本发明总的来说涉及的是变压吸附（PSA）方法，特别涉及的是分离或净化气体的改进的PSA方法，其中采用了与逆流清洗步骤相结合的多个逆流减压步骤。 PSA方法给至少具有两种气体的多组分气流的分离提供了有效且经济的手段，所述气体具有不同的吸附特性。较易吸附的气体可以是杂质，将其从较不易吸附的气体中除去，后者做为产品气体排出，或者，较易吸附的气体可以是所需产物，将它从较不易吸附的气体中分离出来。例如，可以从含氢的进料气流中除去一氧化碳和轻质烃以产生纯化的（99+%）氢气流，来用于氢化裂解或其它地催化方法，其中这些杂质对催化剂或反应会产生不利影响。相似地，较易吸附的气体如乙烯可以从进料气流中回收以产生富乙烯的产物。
在PSA方法中，典型的是多组分气体送至一组吸附区的至少一个，在升高的压力下有效地吸附至少一种组分，即较易吸附的组分，同时至少一种其它组分即较不易吸附组分从中通过。在一限定的时间，终止向吸附器送入进料气流，并通过一或多个顺流减压步骤对吸附区减压，其中所述压力降低至一限定值，该压力下允许将仍存在于吸附区的已分离的、较不易吸附的一种组分或多种组分排出，所述组分中没有显著浓度的较易吸附组分。然后通过一个逆流减压步骤对吸附区减压，使吸附区的压力进一步降低，其中通过与进料气流方向呈逆向地排出解吸的气体。最后，吸附区进行清洗并再加压。这类的PSA方法在US-A-3，430，418;US-A-3，564，816和US-A-3，986，849中已公开，并在这些专利中进行了叙述，这些文献的内容这里引入做为参考，PSA方法一般在包括PSA系统的每个床中以顺序过程循环来进行。
通过将吸附床逆流减压至解吸压力，从吸附床中除去较易吸附的组分，即吸附物。优选的较低的解吸压力能在解吸步骤中更彻底除去吸附物。较低的脱附压力还可在吸附与解吸状态间提供更大的容量差别，因而增加了该过程的容量。然而，不常使用很低的解吸压力，即低于大气压的压力，是因为技术上的复杂性和与其相关的费用，例如真空泵及类似物。此外，在氢气纯化中常需要在适于进入燃料气总管的压力如20-100 psia（138至690 kpa）下提供解吸废气气流，也称为尾气。对应地，当在PSA过程中采用真空泵时，排出压力典型的是维持或高于燃料气压力。当不采用真空泵时，PSA氢气过程典型的是采用高于或等于燃料气压力的解吸压力。
EP-B-15413公开了一种变压吸附方法，其中采用了两阶段逆流解吸步骤来除去吸附组分，所述组分可达到低于一个大气压的压力。该专利公开了借助于喷气装置即喷射器产生解吸压力，还公开了将压力高于解吸压力、且是在该方法的过程中形成的气体或气体混合物用做驱动力，即用于喷气装置的动力气体。这种驱动力的实例包括：吸附流出气流、进料气流和来自第一逆流解吸步骤的流出气流。
US-A-4，813，980公开了一种多塔变压吸附方法，用来从重整炉尾气同时生产氨合成气和二氧化碳，所述尾气含有作为主要组分的氢气、氮气、和二氧化碳，并伴有微量甲烷、一氧化碳和氩气杂质。该PSA系统的特征是有两组吸附附床，其中CO2在第一组即A床中吸附于吸附剂中，基本无CO2的流出气排出送至第二组即B床的吸附剂，来除去微量杂质，同时排出H2/N2含量为NH3合成的化学式计量的流出气。由第一组吸附剂回收的CO2是高纯的，可用来与氨产品反应来生产尿素。第一组吸附剂床采用了两阶段逆流解吸步骤，其中在第一阶段通过排出所含的气体至接近环境压力来使吸附床减压。在第二解吸步骤抽空吸附剂床至低于一个大气压，进一步除去富含CO2的流出气流。
