度吸熱。反應所需的熱由熔爐137提供。熔爐137的燃料140可從甲烷給料115供給。離開熔爐137的熱廢氣145可用于預熱進料138，并且生成用于反應的蒸汽120或使蒸汽120過熱。然后，將重整單元130的流出流送到變換反應器150以獲得額外的氫。在變換反應器150中，一氧化碳與蒸汽反應以產生更多的氫。此反應通常稱為"水煤氣變換"，并且變換反應的化學方程式如下CO+H20=>C02+H2蒸汽與重整反應得到的一氧化碳反應以產生二氧化碳和額外的氬氣。反應能量是放熱的，并且生成的熱通常用于產生額外的蒸汽或加熱其它工藝液流。將變換反應器150的流出流冷卻并送到凈化單元160以分離氳氣。變壓吸附器("PSA")經常用作在蒸汽重整和變換反應之后的凈化單元160。通常，在PSA工藝中，氣體混合物流在高壓下通過吸附床，從而該床選擇性地吸附和保持雜質。在此方面，PSA工藝產生基本純凈的高壓氫產品。PSA床上吸附的雜質在很低的壓力下解吸。這些被解吸的雜質與未被回收的氫一起形成低壓殘余氣體，該殘余氣體可包含二氧化碳、一氧化碳和未反應的甲烷。為了提高工藝的總熱效率，重要的是利用工藝液流例如重整單元130和變換反應器150的工藝流出物以及熔爐137的廢氣145內可用的熱量。除了生成蒸汽或使蒸汽過熱之外，這種熱量可用于加熱工藝進料、熔爐的燃燒空氣，以及預熱鍋爐給水。通常，可以從所有可用的熱量生成的蒸汽量超過蒸汽重整器130所需的蒸汽量。過量的蒸汽通常作為制氫裝置的副產品被輸出。如下文的表1內所示，殘余氣體165工藝液流——其可包含C02、CO、CH4和H2——具有較低的熱值(例如，與天然氣的熱值卯90kcal/Nn^相比為2419kcal/Nm3)，并且通常處于大約1.3bara的低壓。因此，殘余氣體在制氫裝置內的使用受限制。通常，使殘余氣體165再循環到重整器熔爐137內并且用作燃料。下面的表l示出了PSA周圍的典型材料平衡。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>在氫生成過程期間遇到的一個問題是殘余氣體165的量可限制整個工藝的靈活性和效率。殘余氣體165施加的限制的一個示例是當副產品蒸汽的需求低并且希望抑制蒸汽產生而不會損失工藝的熱效率時。副產品蒸汽通常通過利用離開熔爐137的廢氣145以及重整單元130和變換反應器150的工藝流出物內的熱量產生。在低蒸汽需求期間，蒸汽產生可通過使熱廢氣145改變方向以預熱天然氣進料110、熔爐137的燃燒空氣或到熔爐137的燃料流140來加以抑制。由于預加熱，所以熔爐137內不再需要同樣多的熱量，從而減小了燃料流140的需求。通常，殘余氣體165是燃料流140內的主要組分，而"補充"燃料構成燃料流140的剩佘部分，該補充燃料從其它源輸入，例如從甲烷給料110供給的燃料。由于所有殘余氣體165萍皮供給到燃料流140，所以通常通過控制補充燃料的輸入來實現燃料流140的減少。因此，蒸汽抑制程度依賴于補充燃料流的百分比。補充燃料流還可用作控制熔爐內的溫度的措施。熔爐溫度的合適控制通常需要補充燃料提供大約10-15%的熱量。補充燃料的此百分比限定了下限，低于該下限則熔爐的可靠溫度控制將受損。如果補充燃料的量接近下限，則補充燃料的量可能不會被調節以減小熔爐燃料燃燒(firing)。因此，殘余氣體控制必須被燃燒以處理所有殘余氣體的燃料流140的最小量，由此限制了對蒸汽生成的抑制。下面的熱平衡示例示出當使用所有PSA殘余氣體并且凈燃料輸入最小時得到的蒸汽量<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>此熱平衡示出補充燃料僅占總燃燒的12.7%。