基于分子管理的模拟移动床吸附分离石脑油中的正构烷烃

基于分子管理的理念,以5A分子筛为吸附剂,分离石脑油中的正构烷烃和非正构烃。考察了模拟移动床（SMB）中分子筛对正构烷烃的吸附分离规律以及循环比、分配比、脱附剂比等因素对分离效果的影响。在操作压力2.0 MPa、操作温度170 ℃、石脑油质量空速0.024 h-1、切换时间900 s的条件下,优化的模拟移动床操作条件为：循环比2.25、分配比3.00、脱附剂比4。对于正构烷烃质量分数为31.95%的石脑油,经SMB液相吸附分离后,脱附油中正构烷烃质量分数达到87.76%,吸余油中非正构烃质量分数达到97.83%。与石脑油原料相比,以脱附油作为裂解原料时的乙烯收率提高13.1百分点;吸余油研究法辛烷值提高19.2个单位,芳烃潜含量提高10.2百分点。     

5A和ZSM-5分子筛吸附分离石脑油中烷烃组分的研究

为了提高石脑油生产乙烯和芳烃的利用效率，采用5A分子筛和ZSM-5分子筛对石脑油进行连续吸附分离研究，分别得到脱正构烷烃吸余油（简称脱正构油）和脱单甲基异构吸余油（简称脱烷烃油）；采用氮气对分子筛进行脱附得到富含烷烃组分油（简称脱附油）。试验结果表明：脱烷烃油中正构烷烃质量分数为0.1%，单甲基异构烷烃质量分数为3.8%，芳烃潜含量为53.4%，可作为优质的催化重整原料；脱附油的烷烃质量分数可达到84%以上，可作为裂解制乙烯的优质原料。     

5A和ZSM-5分子筛吸附分离石脑油中烷烃组分的研究

为了提高石脑油生产乙烯和芳烃的利用效率,采用5A分子筛和ZSM-5分子筛对石脑油进行连续吸附分离研究,分别得到脱正构烷烃吸余油（简称脱正构油）和脱单甲基异构吸余油（简称脱烷烃油）;采用氮气对分子筛进行脱附得到富含烷烃组分油（简称脱附油）。试验结果表明：脱烷烃油中正构烷烃质量分数为0.1%,单甲基异构烷烃质量分数为3.8%,芳烃潜含量为53.4%,可作为优质的催化重整原料;脱附油的烷烃质量分数可达到84%以上,可作为裂解制乙烯的优质原料。     

固定床双塔并联吸附分离石脑油中正构烷烃

在固定床单柱吸附分离研究的基础上,通过程序控制的5A分子筛固定床双塔并联吸附分离试验装置,对中国石化上海高桥分公司石脑油中正构烷烃吸附/脱附分离过程进行连续操作,考察了多周期运转的吸附分离效果,并对工艺条件进行考察。研究结果表明,吸余油中正构烷烃含量经过5个吸附/脱附周期后趋于稳定,优化的吸附分离操作条件为：石脑油原料体积空速153.4 h-1,吸附/脱附温度270 ℃,吸附/脱附切换时间30 min,脱附气体体积空速127.5 h-1,中间油切割时间2 min。在该工艺条件下,稳定操作的吸余油中正构烷烃质量分数小于3%,芳烃潜含量比石脑油提高12.31百分点;脱附油中正构烷烃质量分数大于95%,作蒸汽裂解制乙烯原料时,与石脑油相比,乙烯收率提高约14百分点。     

13X分子筛对氢同位素的吸附性能

采用储氢热力学和动力学测试仪(PCT)研究了13X分子筛对氢同位素气体的吸附性能,并对其活化再生工艺进行了探究.结果表明,13X分子筛对氢同位素的吸附为物理吸附,活化温度控制在350～400℃;再生条件为升温至室温下脱附即可;吸附速率很快,短时间内就可以达到吸附饱和.低温下对氢同位素的吸附存在差异,-196℃时饱和吸H2量为6.98 mmol/g,饱和吸氘气量达到7.38 mmol/g.     

分离石脑油中正构烷烃方法的研究

以5A分子筛为吸附剂,吸附分离石脑油中的正构烷烃.用于吸附的分子筛质量为50 g,吸附温度为150℃时,原料油加量为80 mL时吸附效果最好,吸附率为59.07％.脱附温度为200℃时,确定较佳的N2吹扫速度约为2 mL/s,脱附时间为20～30 min,在此条件下脱附率为100％,平均收集率为62.47％.     