现有技术的两阶段解吸步骤存在的一个问题是没有设置与两个解吸步骤相结合的逆流清洗步骤。因而，两个逆流解吸步骤在功能上相似于一个连续的逆流解吸步骤。在PSA方法中常采用逆流清洗步骤以进一步从吸附床中解吸吸附物，并除去在逆流解吸步骤后仍残留在吸附床的空隙中的吸附物。与不采用逆流清洗步骤的PSA吸附循环相比，采用逆流解吸步骤与逆流清洗步骤的PSA吸附循环典型的是提高了纯度、容量和回收率。例如，US-A-3，430，418和US-A-3，986，849公开了在PSA吸附循环中使用逆流清洗步骤的方法。事实上，US-A-4，813，980公开了在A床中有两个逆流解吸步骤，也公开了在B床使用了逆流清洗步骤，但仅是与单一阶段逆流解吸步骤相联用。
因而，要寻求改进的PSA方法，它采用附加于逆流清洗步骤的多个解吸步骤，其中第一个逆流减压步骤可以在高于大气压的压力下进行。进一步还要寻求改进的方法，其中逆流清洗步骤在或接近吸附温度下进行，并且由该方法所获得的尾气处于足以用做燃料气的尾气压力下。
由本发明提供了适于分离或纯化进料气流的PSA方法，它除逆流清洗步骤外采用了多个逆流解吸步骤。该方法可提供对非吸附组分的提高的回收率和对吸附物组分的容量。优选采用两个逆流解吸步骤以及一个在两个解吸步骤之间的逆流清洗步骤。第一个逆流解吸步骤在高于大气压下和进行吸附步骤的温度下进行。进一步优选的是将由第一个解吸步骤产生的解吸流出物气流用做动力气，来驱动与正在进行第二解吸步骤的另一个吸附床有操作联系的喷射器，以提供处于第一和第二解吸压力之间的尾气压力下的尾气流。
本发明一方面提供了从进料气流中分离第一组分的PSA方法，所述进料气流含有所述第一组分和至少一种其它组分，其中采用了多个吸附床，并且每个所述的吸附床都经历重复的循环，该循环包括以下步骤：（a）将进料气流送至含有对其组分具有吸附容量的吸附剂的第一吸附床，该床处于包括吸附压力和温度的有效吸附条件下，并从第一吸附床中移出相对于进料气流富含所述第一组分的产品气流;（b）将第一吸附床顺流减压至平衡压力，该压力低于吸附压力，并将由此排出的流出物送至正在重新加压的第二吸附床;（c）将第一吸附床逆流减压至第一解吸压力，该压力高于大气压且低于中间压力，以有效地解吸其它组分，并排出含有所述其它组分的第一解吸流出物气流;（d）用含有第一组分的清洗用进料对第一吸附床在约吸附温度下进行逆流清洗，并排出含有其它组分的清洗流出气流;（e）与（d）步骤同时或在其后，对第一吸附床进一步逆流减压至第二解吸压力，该压力低于第一解吸压力，并可有效的进一步解吸其它组分，并排出含有所述其它组分的第二解吸流出气流;以及（f）将第一吸附床再加压至吸附压力。
做为本发明的另一方面，这里提供了从含有第一组分和至少一种其它组分的进料气流中分离所述第一组分的PSA方法，其中采用了具有进料端和产物端的多个吸附床，每个所述的吸附床都经历重复的循环，该循环包括以下步骤：（a）将进料气流送至第一吸附床的进料端，该吸附床含有对其它组分具有有效吸附容量的吸附剂，且该床处在包括吸附压力和温度的有效吸附条件下，并从该第一吸附床的产物端排出相对于进料气流富含第一组分的产品气流;（b）将第一吸附床顺流减压至平衡压力，该压力低于吸附压力，并由此将流出物气流送至正重新加压的第二吸附床的产物端;（c）将第一吸附床逆流减压至第一解吸压力，该压力高于大气压且低于平衡压力，并能有效的解吸其它组分，从第一吸附床的进料端排出含有其它组分的第一解吸流出物气流;（d）用含有第一组分的清洗用进料在约吸附温度下对第一吸附床进行逆流清洗，并从该第一吸附床的进料端排出含有其它组分的清洗流出物气流;（e）与逆流清洗同时或在其后，进一步将第一吸附床逆流减压至第二解吸压力，该压力低于第一解吸压力且能有效的进一步解吸其它组分，并从第一吸附床的进料端排出含有其它组分的第二解吸流出物气流，其中通过将同时正在逆流减压至第一解吸压力的第三吸附床的至少一部分第一解吸流出物气流经过与第一吸附床有操作联系的喷射器流出，来进行进一步的逆流减压;和（f）将第一吸附床重新加压至吸附压力。
