试析旋转填充床在裂解气酸性气体碱洗中应用的冷模实验研究

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1、北京化工大学硕士学位论文旋转填充床在裂解气酸性气体碱洗中应用的冷模实验研究姓名：金沙杨申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：郭锴20060602北京化工大学硕士学位论文旋转填充床在裂解气酸性气体碱洗中应用的冷模实验研究摘要石油化学工业是化学工业的重要部门，乙烯生产常作为衡量一个地区石油化工生产水平的标志。裂解法生产乙烯的裂解气中含有的酸性气体(主要是C02、H2S)对裂解气分离装置以及乙烯的加工装置都会有很大的危害，在裂解气压缩过程中要将裂解气中的酸性气体脱除干净。旋转填充床，又称超重机，是一种用于强化传质、分离和反应过程的

2、新型化工设备，工业上有着广阔的应用前景。与普通的传质设备相比，旋转床具有传质效率高、体积小、易操作等有点，目前已用于化工、医药、环保、超细材料的制备以及气液固三相分离等工业过程中。在旋转填充床中用金属丝网填料进行氢氧化钠吸收二氧化碳的实验，计算体积传质系数的研究已有一些研究结果发表。但未见有文献报道将旋转填充床用于处理裂解气中酸性气体的工作。本文用空气和CO。的混合气体模拟裂解气，分别在旋转填充床和填料塔中进行酸性气体吸收实验。研究了吸收液流量、吸收液浓度、进气空气量、进气中c0。含量、旋转填充床转速和吸收液温度对气相总传质系数

3、的影响。旋转填充床中吸收过程的冷模实验表明：旋转填充床中吸收过程的气相总传质系数为0．2～3．Os-1。旋转填充床吸收过程的气相传质系数都随着吸收液流量、进气空气量升高而提高，随着吸收液浓度、旋转填充床转速和吸收液温度升高而提高，受它们的影响比较明显，气相传质系数随着进气中C0。含量的增加而降低。填料塔中填吸收过程的冷模实验表明：填料塔中吸收过程的气相北京化工大学硕士学位论文总传质系数为0．1～O．6s一。气相传质系数随着吸收液流量，吸收液温度的增大而显著提高，随着混和气体中CO：含量的增大而减小。气相传质系数随着进气空气量的增

4、加而增大，增大到一定程度后随着空气量的增大而减小。本文比较了旋转填充床和填料塔对混和气体中酸性气体吸收的冷模实验结果。实验表明，旋转填充床吸收过程的C0。吸收率要明显高于填料塔吸收过程的吸收率，而且旋转填充床吸收过程的C0。吸收率随操作条件的变化敏感性要小于填料塔吸收过程。由此可见，旋转填充床吸收C0。过程的传质效果要优于填料塔吸收过程。本文还用冷模实验数据推算工业操作条件(约1．5MPa，50℃)下旋转填充床的吸收效果，预计可将裂解气中酸性气体的体积分数由1．0％降至1x10“以下。旋转填充床脱除裂解气酸性气体的效果优于传统的

5、脱除工艺。在旋转填充床中进行的水力学实验表明：旋转填充床的湿床气相压降随着液体流量的增大而增大，转子转速增大使气相压降显著增大，气体流量对气相压降影响较小。干床气相压降随转子转速增大，气体流量对气相压降的影响较小。于床的气相压降大于湿床。关键词：裂解气，碱洗，旋转填充床，填料塔，传质系数，酸性气体吸收，二氧化碳Ⅱ!!塞些三查堂堡圭堂丝丝奎——STUDYoNABSoRPTIoNOFCARBONDIOXIDEBYSODIUMHYDRoⅪDESOLUTIONINRoTATINGPACKEDBEDPetrol—chemistryindu

6、stryisanimportantdepartmentinthechemicalindustry．Theproductionofethanecanbeasignofpetrol—chemistryindustrycapacityofasection．Thereareacidgas(mostofcch、I-12S)inthecrackgaswhichWasusedtoproduceethanefi'omthecrackingfurnace．Itwoulddoharmtotheseparateequipmentandpolymeri

7、zeequipment．Theacidgasshouldbeseparatedthoroughlyfromthecrackgasbeforethecompressprocess．Rotatingpackedbed(e,PB)，orHigee，isanew-stylechemicalprocessequipmentusedtointensifymass-transfer,separation，reaction．ThereWaswidestapplicationinthechemicalindustry．Comparewimthet

8、raditionalmass—transferequipment，itisahighefficiency,smallvolume，simpleoperationequipment．Presently,itiswidelyusedinthechemicalengi