為了減少蒸汽生成，需要減少熔爐燃燒。但是，由于補充燃料接近熔爐溫度控制所需的下限，所以熔爐燃燒減少的程度由于燃料平衡而受到限制。熔爐燃燒減少還可通過改變其它操作參數實現。一個這種參數是在重整單元130的入口處添加到天然氣中的蒸汽量。另一個這種參數是重整單元130出口溫度的降低。在這兩種情況下，這些改變增加了在重整單元130出口處的甲烷逃逸(slip)，這繼而增加了PSA殘余氣體165的量和熱含量。但是，如上述示例內所示，氫生成工藝已經受現有的殘余氣體165的量限制，因此不能適應殘余氣體的這種增加。因此，需要一種增加氫生成工藝的靈活性和效率的方法。還需要減少必須被處理的殘余氣體的量。
發明內容本發明的實施例提供了用于制氫期間的氣體分離的方法和裝置。在一個實施例中，該方法包括從氣體源產生氫，并且從凈化單元取出富含碳氫化合物的流以便使其再循環到氣體源。本發明的實施例提供了用于制氫的方法和裝置。在一個實施例中，一種制氫的方法包括使進料源與蒸汽反應以產生包含氫和殘余氣體的氣體混合物；將該氣體混合物引入凈化單元；吸附該殘余氣體；以及排出氫的至少一部分。該方法還包括使凈化單元減壓；在減壓期間排出殘余氣體的至少一部分；將殘余氣體再循環到進料源；以及排出凈化單元內剩余的殘余氣體。在另一個實施例中，該方法包括在減壓期間排出殘余氣體的一部分，使得排出的殘余氣體的碳氫化合物含量高于凈化單元內剩余的次要產品。本發明的實施例提供了用于處理在凈化單元內分離的產品流的方法和裝置。在一個實施例中，一種用于分離包含主要產品和次要產品的氣體混合物的壓力吸附方法包括將氣體混合物引入壓力吸附單元；吸附氣體混合物內的次要產品；以及排出主要產品的至少一部分。該方法還包括使壓力吸附單元減壓；在減壓期間排出次要產品的至少一部分；將次要產品的排出部分的至少一部分再循環到氣體混合物的碳氫化合物源；以及排出壓力吸附單元內剩余的次要產品。在另一個實施例中，一種制氫的方法包括在蒸汽重整單元內使進料源與蒸汽反應，從而產生包含氫的氣體混合物；將該氣體混合物引入凈化單元；從凈化單元排出氫的至少一部分；使該凈化單元減壓；從該凈化單元排出富含碳氫化合物的流；以及引導富含碳氫化合物的流與進料源混合。在另一個實施例中，一種操作制氫裝置的方法包括將進料源和蒸汽？1入制氫單元；使進料源與蒸汽反應以產生包含氫和殘余氣體的氣體混合物；將該氣體混合物引入氣體分離單元；以及分離氫和殘余氣體。該方法還包括將殘余氣體的第一部分引導到進料源以減少用作燃料的殘余氣體的量，以及將氣體分離單元內剩余的殘余氣體的第二部分引導到燃料源以用于熱發生器。為了進一步理解本發明的本質和目的，應參照下文結合附圖給出的詳細說明，在附圖中類似的元件用相同或相似的標號指示，并且其中圖1示出從天然氣制氫的傳統裝置；圖2示出根據本發明的一個實施例的制氫裝置；圖3示出根據本發明的一個實施例的制氫工藝的方塊流程圖；圖4示出適于與圖3的制氫工藝一起使用的氫凈化工藝的實施例的方塊流程圖5示出根據本發明的一個實施例的PSA單元的示意圖5A示出根據本發明的另一個實施例的部分PSA單元的示意圖6示出根據本發明的另一個實施例的部分PSA單元的示意圖7示出執行凈化工藝的不同步驟的圖6內的部分PSA單元的示意圖。具體實施例方式本發明的實施例提供了用于控制氫的生產的方法和裝置。在一個實施例中，該方法包括從氣體源制氫，并且從凈化單元中取出富含碳氫化合物的流以便使其循環到氣體源。在另一個實施例中，處理原料流以生產主要產品和次要產品的混合物。將混合物引入凈化單元，該凈化單元適于將主要產品和次要產品分離。