图1所示为按照本发明的有10个吸附床的PSA方法的吸附循环简图。
图2所示为按照本发明的有4个吸附床的PSA方法的吸附循环简图。
图3所示为在图2所示循环的一特定时刻的吸附床间的流向联接。
本发明是关于从含有第一组分和至少一种其它组分的进料气流中分离所述第一组分的PSA方法。按照本发明，“第一组分”代表在进料气流中的不吸附的或较不易吸附的组分。“其它组分”代表在进料气流中的吸附物，即较易吸附的组分。
该方法可用于进行主体分离或纯化分离，且对应的可应用于很宽范围的进料气流。合适的进料流是那些在吸附条件下呈气态的。当应用本发明来分离或纯化含氢进料气流时，合适的进料气流是那些所含氢气浓度优选在10至90mol%的。进料气料中存在的吸附物、即其它组分典型的包括以下所述的一种或多种，例如，轻质烃如甲烷和乙烷，一氧化碳，二氧化碳，水，硫化氢，氨，氮气和氧气。进料气流有时可含有其它吸附物，例如C3-C6范围的烃，醇，醚，胺，硫醇，醛，酮及类似物。第一组分取决于进料中所存在的其它组分、吸附条件和所采用的吸附剂。因而，可能会出现上述吸附物呈第一组分的情形。例如，在从甲烷中分离氮气时，氮气是吸附物，甲烷做为非吸附的产品回收。形成对比的是，在氢气纯化方法中，甲烷常是吸附物。
因而，本发明的方法不局限于具体的进料气流，可用来实施各种各样的分离，例如，举例说，从含有氢气、甲烷、一氧化碳和氮气的进料气流中分离出氢气，其中氢气不被吸附;通过吸附氮气将空气分离成氮气和氧气;通过吸附二氧化碳分离二氧化碳和非酸性气体如氮气、氢气和甲烷;和通过吸附正丁烷分离正丁烷和异丁烷。
按照本发明进行处理的典型的进料气流来源于炼油厂、天然气、空气和化工厂。进料来源的实例包括轻质烃或甲醇重整的重整废气、合成气和天然气。
对应于进料气流，由本发明的方法获得的产品对应的有各种各样的用途。例如，可进行PSA氢气过程来提供很高纯度的氢气，如99+mol.%，用做化工原料。也可以，用该方法在氢气产品气流中提供一定的吸附物浓度，例如，当提供具有3摩尔氢气/摩尔氮气的氨合成气体时，产物将含有约75mol.%的氢气。当分离丁烷进料气流以得到异丁烷产物时，异丁烷可用做如烷基化原料或汽油混合组分。
本发明实际上可以通过使用任何在吸附床中对吸附组分有容量的吸附剂材料来实施。现有技术公知且商业上可获得的适当吸附剂包括晶体分子筛，活性炭，活性粘土，硅胶，活性氧化铝及类似物。分子筛包括例如US-A-4，440，871;US-A-4，310，440和US-A-4，567，027公开的各种形式的硅铝磷酸盐和铝磷酸盐，还包括沸石分子筛，上述文献这里引入做为参考。
焙烧形式的沸石分子筛可以由如下通式来表示;
Me2O∶Al2O3∶XSiO2∶yH2O
其中Me是阳离子，X的值为约2至无穷大，n是阳离子价数，y的值为约2至10。
可以使用的典型公知沸石包括，菱沸石，也称为沸石D，斜发沸石，毛沸石，八面沸石，也称做沸石X和沸石Y，铁沸石（ferrierite），丝光沸石，沸石A，和沸石P。按照本发明适用的其它沸石是那些具有高二氧化硅含量的，即其中二氧化硅与氧化铝的比率大于10，典型的是大于100。这类高二氧化硅沸石之一是二氧化硅沸石（silicalite），该词在这里使用包括US-A-4，061，724中的多晶二氧化硅（silicapolymorph）和US-A-4，073，865中的F-硅酸盐。
