探索难分离体系（甲烷氮气和氮气氧气）吸附材料的探索

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1、天津大学硕士学位论文难分离体系（甲烷/氮气和氮气/氧气）吸附材料的探索姓名：郭文才申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：周亚平2001.12.29摘要本文主要分为三部分的内容：1．动态法测吸附平衡，我们使用了动态法测定了室温时不同压力下的一组穿透曲线。将计算所得的吸附量与静态体积法测的数据进行比较，以确定实验装置的准确性(静态体积法数据的准确性已得到验证)。2．针对吸附领域中较难分离的CHdN2和IV02体系，共选用K02、K04、K07、JX--406、AX．2l、DLZ--01活性炭，13X、5A分予筛，IVB、Sw—Ol炭分子筛，B型硅胶等11种吸附剂，在相同实验条件下研究各自的穿透

2、曲线，并计算各吸附剂的分离因子。以分离因子为指标，对各吸附剂的优劣进行了排序。3．因甲烷在一些溶剂中的溶解度较大，我们考虑用对甲烷一氮气分离效果较好．1X--406以及孔较大的B型硅胶作为担体，涂上N一甲基毗咯烷酮，进行了简单的涂料探索。函望能提高吸附材料对甲烷一氮气体系的分离因子。}关键词：吸附分离?穿透曲《甲烷。氮气氧气吸附疗、溶剂AbstractThepaperhasbeendividedintothreeparts：1．me投ll'eadsorptionequilibriumwithdynamicinstrument．Wemeasuresomedynamicbreakthroughcu

3、rveswithinarangeofdifferentpressureat25"Cwiththedymm划instrumentandmeasureamethaneisothermat25"Cwiththestaticstateinstmmant．Wecandeterminetheveracityofexperimentdatabycomparingtheirrespectiveadsorptionvolume，．(theveracityofstaticstateinstrumenthasbeenvalidated)．2．Therearetwodifficultseparatingsystems

4、inadsorption,whichalemethane／nitrogensystemandnitrogen／oxygensystem．Wechose11differentadsorbems，suchasK02、K04、Ⅸ一406，K07，AX-21、5Aandsoon．Wemeasuredmethane-nitrogenbreakthroughO．1ives0faUchosenadsorbentsinthesamelabeondifiomWecalculatetheirseparationfactorandvaluetheirqualities．3．WeuseJX-406whichhasla

5、rgerseparationfactorformethane／nitrogensystemandsilicagelBwhichhaslargerorificeasCa／Tiers．WesmearmethylpyproUdoneonthesurgeofcalTiet'sanddothesauleexperiments,hopingtoenhancetheseparationfactorformethane／nitrogensystem．Keyword：nitrogen天津大学硕士学位论文第一章文献综述1．1引言在化工和石化行业中，分离过程不但是生产工艺中重要的单元操作，而且在很大程度上决定着整个

6、工业过程的生产成本。目前传统的分离方法如精馏、吸收等工艺仍然在生产过程中占有相当大的比重，但其有着能耗高的缺点。近年来随着科学技术的发展和工业自动化程度的提高，一些新的单元操作过程也日趋成熟和完善，在工业生产中得到了越来越多的应用。吸附过程就是随着自身的不断发展和新工艺、新型吸附剂的开发，逐渐受到了人们的重视，在生产实践中也得到了广泛的应用ll】。变压吸附是近几十年来发展最快的化工分离技术之一。该技术在石油、化工、冶金、电子、医药、空分、食品等行业得到迅速推广和应用【2l。近年来，一方面由于性能优良的新型吸附剂的出现及其品质的不断改善，为吸附技术的广泛应用打下了良好的基础，如合成沸石、炭分子筛

7、、活性炭纤维、活性氧化铝等，它们各自不同的吸附性能使吸附工艺的应用领域不断扩宽。另一方面随着吸附工艺的发展，如变压吸附、变温吸附、模拟移动床、工业色谱等技术的开发，使吸附工艺已经成为连续操作的大型工业化过程。其中变压吸附工艺PSA(PressureSwingAdsorption)，具有能耗低、流程简单、产品气纯度高、操作方便、自动化程度高等优点，因此变压吸附在许多行业得到迅速的推广和应用。现在变压