环氧乙烷生产尾气体系中吸附回收乙烯的研究

【摘要】：本文以吸附法回收环氧乙烷工业尾气中乙烯为应用背景,对活性炭吸附剂、南京工业大学吸附分离技术研究所研制的NJ型络合吸附剂和NK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、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NK吸附剂上的静态吸附等温线。结果表明,NK型络合吸附剂对乙烯的吸附量约为1ml/g。选用分别考虑物理吸附和化学吸附的模型可以较好的对单组分平衡数据进行关联,模型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,分别考察了三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,三种吸附剂中活性炭对乙烯的吸附容量最大,但对乙烯的选择性最小,且乙烯/乙烷的分离系数小于1;NK型络合吸附剂的乙烯选择性优于其他两种吸附剂。实验考察了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NK型络合吸附剂的吸附稳定性也是最好的。实验中使用环氧乙烷装置排放气,考察了两种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,两种吸附剂对工业气体中乙烯的有效吸附量相差不大,然而NK型络合吸附剂的稳定性和变压再生性能更好,且脱附出来的乙烯浓度更大,为工业应用提供了基础。 对NK型络合吸附剂,通过实验还证明了具有良好的惰性气体吹扫再生性能。 根据实验结果,采用NK型络合吸附剂对变压吸附回收环氧乙烷工业尾气中乙烯工艺进行了初步设计,并选择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 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】：2005
【分类号】：X783;TQ221.211
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 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11-16
• 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13-15
• 1．3．4 吸附分离工艺15-16
• 1．4 吸附法分离回收乙烯的理论基础16-18
• 1．5 乙烯络合吸附剂的研究进展18-23
• 1．5．1 过渡金属—分子筛类18-20
• 1．5．2 过渡金属—离子交换树脂类20-21
• 1．5．3 过渡金属—γ—Al_2O_3、SiO_2类21-22
• 1．5．4 过渡金属-活性炭类、PILC类22
• 1．5．5 小结及展望22-23
• 1．6 课题的研究任务和本文的研究内容23-24
• 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24-25
• 2．1．2 实验装置及方法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 吸附平衡结果与讨论30-61
• 3．1 单组分气体在吸附剂上的静态吸附30-36
• 3．1．1 单组分吸附平衡等温线模型30-33
• 3．1．2 络合型吸附剂上的吸附平衡结果与讨论33-36
• 3．2 混合气体在吸附剂上的动态吸附行为研究36-58
• 3．2．1 活性炭吸附剂上的动态吸附行为研究36-45
• 3．2．1．1 乙烯和乙烷双组分的动态吸附37-40
• 3．2．1．2 O_2对活性炭吸附性能的影响40-42
• 3．2．1．3 CH_4对乙烯在活性炭上吸附的影响42-43
• 3．2．1．4 CO_2对乙烯在活性炭上吸附的影响43-45
• 3．2．2 络合型吸附剂上动态吸附行为的研究45-58
• 3．2．2．1 C_2H_6和C_2H_4双组分的吸附46-49
• 3．2．2．2 O_2对络合型吸附剂吸附性能的影响49-54
• 3．2．2．3 CH_4对络合型吸附剂吸附性能的影响54-56
• 3．2．2．4 CO_2对络合型吸附剂吸附性能的影响56-58
• 3．3 本章小结58-61
• 第四章 吸附法回收乙烯工业应用探讨61-73
• 4．1 引言61-62
• 4．2 NJ型络合吸附剂的工业应用基础研究62-64
• 4．3 NK型络合吸附剂的工业应用基础研究64-65
• 4．4 NK型络合吸附剂的再生特性研究65-68
• 4．4．1 惰性气体吹扫法再生66-68
• 4．5 工业排放气吸附回收乙烯的可行性研究68-72
• 4．5．1 工业排放气组成及条件69
• 4．5．2 变压吸附的工作原理和技术原则69-70
• 4．5．3 变压吸附工艺流程70-71
• 4．5．4 变压吸附法回收乙烯的直接经济效益71
• 4．5．5 变压吸附法和有机膜分离法比较71-72
• 4．6 本章小结72-73
• 第五章 结论73-75
• 参考文献75-79
• 研究成果79-80
• 致谢80

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