吸附法回收环氧乙烷生产尾气中乙烯的工业应用基础研究

摘要

该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NA型络合吸附剂和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、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三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最大,而NJ型络合吸附剂对乙烯的吸附量最小.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;NJ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NJ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吸附量相差不大,然而NJ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NJ型络合吸附剂,通过实验还证明了具有良好的变温再生性能以及惰性气体吹扫再生性能.根据实验结果,采用NJ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.

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1引言

1.2乙烯回收技术

1.3吸附分离过程

1.3.1吸附分离基础

1.3.2吸附分离的应用

1.3.3吸附剂的选择及改性原则

1.3.4吸附分离工艺

1.4吸附法分离回收乙烯的理论基础

1.5乙烯络合吸附剂的研究进展

1.5.1过渡金属—分子筛类

1.5.2过渡金属一离子交换树脂类

1.5.3过渡金属—γ—A12O3、SiO2类

1.5.4过渡金属一活性炭类、层柱状粘士（PILC）类

1.5.5小结及展望

1.6课题的研究任务和本文的研究内容

第二章实验装置及实验方法

2.1单组分气体的吸附平衡

2.1.1实验原料

2.1.2实验装置及方法

2.2多组分气体的动态吸附实验

2.2.1实验原料

2.2.2实验装置及方法

2.3乙烯脱附性能的测定

第三章试验结果与讨论

3.1单组分气体在吸附剂上的静态吸附

3.1.1单组分吸附平衡等温线模型

3.1.2活性炭吸附剂上的吸附平衡结果与讨论

3.1.3络合型吸附剂上的吸附平衡结果与讨论

3.2混合气体在吸附剂上的动态吸附行为研究

3.2.1乙烯/乙烷双组分的吸附平衡模型

3.2.2活性炭吸附剂上的动态吸附行为研究

3.2.3络合型吸附剂上动态吸附行为的研究

3.3本章小结

第四章吸附法回收乙烯工业应用探讨

4.1引言

4.2 NA型络合吸附剂的工业应用基础研究

4.3 NJ型络合吸附剂的工业应用基础研究

4.4 NJ型络合吸附剂的再生特性研究

4.4.1变温再生特性

4.4.2惰性气体吹扫法再生

4.5工业排放气吸附回收乙烯的可行性研究

4.5.1工业排放气组成及条件

4.5.2变压吸附的工作原理和技术原则

4.5.3变压吸附工艺流程

4.5.4设计规模及技术指标

4.5.5技术经济

4.5.6环氧乙烷生产尾气中乙烯回收方法及效果比较

4.6本章小结

第五章结论

参考文献

致谢