Главная -> Словарь

Избирательность адсорбции

Абсорбция — процесс разделения газовых смесей, основанный на избирательном поглощении отдельных компонентов сырья жидким поглотителем —абсорбентом. Растворимость углеводородов в абсорбенте возрастает с повышением давления и понижением температуры процесса, а также с ростом молекулярной массы абсорбируемого газа.

Абсорбционный метод отбензинивания газов является наиболее распространенным. Процесс основан на избирательном поглощении жидкостью отдельных компонентов газовой смеси. В качестве абсорбента применяют бензин, керосин или солярный дистиллят. Чем тяжелее углеводороды, тем больше их растворяется в абсорбенте. Количество растворенных углеводородов возрастает с повышением давления и понижением температуры .

Абсорберы, адсорберы и десорберы. Процесс абсорбции состоит в избирательном поглощении жидкостью целевых составных частей исходной газовой смеси. Путем абсорбции проводят разделение, очистку и осушку различных углеводородных газов.

Абсорберы установок каталитического ри-форминга и гидроочистки служат для удаления сероводорода и водяных паров из циркуляционных газов . Процесс адсорбции заключается в избирательном поглощении вещества поверхностью адсорбента—пористого твердого вещества. Такое поглощение объясняется наличием сил взаимного притяжения между молекулами адсорбента и молекулами адсорбируемого вещества.

Возможность очистки глинами, флоридином и другими адсорбентами основана на избирательном поглощении ими преимущественно смол, сернистых соединений и иных вредных примесей. Эта полезная избирательная адсорбция сопровождается реакциями полимеризации и конденсации диолефиновых и оле-финовых углеводородов . Эти продукты, содержащие около 27% бензола и толуола и 73% парафинов, пропускают через серию циклически работающих адсорберов, заполненных силикагелем. Каждый цикл операции состоит из трех стадий: пропускания продуктов через сили-кагель до 70%-ного насыщения последнего углеводородами, промывки насыщенного углеводородами силикагеля летучей жидкостью, например бутаном или пентаном, и десорбции бензола и толуола из силикагеля ароматическими углеводородами с более высокой температурой кипения, например смесью ксилолов. Бензол и толуол, отделенные таким способом от парафинов, кипящих в тех же температурных пределах, можно затем дополнительно очистить перегонкой и получить продукты, пригодные для нитрования. Для производительности 350—400тсырца в сутки установлены три силикагелевых адсорбера, каждый высотой 4575 мм и диаметром 1370 мм. Продолжительность цикла операций составляет 90 мин. Общий вес загруженного силикагеля равен 15 т. За один цикл загрузка на 1 кг силикагеля составляет :

Процесс абсорбции состоит в избирательном поглощении жидкостью целевых составных частей исходной газовой смеси. Путем абсорбции производят разделение, очистку и осушку различных углеводородных газов, извлечение бензина и пропан-пропиленовой фракции из естественных и попутных газов и т. д.

ит в избирательном поглощении веществ сорбентами в объеме

Один лишь нагрев не обеспечивает десорбции углеводородов, так как под действием капиллярных сил упругость их паров настолько снижается, что температура кипения повышается на несколько сот градусов. При насыщении активного угля природным газом первоначально адсорбируются все компоненты газа, но при дальнейшей адсорбции низкомолекулярные углеводороды постепенно вытесняются вновь поступающими высокомолекулярными, так как избирательность адсорбции увеличивается с повышением молекулярного веса. В результате вытеснения сначала десорбируются такие низкомолекулярные углеводороды, как метан и этан. Насыщение адсорбента обнаруживается по проскоку пропана. .