在一個實施例中，從該混合物中生成中間產品并且將其再循環到原料流內。圖2是示出才艮據本發明的一個實施例的制氫工藝的結構圖。如圖3所示，該工藝總體包含三個主要步驟。首先，在步驟3-l，將曱烷送到蒸汽甲烷重整器230以使其至少部分轉化成氫。如圖2所示，包含甲烷的天然氣氣流210與蒸汽流220合并，并且被輸送給蒸汽甲烷重整("SMR")單元230。蒸汽和曱烷通過包含金屬基催化劑例如鎳催化劑的金屬合金管231以有助于甲烷和蒸汽之間的反應。蒸汽和甲烷在催化劑的存在下被加熱和反應以生成一氧化碳和氫。蒸汽重整反應如下地進行CH4+H20=>CO+3H2該反應可在大約600。C和IOOOX:之間、優選地在大約800。C和1000。c之間的溫度下，以及在大約10個大氣壓和60個大氣壓之間、優選地在大約20個大氣壓和40個大氣壓之間的壓力下進行。該反應高度吸熱，因此需要熱量輸入。反應所需的熱量由用于加熱重整單元230的熔爐232提供。熔爐232的燃料240可由天然氣氣流215、來自PSA單元260的殘余氣體流420、其它合適的源以及它們的組合提供。在一個實施例中，來自PSA單元260的殘余氣體流420包含小于90%、優選地小于80%、更優選地小于70%的爐用燃料。熔爐232需要可連接到空氣源234的空氣流。熔爐232生成的廢氣245通常在900。C到IIOOX:的高溫范圍內。可通過將廢氣245引導到一個或多個蒸汽發生器235以使反應用的蒸汽220過熱或生成蒸汽220有效地利用此能量。在另一個實施例中，熱廢氣245的至少一部分可被一個或多個預熱器236、238用來加熱天然氣氣流210、空氣流234、爐用燃料240和它們的組合。廢氣245可通過煙道249排出。可選的進料預熱器243也可用于在天然氣氣流210進入重整單元230和/或熔爐232之前預熱該天然氣氣流。在重整單元230內，蒸汽和甲烷接近它們的化學平衡地進行反應。除了一氧化碳、二氧化碳和氫之外，SMR單元230還輸出未轉化的甲烷(稱為甲烷逃逸)。此流出流247在800'C到1000X:的溫度下離開重整單元230。流出流247的溫度可在進一步處理之前降低。在一個實施例中，可設置可選的加熱器或蒸汽發生器271以回收一些被釋放的熱量。所回收的熱量可用于預熱進料，生成蒸汽，預熱鍋爐給水或其它合適的用途。在步驟3-2，將來自重整單元230的流出流247送到氣體變換反應器單元250以獲得額外的氫。在氣體變換反應器單元250中，一氧化碳與蒸汽反應以生成更多氫。變換反應的化學方程式如下CO+H20=>C02+H2蒸汽與一氧化碳反應，從而形成額外的氫和二氧化碳。反應能量是放熱的。該反應產生二氧化碳、氫和未反應的一氧化碳的混合物。變換反應器的流出物在進入凈化單元260之前被冷卻。可利用可選的加熱器或蒸汽發生器272回收熱量以預熱進料，生成蒸汽，預熱鍋爐給水或用于其它合適的用途。如果需要額外冷卻流出流，則可設置可選的冷卻器276。在步驟3-3，將氣體變換反應器單元250的流出流257送到凈化單元260以將流257內的氫氣與其它氣體分開。在一個實施例中，變壓吸附器("PSA")用于分離出氫氣產品。圖4示出才艮據本發明的一個實施例的用于分離氫的PSA工藝400。圖5示出適用于執^f亍該PSA工藝的示例性PSA單元260。在一個實施例中，PSA工藝適于連續地分離流出流，并且分別通過管路410、420和415從PSA單元260中連續取出主要氣體產品流、次要氣體產品和中間氣體產品流。如圖所示，PSA單元260包括四個反應室401、402、403和404，每個反應室包含一個或多個吸附床，該吸附床對于次要氣體產品和中間氣體產品的選擇性優選地優于主要氣體產品。