本发明的PSA循环包括公知的吸附、一或多个平衡步骤、逆流解吸、清洗和重新加压循环步骤。循环的步骤典型的是参照它们相对于吸附步骤的方向来描述。因而其中气流方向与吸附步骤方向相同的循环步骤称为“顺流”步骤。相似地，循环步骤其中气流方向与吸附步骤相反的称为“逆流”步骤。在吸附步骤中进料气流以升高了的吸附压力送至吸附床以使得吸附物吸附，并提供相对于进料气流富含第一组分的产品气流。在平衡步骤中，优选地顺流释放减压床中的压力，由此获得的优选富含第一组分的流出物气流，并以逆流方向送至正进行重新加压的另一吸附床。典型的在平衡步骤结束时，提供清洗气体的步骤开始，其中吸附床进一步顺流减压，以提供就第一组分来说为相对不纯的清洗气体，因而适用于做为清洗气体。任选的，为取代提供清洗气体的步骤，可将一部分产品气体或从平衡步骤之一所得的气体用来提供清洗气体。当提供清洗气体的步骤结束时，如果采用的话，将吸附床逆流减压至解吸压力以解吸吸附物。在解吸步骤结束时，用从另一吸附床得到的清洗气体对吸附床进行逆流清洗。最后，先用来自其它吸附床的平衡气体然后用进料或产品气体使吸附床重新加压至吸附压力。也可采用本领域技术人员公知的其它附加步骤，例如，顺流清洗步骤，其中在升高的压力如吸附压力下用含有吸附物的清洗气流对吸附床进行顺流清洗。
本发明针对的是对上述基本PSA循环顺序的改进，其中在该循环中包括了附加的逆流解吸步骤，即减压步骤。通过将该床以逆流方向减压至第二解吸压力来实现第二逆流解吸步骤，所述第二解吸压力低于第一解吸步骤终了时的压力，即第一解吸压力。
为了得到本发明的优点，必须包括一个与两个逆流解吸步骤相结合的逆流清洗步骤。优选在第二逆流解吸步骤之前、或与其同时，进行逆流清洗步骤。因此，在某些情况下，在第二逆流解吸步骤开始之前结束逆流清洗步骤。在另外一些情况下，至少一部分逆流清洗步骤与第二逆流解吸步骤同时发生。当然可以在第二逆流解吸步骤之后进行逆流清洗步骤。在不受任何具体理论限定的条件下，相信如果在第一逆流脱附步骤之后进行逆流清洗步骤，这一清洗会有助于在吸附床内使吸附物前沿变得清晰并在吸附床的进料端即引入进料气流的地方浓缩吸附物。对应地，当然后进行第二逆流解吸步骤时，相对于未包括逆流清洗步骤时会排出更多的吸附物。优选的，在逆流清洗过程中提供有效量的清洗气体以在吸附床的进料端相对于产物端提供提高了的吸附物组分的浓度。更优选的是，有效量的清洗气体为每体积的进料气流0.5至2体积的清洗气体，进一步更优选每体积的进料0.5至1体积的清洗气体。
通过任何手段，例如真空泵，可实现在第二逆流减压步骤过程中的压力下降，但按照本发明优选的是，使用一喷射器来实现第二逆流减压步骤。按照本发明应用的合适喷射器也是现有技术公知的，如喷射泵或流体输送泵，所有这些均按照以下的原理进行操作：提高了的压力下的动力气流通过一喷嘴减压，在喷嘴处动力气体中的分子速度的增加，因而动量升高。按照这种方式加速的动力气体中的分子然后通过在混合空间内的动量传递以吸入的形式夹带走介质的分子。在扩散器中动能部分转化回至压缩能量，所产生的混合气流的压力在动力气体的原始压力和吸入的介质的原始压力之间。有关喷射器的设计和操作细节对本领域的技术人员来说是公知的。
当本发明采用喷射器时，用于驱动喷射器且产生得到第二解吸压力所需的抽吸的动力气体可以是从工厂可得到的任何流体气流，不管它是来源于PSA过程还是来自其它过程。然而优选的是，动力气体从PSA过程产生，进一步更优选的是，它含有来自第一解吸步骤的逆流解吸流出物气流和/或清洗气进料或与第二逆流解吸步骤同时进行所述步骤的另一吸附床的流出物气流。这并不是说提供动力气体的步骤必须完全与第二解吸步骤同时进行，而是仅有一部分必须同时进行。事实上，来自两个或更多过程步骤、或床的动力气体可以用来在单一第二解吸步骤中驱动喷射器。可以使用的其它动力气流的实例包括进料气流、吸附产品流出物气流和用于平衡的逆流减压流出物气流。