При очистке адсорбентами обычно применяют растворитель для понижения вязкости среды и создания благоприятного гидравлического режима движущихся потоков адсорбента и обрабатываемого продукта, а также для улучшения диффузии адсорбируемых веществ в поры адсорбента. Кроме того, согласно закономерностям, присущим адсорбции из раствора, с понижением концентрации растворенного вещества избирательность адсорбции повышается. Чрезмерно разбавлять сырье не рекомендуется, так как это повышает энергозатраты на регенерацию растворителя . Наиболее благоприятные условия очистки масел из сернистых нефтей создаются лри разбавлении масла растворителем до вязкости 2—2,5 мм2/с при 50 °С. Растворитель также в большей

При очистке адсорбентами обычно применяют растворитель для понижения вязкости среды и создания благоприятного гидравлического режима движущихся потоков адсорбента и обрабатываемого продукта, а также для улучшения диффузии адсорбируемых веществ в поры адсорбента. Кроме того, согласно закономерностям, присущим адсорбции из раствора, с понижением концентрации растворенного вещества избирательность адсорбции повышается. Чрезмерно разбавлять сырье не рекомендуется, так как это повышает энергозатраты на регенерацию растворителя . Наиболее благоприятные условия очистки масел из сернистых нефтей создаются .при разбавлении масла растворителем до вязкости 2—2,5 мм2/с при 50 °С. Растворитель также в большей

Использование разбавителей играет положительную роль еще и в том отношении, что несколько изменяет составы равновесных фаз, повышает избирательность адсорбции, а следовательно, способствует увеличению четкости разделения . Наиболее значительное повышение избирательности адсорбции наблюдается при сильном разбавлении растворителем, что не всегда можно осуществить в промышленном процессе.

Избирательность адсорбции приводит к тому, что при пропускании, например, нефтяного газа через слой адсорбента первые порции газа поглощаются полностью, вытесняя из адсорбента воздух. Затем тяжелые углеводороды следующих порций газа вытесняют более легкие углеводороды, поглощенные ранее.

Разбавители для исходного сырья. Исходное сырье разбавляют с целью понижения вязкости в процессе адсорбции. Адсорбционное разделение бензиновых и керосиновых фракций не требует разбавления; при переработке более высококипящих нефтепродуктов разбавление уже необходимо. Однако использование растворителей для снижения вязкости играет положительную роль еще и в том отношении, что несколько изменяет составы равновесных фаз, повышает избирательность адсорбции, а следовательно, способствует увеличению четкости разделения .

Избирательность адсорбции приводит к тому, что при про* пускании, например, нефтяного газа через слой адсорбента первые порции газа поглощаются полностью, вытесняя из адсорбента воздух. Затем тяжелые углеводороды следующих порций газа вытесняют более легкие углеводороды, поглощенные ранее.

Неогранические адсорбенты-гели, например силикагель или активированная окись алюминия, также обнаруживают эту избирательность адсорбции полярных молекул, но в значительно меньшей степени, чем молекулярные сита. Весьма большие адсорбционные силы, существующие в молекулярных ситах, обусловлены главным образом присутствием катионов на адсорбирующих поверхностях кристалла. Эти катионы играют роль центров, несущих сильный положительный заряд, который в соответствии с законами электростатики притягивает отрицательный «хвост» полярных молекул. Чем сильнее полярность молекулы, т. е. чем больше ее ди-польный момент, тем сильнее притяжение ее к зарядам катиона и тем прочнее она адсорбируется. Полярные молекулы обычно характеризуются содержанием кислорода, серы, хлора или азота или асимметричностью строения.

•видна весьма высокая избирательность адсорбции этилена из смеси с этаном по сравнению с результатами, достигаемыми при применении силикагеля и активированного угля.

Молекулярные сита представляют собой кристаллические цеолиты, получаемые синтетическими методами и обладающие необычными адсорбционными свойствами. Важнейшим из этих свойств является высокая избирательность адсорбции по размерам молекул, в результате чего молекулы малых размеров адсорбируются предпочтительно по сравнению с крупными молекулами. Эти свойства используются в промышленности для разделения некоторых систем, весьма трудно разделяемых при помощи других способов, например для выделения углеводородов нормального строения из смесей с углеводородами изостроения или циклическими. Промышленное производство молекулярных сит началось в 1954 г. Они вырабатываются для самых различных и непрерывно расширяющихся областей использования фирмой «Линде» по ряду патентов, охватывающих как состав продукта, так и процесс его производства .

Если из кристалла цеолита удалить нагревом воду, то он может адсорбировать молекулы других веществ. В 20-х годах при исследовании этих явлений было обнаружено, что кристаллические цеолиты избирательно адсорбируют молекулы некоторых веществ, но не адсорбируют другие. Оказалось, что избирательность адсорбции полностью определяется размерами молекул.