炭质吸附剂空气分离性能评价.pdf

第2l卷增刊 分子催化 V01．21，Suppl． 2007年8月 JOURNALOFMOLECULARCATALYSIS(CHINAl Aug． 2007 文章编号：PE．．065 炭质吸附剂空气分离性能评价 翟宇恺。，李轶8，刘娅5 (‘陕西省石油化工研究设计院．西安710054；b浙江师范大学生命与化学科学学院．金华321004) 关键词：炭质吸附剂，变压吸附分离，空气 空气的变压吸附过程是目前炭分子筛的一个 时间，流量越大接触时间越短。T-CMS在接触时间 主要应用领域。炭分子筛上的空气分离是基于动力 较短的情况下仍然保持较好的分离效果说明02在 学分离的原理，利用混合物中不同组分的扩散、吸 T-CMS上的扩散速率较大。接触时间可以在较宽的 附速率差来实现的。这里，吸附剂是PSA技术的基 范围内变化，暗示在动力学吸附曲线上，在较长时 础和核心，吸附剂的性能决定了整个吸附分离的工 间内，02的吸附速率都明显高于N2。 艺路线和操作条件，决定了分离效率、再生费用乃 表l空气进料流量对T-CMS空分效果的影响 至影响整个过程的运转费用。吸附剂的性能是提高 PSA工艺竞争力的关键。 优良的PSA吸附剂应该具备：(1)发达的微 孔孔容，保证较高的吸附量：(2)均一、尺寸大小 适宜的微孔孔径，保证较高的选择性；(3)良好的 机械性能，可以承受压力不断变化带来的冲击Il】。 2．1吸附终压Pf对空分效果的影响 本文就是考察日本产C．CMS吸附剂的变压吸附性 如表2所示，吸附终压对空分效果的影响比较 能，以评价C-CMS吸附剂的空分性能，确定吸附 复杂，一方面根据T业实践和理论研究，在一定范 剂的最佳使用条件加深对PSA过程的认识。 围内增加吸附脱附压力比有助于提高吸附剂的选 1实验部分 择性，在脱附真空度相同的前提下，增加吸附终压 是有利的：但是由于在我们的实验当中，吸附、进 所用的样品产自日本Takeda公司，记做 料和升压是同时进行的，欲使压力升到较高的值， T-CMS，是一种典型的炭分子筛。PSA变压吸附实 必然要延长吸附时间，增大进料量。随着吸附终压 验均在室温下进行，进料空气经干燥后直接引入吸 的升高，T-CMS的空分效果变差，可能是进料量太 附分离装置。其中N2的浓度为78．561％。变压吸附 大，超过床层可以承受的负荷。 分离是在自制的小型、单柱、PSA装置上进行，以 表2吸附终压对T-CMS空分效果的影响 吸附柱流出气体中氮气的浓度作为吸附剂分离选 择性的指标。 2结果与讨论 鉴于实验装置和操作方式与工业略有差异，我 可以看出，由于吸附时间的延长导致的动力学 们考察了各种操作条件对商业炭分子筛空分性能 选择性变差可能不是主要原因。我们认为这主要是 的影响。 由于装置规模过小的而引起的。如果在抽真空再生 2．1空气进料流量对空分效果的影响 之后、吸附之前安排一个用富氮气体(或者对吸附 剂惰性的气体)从吸附柱的上、下端进行预升压的 空气流量对T．-CM