本领域的技术人员可理解，按照本发明使用的许多优选的动力气体，由于减压吸附床的压力下降和由此产生的流速下降，会经历不稳定的流动条件。因而，在这些条件下许多喷射器不会象通常的设计图所标出的那样良好的运行，所述的设计图中的动力气体是在稳定的压力和流速下提供的。与之相对应，需安装两个或更多的喷射器，每个按它会经历的具体流动条件进行优化处理。例如，当第一逆流减压步骤开始时，动力气体的压力和流速较高，优选采用比使用于逆流解吸步骤终点的动力气体、即低压力和低流速气体的喷射器更高的喉径与喷嘴面积比值。也可以，提供可变喉径与喷嘴面积比值以适应变化的动力气体条件。
进一步说，按照本发明不必须将喷射器的抽吸一侧直接连接到同时正进行第二解吸阶段的吸附床上。做为本发明的一个方面，做为替代的是，提供一个容器在PSA循环中的适当时间储存和传递喷射器的抽吸效益。这样，喷射器的抽吸一侧连接到该容器上当有动力气体可利用时减小其中的压力。在该循环的后续步骤中，当有必要采用喷射器的抽吸效益来减小吸附床的压力时，就将该容器连接到正进行第二解吸阶段的所述床上使其压力下降，并造成储存容器的压力上升。在循环的再后续步骤或在随后的循环中，喷射器重新降低储存容器的压力。
当本发明的方法用于氢气纯化时，优选的是来自喷射器的流出物即尾气含有来自第一和第二逆流解吸流出气流的解吸流出气流，并以足以允许引入到燃料气总管的尾气压力来提供。典型的燃料气及由此得到的尾气的压力为20至100Psia（138至690kPa），优选为20至50Psia（138至345kPa）。
在本发明的吸附方法中使用的温度不是苛刻的，且它取决于进料气流和所需的分离，虽然总的来说该方法基本上是等温的。对于氢气纯化来说，典型的温度范围为约-100至700°F（-73至371℃），优选为50至200°F（10至93℃），进一步优选为50至150°F（10至66℃）。按照本发明上述的逆流清洗步骤在与吸附步骤大约相同的温度下进行，优选在50°F（10℃）内，更优选在20°F（-6.7℃）内。但应该理解，虽然该方法总的来说是等温的，但可予计伴随着吸附和解吸热的热效应会有一定程度的温度升高和降低。
相似的，在PSA方法过程中采用的绝对压力值不是苛刻的，只要吸附和解吸步骤的压力差足以使在吸附剂上的吸附物组分载荷发生改变，因而提供有效分离进料气流的载荷差（delta loading）。在吸附步骤中，典型的压力值为100至2000psia（698至13790kPa），更优选为200至1000psia（1396至6895kPa），进一步更优选为400至1000Psia（2758至6895kPa），在第二解吸步骤的终点的压力值为1至500psia（6.9至3448kPa），更优选为约5至50Psia（34至345kPa）。应理解，在平衡步骤、提供清洗气体的步骤、第一逆流解吸步骤和逆流清洗气步骤中的压力为吸附和第二解吸步骤的中间值。按照本发明，在第一解吸步骤终点的压力高于一个大气压。
在某些情况下如氢气纯化，优选与第一解吸压力相结合来选择第二解吸压力以提供所需的尾气压力。因而第二解吸压力可以高于或低于大气压。例如，如果在较高压力下开始第一解吸步骤，且第一解吸流出物在喷射器中用做动力气体，则可在第二解吸步骤的终点获得一较低的压力，且仍可提供在起始动力气体压力和第二脱附终点压力之间的尾气压力，并且该压力仍足够高以送至燃料气总管。
总体来说循环的总时间即实施PSA循环的全部各个步骤所需的时间为3至30分钟，更优选为4至20分钟。为实施每个平衡步骤至少需两个吸附床，典型的为提供稳定的产品气体来源需至少4个吸附床。按照本发明优选采用约4至14个吸附床，更优选约7至14个，最优选约10至12个。