在優選實施例中，主要氣體產品流410包含氫，次要氣體產品流420包含殘余氣體，而中間氣體產品流415包含富含碳氫化合物的殘余氣體。如圖4所示,PSA凈化工藝包括可在連續循環周期內重復執行的步驟。每個反應室401、402、403和404能夠執行凈化工藝循環的全部步驟。在一個實施例中，連續PSA工藝操作反應室，使得在任何一個時間點循環內的每個步驟被至少一個反應室執行。例如，可將反應室操作為異相地執行工藝循環，從而相鄰的反應室執行循環的不同步驟。在另一個實施例中，可將一個或多個反應室操作為同相地執行工藝循環，以便在任何一個時刻一個或多個反應室執行循環內的相同步驟。盡管示出四個反應室，但是，可以"沒想^f吏用任何合適數量的反應室，例如三個、四個、五個、十個或更多個室。另外，反應室可設置成串聯、并行或它們的組合。在一個實施例中，工藝循環400可從在第一反應室401內執^f亍吸附步驟(步驟4-l)開始。最初，氣體變換反應器單元250的流出流257在預定的高壓下通過供給管路400被供給。閥421打開以允許流出流257流入第一室401，在該第一室401內可吸附雜質。此時，岡422、423和424閉合以防止流出流257流入室402、403和404，并且閥431和461閉合以防止流出流流過第二產品流420和中間產品流415。在室401內，吸附床優選地從流出流257中吸附雜質例如一氧化碳、二氧化碳和甲烷。允許流出流內的氫流出室401流入管路455，通過開啟閥425并且流入主要產品流410。在此期間，閥426、427和428與閥435、445都閉合。可以設想使用任何合適的吸附劑。示例性的吸附劑包括活性碳、活性氧化鋁、硅膠、沸石和其它已知的吸附劑，只要吸附劑對于一部分氣體混合物的期望親和力優于另一部分即可。在第一反應室401進行吸附步驟的同時，第二反應室執行減壓步驟(步驟4-2)。在此方面，第二室402已經執行了前一吸附步驟。在減壓步驟期間，室402內的壓力(來自吸附步驟)通過閥432或閥462或兩者辨，放，從而將大部分被吸附的雜質排放到管路420、管路415或兩者內。閥426、436、446和422閉合以允許從室402排放，并且確保不是引導朝向其它室排放。在一個實施例中，在減壓步驟(步驟4-2)期間從室402抽出中間產品流415(步驟4-3)。中間產品流415可包含從流出流257吸附的雜質例如來自天然氣的甲烷、一氧化碳和氮以及一些氫。在循環中的這一點上收集的中間產品流415包含的碳氫化合物(例如甲烷)的百分比可能高于次要產品流420,因此可稱為富含碳氫化合物的流。在減壓期間，閥462打開以允許室402內的內容物排放到中間產品流415內。由于中間產品流415富含碳氫化合物，所以可引導其與天然氣進料210合并以便再循環。可設置壓縮機280以增加中間產品流415的壓力以有助于與天然氣進料210混合。在已經收集希望數量的中間產品之后，閥462閉合而閥432打開，從而將剩余雜質排放到次要產品流420內。這樣，可用作燃料的殘余氣體(即，次要產品流420)的量大大減少。在一個實施例中，在室402從20個大氣壓減壓到1個大氣壓、優選地從8個大氣壓減壓到3個大氣壓時抽取中間產品。所抽取的中間產品可包含從10%到50%、優選地從20%到40%的范圍內的甲烷和一氧化碳。可以設想，可在減壓步驟的一部分或整個減壓步驟期間從室402中抽取中間產品流415。如果只有減壓排放物的一部分被收集作為中間產品流415，則然后優選地，在具有希望的甲烷和一氧化碳濃縮度/富集度的最高壓力下抽取中間產品流415。