基于分子管理的概念,選擇性吸附5A分子篩分離石腦油中非正構(gòu)烴的正鏈烷烴,可以優(yōu)化乙烯和芳烴的收率,顯著提高油的利用率。為了進(jìn)一步提高石腦油吸附分離工藝的效率,在傳統(tǒng)的微孔5A分子篩的基礎(chǔ)上,合成了具有微孔和介孔復(fù)合結(jié)構(gòu)的多級(jí)孔5A分子篩,并研究了其吸附性能。首先,采用分子動(dòng)力學(xué)方法模擬簡(jiǎn)單分子在一維分子篩孔隙中的擴(kuò)散過(guò)程。擴(kuò)散系數(shù)隨著孔徑的增加而增加。通過(guò)過(guò)渡態(tài)理論計(jì)算了5A分子篩中不同正鏈烷烴的擴(kuò)散系數(shù)。在450K下,5A分子篩中C3-C8正鏈烷烴的擴(kuò)散系數(shù)為4.22×10-10cm2 / s至4.68×10-14cm2。 / s,擴(kuò)散過(guò)程非常緩慢,需要合成多級(jí)通道5A分子篩以提高吸附速率。選擇二甲基十八烷基[3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基]氯化銨(TPOAC)作為軟模板,通過(guò)水熱法合成多級(jí)孔5A分子篩。孔為約0.5nm,中孔濃度為7-13nm。可以通過(guò)改變模板的量來(lái)調(diào)節(jié)多級(jí)5A分子篩中的中孔數(shù)。優(yōu)化的合成條件如下:原料摩爾比n(SiO2):n(Na2O):n(Al2O3):n(H2O):n(TPOAC)= 100:333:67:20000:0.1,結(jié)晶時(shí)間結(jié)晶溫度為100℃,甲醇洗滌至pH = 8,除去模板劑,通過(guò)鈣離子交換得到多級(jí)通道5A分子篩。合成的多級(jí)孔分子篩的中孔容積為0.0674cm3 / g,相當(dāng)于總孔容的26.7%,在288K,正己烷吸附量為0.1183g / g分子篩。研究了不同正鏈烷烴在多級(jí)通道5A分子篩中的吸附動(dòng)力學(xué)。在288K的0.1%的多級(jí)通道5A分子篩中正戊烷,正己烷和正庚烷的液體擴(kuò)散系數(shù)約為微米。孔5A分子篩中2.02-3.94倍。多級(jí)通道5A分子篩中正鏈烷烴的擴(kuò)散系數(shù)隨模板劑的量增加。隨著正鏈烷烴的碳數(shù)增加,擴(kuò)散活化能增加。*后,本文還研究了多級(jí)孔5A分子篩的成型。優(yōu)化的擠出成型配方為:8%的模塑助劑天津粉和10%的硝酸。直徑為1mm的帶狀多級(jí)通道5A分子篩的正己烷吸附量為0.1048g / g,液相擴(kuò)散系數(shù)為帶狀微孔5A分子篩的2.01倍。
小批量可以在馬弗爐中以150度干燥2-3小時(shí),現(xiàn)在通常使用。當(dāng)用于空氣分離等大型設(shè)備時(shí),5A分子篩需要在行駛時(shí)進(jìn)行預(yù)處理。由于分子篩非常吸濕,因此在儲(chǔ)存期間不應(yīng)直接暴露在空氣中,應(yīng)放在干燥的地方。長(zhǎng)期儲(chǔ)存并具有吸濕性的分子篩應(yīng)在使用前再生。再生溫度越高,再生越完全,并且一般再生溫度優(yōu)選在200和350度之間。再生溫度一般不應(yīng)超過(guò)400度。當(dāng)再生溫度超過(guò)600度時(shí),分子篩可能失去活性。加熱時(shí)間取決于再生氣體的量。為確保塔出口溫度高于120度,可以保證分子篩的完全再生
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