络合型吸附剂变压吸附环氧乙烷生产尾气中乙烯的研究

【摘要】：本文以吸附法回收环氧乙烷工业尾气中的乙烯为应用背景,对活性炭吸附剂 和南京工业大学吸附分离技术研究所研制的 NJ 型络合吸附剂进行了考察。考察的 目标为乙烯的吸附量、乙烯/乙烷体系的选择性、不同比例的工业排放气中各组分 对乙烯在不同吸附剂上变压吸附性能的影响、吸附剂的再生性能。 实验测定了排放气中各种单组分气体在两种吸附剂上的静态吸附等温线。结 果表明,其中活性炭对乙烯单组分的吸附量较大,而 NJ 型络合吸附剂对乙烯的吸 附量较小。选用了分别考虑物理吸附和化学吸附的模型,该模型可以较好的对单 组分平衡数据进行关联,计算值与实验值具有较好的一致性。 建立了柱动态法测定吸附剂吸附性能的装置,模拟工业排放气配制多组分混 合气体,分别考察了两种吸附剂的抽真空变压吸附性能。 多组分混合气的动态吸附实验表明,在相同条件下,两种吸附剂中活性炭对 乙烯的吸附容虽然较大,但对乙烯的选择性较小,且乙烯/乙烷的分离系数小于 1; NJ 型络合吸附剂的乙烯选择性优于活性炭吸附剂。实验考察了不同比例的工业排 放气中各主要组分对乙烯在吸附剂上变压吸附性能的影响,发现 NJ 型络合吸附剂 的吸附稳定性也优于活性炭。实验中使用环氧乙烷装置排放气,考察了 NJ 型络合 型吸附剂变压吸附回收乙烯的工业应用可行性。结果表明,NJ 型络合吸附剂的稳 定性和变压再生性能很好,且脱附出来的乙烯浓度较大,为工业应用提供了基础。 实验进一步证明了 NJ 型络合吸附剂具有良好的惰性气体吹扫再生性能以及 甲烷气吹扫再生性能。 根据实验结果,初步设计了采用 NJ 型络合吸附剂变压吸附回收环氧乙烷工 业尾气中乙烯的工艺,并选择了合理的变压吸附操作流程。对工业应用的可行性 分析表明,采用变压吸附法回收乙烯,乙烯的纯度高、回收率大,与其他方法相 比,具有显著的经济效益。 【关键词】：乙烯 回收 吸附 变压吸附 吸附剂 π-络合
【学位授予单位】：南京工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2004
【分类号】：X783
【目录】：

• 摘要6-7
• ABSTRACT 7-9
• 第一章 绪论9-24
• 1.1 引言9
• 1.2 乙烯回收技术9-11
• 1.3 吸附分离过程11-15
• 1.3.1 吸附分离基础11-12
• 1.3.2 吸附分离的应用12-13
• 1.3.3 吸附剂的选择及改性原则13-14
• 1.3.4 吸附分离工艺14-15
• 1.4 吸附法分离回收乙烯的理论基础15-18
• 1.5 乙烯络合吸附剂的研究进展18-22
• 1.5.1 过渡金属－分子筛类18-19
• 1.5.2 过渡金属－离子交换树脂类19-20
• 1.5.3 过渡金属－γ－Al2O3、SiO2 类20-21
• 1.5.4 过渡金属-活性炭类、PILC 类21-22
• 1.5.5 小结及展望22
• 1.6 课题的研究任务和本文的研究内容22-24
• 第二章 实验装置及实验方法24-30
• 2.1 单组分气体的吸附平衡24-25
• 2.1.1 实验原料24
• 2.1.2 实验装置及方法24-25
• 2.2 多组分气体的动态吸附实验25-28
• 2.2.1 实验原料25-26
• 2.2.2 实验装置及方法26-28
• 2.3 乙烯脱附性能的测定28-30
• 第三章 试验结果与讨论30-64
• 3.1 吸附平衡30-39
• 3.1.1 单组分吸附平衡等温线模型30-33
• 3.1.2 C2H4/C2H6 在活性炭吸附剂上的吸附平衡33-34
• 3.1.3 C2H4/C2H6在 NJ 络合型吸附剂上的吸附平衡34-38
• 3.1.4 乙烯/乙烷双组分的吸附平衡模型38-39
• 3.2 混合气体在吸附剂上的动态吸附行为研究39-61
• 3.2.1 活性炭吸附剂上的动态吸附行为研究39-48
• 3.2.2 络合型吸附剂上动态吸附行为的研究48-61
• 3.3 本章小结61-64
• 第四章 吸附法回收乙烯工业应用探讨64-78
• 4.1 引言64-65
• 4.2 NJ 型络合吸附剂的工业应用基础研究65-67
• 4.3 NJ 型络合吸附剂的再生特性研究67-71
• 4.3.1 惰性气体吹扫法再生67-69
• 4.3.2 甲烷气吹扫法再生69-71
• 4.4 工业排放气吸附回收乙烯的可行性研究71-77
• 4.4.1 工业排放气组成及条件72
• 4.4.2 变压吸附的工作原理和技术原则72
• 4.4.3 变压吸附工艺流程72-73
• 4.4.4 变压吸附装置循环比的确定73-75
• 4.4.5 设计规模及技术指标75
• 4.4.6 技术经济75-76
• 4.4.7 环氧乙烷生产尾气中乙烯回收方法及效果比较76-77
• 4.5 本章小结77-78
• 第五章 结论78-79
• 参考文献79-83
• 致谢83

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