在一個實施例中，最初通過打開閥446和閥448給室402降壓，以便第二反應室402內的氣體可用于給另一個室例如第四反應室404再增壓。此減壓-再增壓步驟有時稱為平衡步驟。在減壓開始時，從第二反應室402排出的氣體具有較高的氫含量。當第二反應室402內的壓力減小時，氫含量減小，同時碳氫化合物含量增加。當達到希望的碳氫化合物含量時，給第四反應室404再增壓的氣流可停止。然后可打開閥462以允許富含-灰氫化合物的氣體排放到中間產品流415中，該中間產品流將該氣體再循環到天然氣進料210中。圖5A示出PSA單元260的另一個實施例的局部視圖。在此實施例中，可以從反應室402的中部(經由管路469)抽取中間流415以收集更高百分比的碳氫化合物。通常，當流出流257在反應室402中向上流動時，被強吸附的雜質如二氧化碳在底部被吸附，而較弱吸附的雜質在頂部被吸附。強吸附雜質到弱吸附雜質的典型順序如下二氧化碳、甲烷、一氧化碳、氮和氫。因此，在反應室402的下部可發現二氧化碳，在反應室402的中部可發現甲烷，而在反應室402的上部可發現一氧化碳。因此，從反應室402中部抽取的中間流415將更有可能產生更加富集碳氫化合物的流。富含碳氫化合物的流將與天然氣進料210合并以便重新引入系統。必須注意，也可以將中間產品流415引導到沒有再循環到系統內的產品流中；如果必要則用作燃料；或者被適當地處理。在另一個實施例中，第二反應室402的減壓可在室402的兩端發生，而從室402的中部抽取富含碳氫化合物的氣體。在圖5A中，抽取流469，同時通過流456和442給第二反應室402減壓。在此方面，經由閥432離開室402下端的氣體可包含較高濃度的二氧化碳；經由管路456離開上端的氣體可包含較高濃度的氫和一氧化碳；而經由管路469離開中部的氣體可包含較高濃度的甲烷。因此，可使用合適的閥和連接件(未示出)將從室402中部排出的氣體引導到富含碳氫化合物的流415中；可將從室402的下端排出的氣體引導到殘余氣體流420中；而從上端排出的氣體可用于給另一個室再增壓。同時從室402的頂端、底端和中部排放的一個好處是流出下端的氣體攜帶較高濃度的二氧化碳，從而防止或減少在上端和中部排放的二氧化碳的量。結果，在中部排出的氣體的碳氫化合物含量更濃。參照圖4和5，在第一室401和第二室402執行它們各自的步驟即步驟4-1和步驟4-2的同時，第三室403可執行泄放和吹掃步驟(步驟4-4)。在此方面，第三室403已經執行了工藝循環400內的先前的步驟4-1到4-3。閥463打開以將室403泄放到次要產品的較低壓力。為了吹掃第三室403，閥435和437打開以允許來自第一室401的主要氣體產品的一部分流入第三室403。在此期間，閥436、438、427、447、423和463閉合以使得主要氣體產品能夠從第一室401流入第三室403。主要產品流過第三室403，并且帶走在減壓和泄放步驟之后第三室403內剩余的幾乎全部雜質。此流通過閥433離開第三室403，并且進入次要產品流420。次要產品流420的壓力可在20個大氣壓到0.1個大氣壓之間，優選地在8個大氣壓到1個大氣壓之間。優選地使用盡可能低的壓力以促使從室403最大程度地解吸雜質。一個或多個減壓閥(未示出)可用于降低吹掃氣體例如來自第一室401的主要氣體產品的壓力。在一個實施例中，離開PSA單元260的次要產品流420包含被再循環到燃料管路240中以用作燃料來加熱熔爐232的殘余氣體流，參見圖2。在第一室401、第二室402和第三室403執行它們各自的步驟即步驟4-1和步驟4-4的同時，工藝循環400的再增壓步驟(步驟4-5)可由第四反應室404執行。