干氣中乙烯分離吸附劑的制備與性能研究.pdf

1、在石油化工行業(yè)中，烯烴-烷烴的分離是一種重要的化工分離過程，其中乙烯-乙烷的分離最為重要。乙烯是現(xiàn)代化工中重要的基礎(chǔ)原料，而煉廠干氣中富含乙烯，一直以來人們主要采用深冷分離的方式來分離乙烯，但該法裝置能耗高，裝置投資大，且循環(huán)制冷流程也比較復(fù)雜?？蒲泄ぷ髡邆儑L試用一種節(jié)能、高效的方法以取代深冷分離法，而π絡(luò)合吸附分離可以優(yōu)先吸附烯烴的新型吸附分離技術(shù)，引起了科研人員的關(guān)注，該方法的關(guān)鍵技術(shù)就是開發(fā)出選擇性能優(yōu)良的π絡(luò)合吸附劑。
　

2、　干氣中含有多種輕質(zhì)烴類和氫氣等成分，首先要把C2、C3組分分離，而我們課題組已做了這方面的基礎(chǔ)研究，需要做中試項(xiàng)目為下一步的分離提供原料氣。將C3組分分離后，干氣中乙烯、乙烷、甲烷和氫氣等組分，關(guān)鍵組分是乙烯乙烷，分離技術(shù)的關(guān)鍵是制備出乙烯、乙烷分離用的π絡(luò)合吸附劑。
　　在工業(yè)側(cè)線試驗(yàn)裝置上測(cè)定了干氣在活性炭上的吸附穿透曲線，計(jì)算得到丙烯的吸附量為0.905mmol/g。考察了放壓及真空再生、吹掃再生和蒸汽再生三種方式的效果。

3、結(jié)果表明蒸汽再生的效果最好，經(jīng)240s再生后出口氣體中低碳烴類組分已經(jīng)基本解吸完全。
　　選擇活性炭作為π絡(luò)合吸附劑的載體?？疾炝?0種不同廠家和材質(zhì)的活性炭，制備了CuCl改性活性炭吸附劑，CuCl/活性炭重量比為1.0，測(cè)定了改性前后活性炭的物性參數(shù)和乙烯、乙烷在改性吸附劑上的吸附等溫線。研究發(fā)現(xiàn):吸附劑的比表面積、微孔體積和孔容等參數(shù)大大降低，其原因是大量的CuCl負(fù)載后，一方面活性炭因吸附了CuCl而參數(shù)減小，另一方面Cu

4、Cl使活性炭的部分微孔被堵塞;比表面積較大且微孔比表面積較高的活性炭制得的吸附劑對(duì)乙烯的選擇性較好，其中AC-1對(duì)乙烯的選擇性最好和AC-8對(duì)乙烯的吸附量最大，選擇二者作為吸附劑的載體進(jìn)一步開展后續(xù)研究。
　　采用熱分散的方法將CuCl負(fù)載到活性炭上。與常規(guī)的浸漬法相比，熱分散法可將不溶于水的CuCl直接負(fù)載到載體上?？疾炝宋絼┲苽溥^程中加熱溫度、加熱時(shí)間和CuCl負(fù)載量的影響。其中，加熱時(shí)間為4小時(shí)、加熱溫度400℃是最優(yōu)的制

5、備條件。隨著CuCl負(fù)載量的增加，乙烯、乙烷的吸附量都有很大降低，但乙烯與CuCl之間有π絡(luò)合作用，使乙烯的吸附量下降相對(duì)較小，最終乙烯的選擇性系數(shù)逐漸提高;綜合考慮乙烯的吸附量和選擇性，對(duì)于AC-1而言，最佳CuCl負(fù)載量為1.0，乙烯吸附量為1.58mmol·g-1乙烷吸附量為0.46mmol·g-1，乙烯的選擇性系數(shù)為3.43（40℃、4個(gè)大氣壓下）;在AC-8上，最佳CuCl負(fù)載量為1.2，乙烯吸附量為2.4mmol·g-1乙烷

6、吸附量為1.06mmol·g-1，乙烯的選擇性系數(shù)為2.26（40℃、4個(gè)大氣壓下）。XRD和TEM實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:吸附劑經(jīng)加熱制備后，可以使CuCl在活性炭表面有效地分散，CuCl負(fù)載量較低(0.5g/gAC)時(shí)，CuCl能夠較好的在活性炭中分散，當(dāng)CuCl負(fù)載量較高，超過了它的分散閾值后，多余的CuCl以晶體的形式分布在活性炭上。
　　測(cè)定了壓力為8～420.00kPa，溫度為30℃、40℃、50℃和80℃條件下，單組分乙烯、乙