13X沸石分子筛低温变压吸附CO2-CH4实验研究.pdfVIP

第2期 刘学武等：13x沸石分子筛低温变压吸附c02／cH。实验研究 5 13X沸石分子筛低温变压吸附C02／CH4实验研究 刘学武1，李文秀2，郑国锋1，邹久朋1 (1．大连理工大学化工机械与安全学院，辽宁大连116023；2．辽河石油勘探局石油化工总厂， 辽宁 盘锦 124022) 合结果，并利用非线性拟合得到了模型参数。模拟结果表明，Toth模型对实验结果的拟合程度最好。利用测量数据计算了C0： 与CH。在所用吸附剂上的等量吸附热，发现吸附过程主要发生的是物理吸附，吸附剂表面是非均一的。 关键词：13X沸石分子筛；吸附等温曲线；非线性拟合；等量吸附热 中图分类号：TQ028．15；TQ424．2文献标识码：A 文章编号：1001-9219(2017)02-05．04 天然气净化处理包括酸性气体的脱除、脱水、 附量要高于NaX，但后者的分离系数较大，C0：在 收集硫磺和尾气加工等…，通常是基于CO：的含量 CaX沸石上的吸附热要高于NaX沸石。多数沸石类 来选用不同的处理工艺[2】。目前，天然气工业中应用 吸附剂在低温下具有更高的吸附容量及分离系数， 的脱碳方法，根据工艺原理和作用机理的不同可分 基于此，本文实验研究了低温变压条件下13X沸石 为：吸收分离、低温分离、膜分离及吸附分离等方 吸附CH4和COz工艺，并进行了单组份吸附模型及 法【3】。其中，吸附法具有自动化程度高、工艺简单、无 等量吸附热的研究与计算。 污染、吸附剂使用周期长等优点，受到广泛关注㈤。 1 实验部分 吸附法净化天然气使用的吸附剂主要有活性 炭、活性炭分子筛、沸石分子筛等，其中尤以沸石分 1．1 材料 子筛应用最为广泛，但分子筛在不同压力和温度下 13X沸石分子筛，河南新绿源环保有限公司， 的吸附性能需要由实验进行确定。孔祥明等同采用 外形为黄绿色球形颗粒；实验气体由大连浚枫气体 化学品有限公司提供，各气体纯度(体积分数)分别 磁悬浮热电子天平绘制了CO：、CH。和N：在13X． APG沸石分子筛上的吸附等温线，并用Multi．site 实验预先对样品进行干燥处理：将适量的沸石 Langmuir和Sips模型对实验测量数据拟合，其对 分子筛在真空干燥箱内200℃干燥12h，随后在干 COz／CH。和COz／N：分离能力强，拟合结果也比较 燥器中冷却到室温，备用。 好。杨海燕等嗍测量了3A、4A、5A和13X沸石对 1．2 C02，CH4吸附等温线测量 CH4／C0：混气的分离能力，3A和4A对COz吸附量 小，而5A和13X有较好的分离能力且后者的分离 绘制等温线的方法有静态法和动态法，前者结 系数较大，抽真空后5A和13X沸石不能完全再生，果准确，但达到吸附平衡耗时长，而后者所需时间 短，但产生的误差较大。本实验选用静态法测量，该 因两者与CO：形成了较稳定的含碳化合物。Oddv 方法绘制等温线的方式有重量法和容积法，重量法 等嘲研究了CO：和CH。纯组分及二元混气在CaX沸 石上的吸附特点，实验发现，CaX沸石对CO：的吸的灵敏度高，但需要进行浮力校核，且吸附平衡压 力较高时测量误差相对要大，容积法是根据吸附前 后压力变化进行测量的，高压下测量结果准确。因 收稿日期：2016—08—1