在此方面，第四室404已經執行了工藝循環400內的先前的步驟4-l到4-4。為了對第四室404再增壓，閥445和448打開以允許來自第一室401的主要氣體產品的另一部分流入第四室404。在此期間，閥446和447閉合以確保主要產品從第一室401流入第四室404，并且防止污染第二室402和第三室403。另外，閥428、438、424、434和464閉合以將主要產品保持在第四室404內。流入第四室404的主要產品將室404從減壓步驟4-2和吹掃步驟4-4導致的較低壓力再增壓到主要產品的較高壓力。可以設想，至少一部分再增壓可由進行減壓的室(例如，第二反應室402)排出的氣體實現，如上所述。在再增壓之后，第四室404準備好開始新的工藝循環。隨后的步驟可以上述方式執行，其中隨著循環的進行特定步驟從一個室轉換到另一個室。例如，當第四室404通過執行吸附步驟4-1開始新工藝循環時，第一室401可開始其工藝循環內的下一個步驟，該步驟是減壓步驟4-2。類似地，第二室402可在進行減壓步驟4-2且排放中間產品流(步驟4-3)之后開始吹掃步驟4-4,而第三室403可在進行吹掃步驟4-4之后開始再增壓步驟4-5。用于吹掃及對室402和403再增壓的主要氣體產品現在從第四室404供給。從第四室404排出的主要產品的不用于吹掃或再增壓的部分被從PSA單元260中作為主要產品流410取出。這樣，可實現將流出流257分離成主要氣體流410(例如，氫)、中間氣體流415(例如，富含碳氫化合物的流)和次要氣體流420(例如，殘余氣體)的連續工藝。示例下文的連續制氫的示例用于解釋和說明本發明的實施例。圖6和7示出在吸附步驟(圖6)和減壓步驟(圖7)期間的示例性反應室601。如圖6所示，反應室601的床605、606被分成兩部分，使得能夠在兩個分開的床605、606之間進行流的抽取。在吸附步驟期間，流出給料600進入反應室601的底部，而純氫離開反應室601的頂部610。在圖7中，PSA工藝循環包括在反應室601從約8barg到3barg的減壓期間抽取中間流615的步驟(步驟4-3)。當反應室601減壓時，反應室601的空隙空間內的雜質的濃度增加。在此位置處甲烷和一氧化碳的濃度在20%到40%的范圍內。將富含甲烷和一氧化碳的流615收集在收集筒670內，通過壓縮機671壓縮到大約35barg，并且再循環回到重整器230。再循環的氫和一氧化碳將在重整器230內建立新的平衡。這樣，在SMR熔爐230內燃燒的燃料620的量減少。得到的一個好處是這使得可使用其它操作參數一一例如減少工藝的蒸汽流，降低重整器出口溫度，以及回收且將更多熱量再循環到工藝中一一來實現熔爐燃燒減少。在這方面，輸出蒸汽的量減小，并且工藝的熱效率提高。在減壓步驟期間抽出且沒有再循環的任何殘余氣體被引導到殘余氣體管路620內，并且再循環用作燃料或被引導到其它反應室內。此示例的新的材料平衡和熱平衡如下所示。材料平衡:<table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table>熱平衡:<table>tableseeoriginaldocumentpage18</column></row><table>與
背景技術：