实施例1
10床循环基本例
使用通常用来设计商业PSA过程的计算机模拟模型，对在任一给定时刻都有三个吸附器处在吸附步骤和三个平衡步骤的具有10个吸附床的PSA过程进行模拟。模拟的基础是上述PSA过程应能够处理60 MMSCFD（1.7×106m3）在600psia（4137kPa）具有20摩尔%甲烷余量为氢气的组成的进料气流。该循环包括在600psia（4137kPa）下的吸附步骤、三个平衡步骤、和一个提供清洗气体的步骤，在提供清洗气体的步骤的终点的压力为145psia（1000kPa），接着是逆流解吸步骤以达到压力25Psia（172kPa）、清洗气数量为每体积进料约0.6体积清洗气的逆流清洗步骤，然后用平衡气体和产品气体重新加压。
这一模拟的结果示于表1中题为“单阶段解吸”的第一栏中。
可以看出，上述的循环产生的容量为82.5，氢气回收率为84.4%，产率为69.5。
实施例2
带有两个逆流减压步骤的
10床吸附循环
实施的第二个模拟与上述的循环相似，不同之处是不包括提供清洗气体或逆流清洗的步骤。对该过程进行模拟以得到在第一解吸步骤终点的压力为25psia（172kPa）。此外还包括一个第二解吸步骤，由此采用了一个喷射器在第二解吸步骤中将压力降至11psia（76kPa）。由正进行第一解吸步骤的另一吸附床得到用于驱动喷射器的动力气体。以通用的单阶段喷射器性能图为基础模拟喷射器的性能，模拟针对的是喉径与喷嘴面积比值为10，带有附加的25%偶然误差，这是由于第一逆流解吸步骤的开始和终了时的非稳态操作和非最佳面积比。该模拟表明正进行第二解吸步骤的吸附床可以降至8psia（55kPa），然而为考虑到由于压降造成的阻力，对所达到的最终解吸压力添加3Psia（21KPa），即11Psia（76kPa）。
由表1中标题为“两阶段解吸-无清洗”的第二栏可以看出，由于增加了第二解吸步骤使容量因子增加至87.4。还有回收率增加了1%达85.4%，产率增加至74.6%。这一改进大部分是由于总循环的从进料的最高压力至最后解吸步骤的最低压力的压力改变的增加。这一新的循环允许废气压力降至11Psia（76kPa），该值在没有第二解吸步骤的实施例1的循环中不能达到的。
实施例3
有两个逆流解吸步骤和一个逆流
清洗步骤的10床循环
图1所示为采用本发明方法的10床循环，其中提供了两个逆流解吸步骤与一个逆清洗步骤相结合。该循环的顺序与实施例1和2所述的相似。例如，按照床（1）的循环进程可看到，床（1）先进行一个吸附步骤，然后接着的是三个平衡步骤，其中从中得到的流出物分别送至吸附床5、6和7，每个所述的平衡步骤在适当的时间范围内标为E1、E2和E3。然后床（1）经历一系列标为PP1、H和PP2的提供清洗气的步骤，它们与实施例1所述循环中的单一提供清洗气体的步骤是等同的。在第一个提供清洗气体的步骤PP1中，所得到的流出物送至正进行第一清洗步骤的床9。标为H的时间段表示一保持阶段，其中该床是独立的。在标为PP2的第二个提供清洗气体的步骤中，从中得到的流出物在标为PR的时间范围送至床9，在这一时间阶段中，床9进料端的阀是关闭的，以开始重新加压序列。也可以，在这一时间范围内仍使床9进料端的阀处于启开状态以提供第二清洗步骤。对于本发明来说，在第二提供清洗步骤中决定清洗或重新加压不是关键的，可由本领域的技术人员做出决定。在第二个提供清洗的步骤后，吸附床（1）在标为D1的时间阶段中逆流减压至压力为25Psia（172kPa）。按照本发明在这时吸附床（1）在标为P1的时间阶段用从正进行第一个提供清洗气体的步骤的吸附床（3）得到的提供清洗的气体进行逆流清洗。