资源描述：
《分子筛吸附分离乙烯和氮气性能研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、第18卷第6期低温与特气Vol.18,No.62000年12月LowTemperatureandSpecialtyGasesDec.,2000a分子筛吸附分离乙烯和氮气性能研究李德伏,曾海,张艳,王金渠(大连理工大学化工学院,辽宁大连116012)摘要:为回收利用HDPE(高密度聚乙烯)装置尾气中的C2H4,测定了C2H4、N2在分子筛吸附剂上的吸附等温线,筛选出对C2H4具有良好吸附性能的13X分子筛吸附剂。在小型动态吸附试验装置上,评价了13X对C2H42N2混合气的分离效果,考察吸附温度、原料气流速对穿透时间、吸附量及选择分离因数的影响,结果表明
2、:13X吸附剂对C2H4具有较好的选择吸附能力。在固定床吸附分离装置上进行了混合气回收C2H4试验,回收C2H4的体积分数超过95%,回收率达80%以上。关键词:乙烯;吸附;分子筛;氮气中图分类号:TQ424125文献标识码:A文章编号:100727804(2000)06200222041引言211试验原料吸附剂:试验用吸附剂为4A、5A、丝光沸石和乙烯是重要的石油化工基础原料,其需求量日13X沸石分子筛,上述吸附剂均为市售品,并经一定处理而得。益增加,齐鲁石化公司塑料厂HDPE装置以乙烯为气体:C2H4和N2均由光明化工研究设计院提原料生产高密度聚乙
3、烯(HDPE),生产过程中产生3供,气体纯度99195%,混合气由标准气按一定比例大量的尾气,气体量达1360Nmöh,尾气中含高达配制而成,C2H4的含量为15%左右。83%(体积分数,下同)的N2,12%左右的C2H4,212气体吸附等温线的测定其余为少量的CH4、C2H6、C3和C4等。由于C2H4气体在吸附剂上的吸附等温线采用美国进口的等有机气体组分的含量较低,尾气难以进一步直接Cahn22000真空电子天平测定,在一定的吸附温度利用,现尾气入火炬排放,不仅造成C2H4等有机组下,改变吸附压力,得到气体在不同压力(P)下分的损失,而且对周围环境
4、产生污染。因此,处理的平衡吸附量(q),描绘成气体的吸附等温线。HDPE装置尾气,回收C2H4等有机组分具有重大的213小型动态吸附分离评价装置理论和应用价值。采用气体流动法测定吸附剂的吸附分离性能,吸附法分离具有工艺过程简单,操作条件温和,试验装置流程如图1所示,试验时,将制备好的吸投资低等诸多优点,已广泛应用于石油化工生产过程中气体的干燥脱水等。为回收排放尾气中乙烯等有机组分,美国、加拿大和俄罗斯等国的科研人员[1～3]相继做了一些研究工作,但尚无工业化实例。本文从选用的数种分子筛吸附剂中,经单组分吸附等温线的测定,从中筛选出对C2H4有较好吸附性
5、能的吸附剂,并在小型动态吸附装置上评价其吸附分离性能。图1小型动态吸附分离实验装置示意图11原料气瓶;21氮气瓶;3、41减压阀;51干燥管;6、71转子流量计;81微调阀;9、141三通阀;101恒温水浴;2试验部分111搅拌器;121样品管;131热脱附炉;151气相色谱;161记录仪;171微处理机。a收稿日期:2000209221第6期李德伏,等:分子筛吸附分离乙烯和氮气性能研究23附剂在400℃左右焙烧4h,冷却后装入吸附样品分子筛吸附剂上的吸附等温线,由两图可知:在两管,原料气在一定温度和流速下通过样品管吸附,吸种吸附剂上,C2H4、N2的
6、平衡吸附量相近,表明此附后尾气进入联机色谱分析,每隔2min分析一两种吸附剂具有对两气体相近的吸附能力,因而利次,记录尾气穿透时的时间,吸附平衡后停止进原用吸附平衡性质难以将两气体分离。对比同一气体料气,脱附时给吸附柱加热至一定温度,用N2和H2在两吸附剂上的吸附量可以发现,气体在丝光沸石冲洗再生。试验考察的性能指标主要有:穿透时间、上的吸附量大于其在4A分子筛上的吸附量,主要穿透吸附量、分离因数等,各性能指标的定义见文是由4A沸石的孔径小于丝光沸石的孔径所致。献[4]。3试验结果和讨论311气体的吸附等温线在常温、0～80kPa压力下,测定了C2H4
7、、N2两种气体在几种分子筛吸附剂上的吸附等温线,试验结果如图2～图5所示。图4气体在5A分子筛上的吸附等温线图2气体在4A分子筛上的吸附等温线图5气体在13X沸石上的吸附等温线图4和图5分别为C2H4、N2在5A和13X沸石分子筛上的吸附等温线,由图可知:和在4A和丝光沸石分子筛上不同,两气体在同一种吸附剂上的吸附量相差较大,在同一吸附剂上,C2H4的吸附量要大于N2的吸附量,表明两吸附剂对C2H4的吸附能力较强,而对N2的吸附能力相对较弱,利用吸附平衡性质可将两气体分离。对比两种吸附剂,13X对图3气体在丝光沸石上的吸附等温线C2H4的吸附量略大于5
8、A对C2H4的吸附量,而对图2和图3分别为C2H4、N2在4A和丝光沸石N2的吸附量小于5A对