部分所示的示例相比，此示例示出可用作燃料的PSA殘余氣體從90Gcal/h減少到56Gcal/h。盡管加熱SMR熔爐230所需的總燃料從103.14Gcal/h減少到88.9Gcal/h，補充燃料量仍然從13.14Gcal/h增加到32.9Gcal/h，從總燃料的12.7%增加到37%。此增加使得可操^/管理更多的補充燃料，從而使得整個工藝更加靈活。結果，可使用更多的選擇來優化工藝而不會受燃料平衡限制。必須注意，盡管上述示例中的二氧化碳的濃度為零，但是可根據PSA的參數調節二氧化碳和其它氣體的濃度。可影響二氧化碳或其它氣體的濃度的示例性參數包括吸附床的選擇性以及床的減壓方式。根據本發明的實施例，通過減小用作燃料的殘余氣體的總熱含量可提供一些優點。在一個實施例中，可實現的一個優點是作為制氫的副產品生成的蒸汽較少。如上述示例內所示，輸出蒸汽從52560kg/h減少到30000kg/h。還可以看出，為了生產相同量的氫，現在在熔爐內燃燒的燃料較少，例如，總熔爐燃燒從103.14Gcal/h減少到88.9Gcal/h。這些結果是由于用作燃料的殘余氣體的減少而在工藝中產生的靈活性導致的。現在可調節其它工藝參數例如改變供應給工藝的蒸汽的量、降低重整器出口溫度、或提高進入重整器的進料或燃燒空氣的溫度以優化工藝。可實現的另一個優點是制氫工藝的熱效率更高。用于生產相同量的氫的燃料燃燒的減少降低了與跟隨煙氣的熱量損失相關聯的熱損耗。結果，裝置熱效率提高0.5%。可實現的另一個優點是該工藝使得能夠處理進入重整單元的PSA單元的輸入流例如煉油廠廢氣，并且仍然不受必須在重整單元內用作燃料的殘余氣體的量的限制。另一個優點是可修改SMR單元的工作條件以降低工藝苛刻度/加工深度(severity)而不會對燃料平衡產生負面影響。在傳統操作中，通過調節熔爐溫度或蒸汽輸入率控制反應的未轉化的碳的量(也稱作"甲烷逃逸，，)。在蒸汽輸入低的情況下(例如，其中蒸汽/碳比率小于2.5)，重整器出口溫度增加到900-930'C(1650-1706°F)以限制未轉化的碳的量。重整器上增加的苛刻度對裝置的可靠性和成本有負面影響。作為比較，根據本發明的實施例的工藝能夠在低蒸汽/碳比率下操作，同時降低重整器出口溫度并且允許更高的甲烷逃逸。在一個示例中，重整器苛刻度可降低到850°C(1560下)。這是因為本發明的工藝能夠將未轉化的碳氫化合物再循環回進料中，以便其不會在燃料內結束/終止。因此，即使這些條件通常會產生更高的未轉化碳氫化合物的量，仍可在較低出口溫度和低蒸汽/碳比率下制氫。應理解，在所附權利要求內表述的本發明的原理和范圍內，本領域技術人員可對文中為了解釋本發明的特征而說明和示出的細節、材料、步驟和部件設置作出許多額外的修改。因此，本發明并不局限于上文和/或附圖給出的示例內的特定實施例。權利要求1.一種用于分離包含主要產品和次要產品的氣體混合物的壓力吸附方法，包括將氣體混合物引入壓力吸附單元；吸附氣體混合物內的次要產品；從壓力吸附單元排出主要產品的至少一部分；使壓力吸附單元減壓；在減壓期間從壓力吸附單元排出次要產品的至少一部分；將次要產品的排出部分的至少一部分再循環到氣體混合物的碳氫化合物源；以及排出壓力吸附單元內剩余的次要產品。全文摘要本發明提供了用于制氫的方法和系統。在一個實施例中，一種制氫的方法包括使進料源與蒸汽反應以產生包含氫和殘余氣體的氣體混合物；將該氣體混合物引入凈化單元；吸附殘余氣體；以及排出氫的至少一部分。該方法還包括使凈化單元減壓；在減壓期間排出殘余氣體的至少一部分；將殘余氣體再循環到進料源；以及排出凈化單元內剩余的殘余氣體。在另一個實施例中，該方法包括在減壓期間排出殘余氣體的一部分，使得排出的殘余氣體的碳氫化合物含量高于凈化單元內剩余的次要產品。文檔編號C01B3/34GK101287675SQ200680038437公開日2008年10月15日申請日期2006年8月14日優先權日2005年8月17日發明者B·S·格羅弗,P·文廷克申請人:喬治洛德方法研究和開發液化空氣有限公司