在逆流清洗结束时，床（1）进一步逆流减压至约11Psia（76kPa）。这一第二减压力步骤通过使用一个喷射器来实现，所述喷射器与正进行第一减压步骤的吸附床（2）结合操作。在第二解吸阶段结束后，吸附床（1）在时间阶段PR、E3、E2、E1和R中用从吸附床（3）、（5）、（6）、（7）得到的流出物气体和从至少一个吸附床（8）、（9）或（10）中得到的流出产品气体重新加压。如先前提到的在标为PR的时间阶段中联系吸附床（9），吸附床（1）还可以第二次进行清洗。对应于图1中P1、D2和PR的时间阶段与实施例1中吸附床进行清洗的时间阶段是等同的。
对按照本发明的方法进行模拟的结果示于表1的标题“两阶段解吸-无清洗”栏3。可以看出，通过在第二解吸步骤外增加逆流清洗使该方法的性能显著改进。例如，可看到容量因子增加至91.5，氢气回收率增加至87.0，产率增加至79.6%。虽然在表中未示出，甚至当采用显著的清洗量时，如每体积进料14体积清洗气，实施例3模拟的循环的性能与实施例1模拟的循环得到的性能相比有改进。如在实施例3中，改进的循环增加了总循环的压力改变以达到11psia（76kPa）的较低的废气体压力来得到产率上的收益。
实施例4
四床循环
图2所示为具有4个吸附床的按照本发明的PSA方法的吸附循环流程图。在本发明的这一方面，第二逆流解吸步骤与逆流清洗步骤同时进行。再有，进行第一逆流解吸步骤的吸附床，该步骤优选提供驱动喷射器的动力气体，同时顺流减压以提供清洗气体。这种类型的步骤在PSA领域公知为双端（dual-end）减压。参照图2中的床（1），该循环包括一个标为A的吸附步骤，接着是时间阶段E1过程中的平衡步骤，其中的流出物气体送至正进行平衡步骤的吸附床（3）。然后该床顺流和逆流减压以提供清洗气体和第一解吸流出物气体。在第一解吸/提供清洗气步骤结束后，该床在标为D2/P的时间阶段内进一步逆流减压且同时逆流清洗。在第二解吸/清洗步骤结束后，该吸附床在E1和R时间阶段中重新加压。
图3所示为在图2所示的吸附循环中在约3分钟的时刻在吸附床间的流动连接关系。可以看到床（1）正进行吸附步骤，其中进料气流送至该吸附床的进料端，流出物气流从该吸附床的产品端排出。部分流出物气流做为产物排出，剩余部分送至正进行重新加压的吸附床（2）。吸附床3同时进行逆流清洗和逆流减压至第二解吸压力。通过将标为“D2气体”的第二解吸流出气流送至喷射器的抽吸一侧来实现所述的压力降低。从床（4）的产品端得到的清洗气体用来逆流清洗吸附床（3）。吸附床（4）正进行两端减压步骤以提供用于清洗吸附床（3）的清洗气体和用做动力气体来驱动喷射器的是标为“D1气体”的第一解吸流出物气体。含有第一和第二解吸流出物气流的尾气气流从喷射器中排出并从该过程中除去。
本领域的技术人员可理解，在本发明的范围内可以对上述实施例做出许多改变。例如，为达到所需结果可改变吸附床的数目，平衡步骤的数目，床之间的连接及类似因素。再有，可采用多组吸附床，使逆流解吸和清洗步骤出现在独立的吸附器组中，而不是在一组中。进一步说，出自一个吸附器组的动力气体可用来驱动与另一吸附器组的吸附床有操作联系的喷射器。又相似的，如上面提到的，除第一逆流流出物和清洗气体外各种不同的气流可用来驱动喷射器。例如，进料气流可用做动力气体来驱动与正进行逆流解吸步骤的床有操作联系的喷射器。替代将流出物气体由该过程中排出，可将喷射器的流出物返回至另一吸附床的进料边用做并流清洗气体。还有，应理解，虽然上面参照第一和第二逆流解吸步骤对该方法进行了叙述，在本发明的方法中可采用多于两个的逆流解吸步骤。在这种情况下，优选在最终的逆流解吸步骤之前进行所述的逆流清洗步骤。还应注意，没有特别指明做为参考引入的所有专利和出版物参考文献在这里做为参考引入。