分离石脑油中异戊烷的效益分析

中国石油化工股份有限公司洛阳分公司因产销不平衡,导致一部分石脑油被迫用作汽油调合组分,而石脑油辛烷值低,影响了经济效益。分析石脑油产品主要来源重整拔头油、加氢石脑油、芳烃抽余油等组成,提出分离出石脑油中的异戊烷组分,用于调合汽油的方案。借助于流程模拟软件Petro-SIM,对分离石脑油中的异戊烷组分进行模拟,对比了新建装置和利用闲置的C4/C5分离塔(C202)两种方案下对汽油调合生产以及石脑油产量的影响,最后选定利用C202分离异戊烷组分的方案,这一方案仅需简单改造,投资8×104RMB$,每月效益将可以达到312×104 RMB$。     

分离石脑油中单甲基异构烷烃吸附剂的制备及吸附性能研究

采用水热合成法制备用于分离石脑油中单甲基异构烷烃的ZSM-5分子筛吸附剂,以2-甲基戊烷/环己烷溶液为吸附体系,考察不同合成条件对分子筛吸附性能的影响。结果表明：在硅铝比为80、25 ℃、陈化时间为36 h、晶化时间为48 h的条件下,以正丁胺为模板剂,合成ZSM-5分子筛吸附剂对2-甲基戊烷吸附量为2.39 g/(100 g),比参比ZSM-5分子筛对2-甲基戊烷吸附量高约20%;采用合成ZSM-5分子筛对石脑油进行吸附分离,吸附组分中正构烷烃和单甲基异构烷烃质量分数为97.47%;吸余油的芳烃潜含量从23.19%提高到34.21%;通过合成ZSM-5分子筛吸附分离可以将石脑油中质量分数约为30%的正构烷烃和约12%的单甲基异构烷烃分离出来。     

X型分子筛在吸附中的应用研究进展

综述了X型分子筛在对二甲苯吸附分离、N2/O2分离等领域中的应用,骨架硅铝比、阳离子种类、含水量等均会对其吸附选择性、吸附容量产生显著影响。作为对二甲苯吸附分离吸附剂的活性组分,X型分子筛的硅铝比为2.2~2.4、阳离子为Ba2+和K+、含水量为4.0%~5.0%时具有较高的对二甲苯吸附选择性。对于N2/O2分离,硅铝比为2.0、阳离子为Li+的X型分子筛表现出较高的N2吸附容量和N2/O2分离系数,通过引入第二种阳离子还可进一步提高其N2/O2分离系数,但是H2O的吸附会显著降低其N2吸附容量。此外,X型分子筛还可用于高纯He的吸附分离,以及CO2、CO、CH4、N2、Ar、H2的选择性吸附。     

Cuo／13X分子筛的制备及其在汽油深度吸附脱硫中的应用

为有效达到汽油深度脱硫的目的,以13X分子筛为载体,采用浸渍法制备了用于催化裂化汽油深度脱硫的吸附剂CuO/13X,考察了CuO/13X的制备条件和吸附脱硫条件对其脱硫效果的影响。适宜的制备条件为CuSO_4溶液浓度0．2mol/L,浸渍时间6h,干燥温度100℃,焙烧温度350℃,焙烧时间2h;适宜的吸咐条件为常温、常压吸附,剂油比1:4,吸附时间0．5h。在最优条件下,CuO/13X对4种模拟汽油中硫的脱除率均在88%以上,CuO/13X的硫容可达4．0mg/g左右。     

Cu~+/13X分子筛吸附分离丁烷-丁烯混合体系

采用等体积浸渍法制备了一系列负载型Cu+/13X分子筛吸附剂,利用固定床吸附装置对该系列吸附剂分离丁烷-丁烯混合体系的性能进行了评价,考察了吸附剂中Cu Cl2负载量、焙烧还原时间、吸附温度、吸附压力、再生次数等对吸附剂性能的影响,并采用TPD方法分析了碳四组分与活性中心π-络合能力的强弱。实验结果表明,Cu+/13X分子筛吸附剂是一种分离丁烷-丁烯混合体系的优良吸附剂,当Cu Cl2负载量为5.67%(w)、350℃下焙烧1.00 h、吸附温度为35~40℃时,常压下吸附效果最佳。升高吸附压力使吸附剂的穿透吸附时间缩短,且吸附压力过高时会引起吸附柱死体积内的气体体积增加,不利于分离。Cu+/13X分子筛吸附剂的再生性能良好,多次再生后仍保持较高的活性。     

Co对Cu~+-13X分子筛选择吸附脱硫性能的影响

采用液相离子交换法制备了Cu+-13X和Co2+/Cu+-13X两种分子筛吸附剂,运用XRD,SEM,FTIR等手段对其进行表征。通过静态吸附实验与动力学吸附实验研究了两种吸附剂对模拟汽油的吸附性能,并采用Langmuir模型对静态吸附平衡数据进行拟合,同时采用Crank单孔扩散模型对动力学吸附数据进行拟合。实验结果表明,当Co2+/Cu+-13X吸附剂中Co含量为2.35%(w)时,Co2+/Cu+-13X吸附剂的吸附脱硫效果最佳;Co2+/Cu+-13X吸附剂对噻吩(TP)和苯并噻吩(BT)的最大吸附量相对于Cu+-13X吸附剂分别提高了42.1%和18.8%;Co与Cu之间可发生协同作用,Co2+抑制Cu+向Cu2+的转换,有助于提高吸附剂的脱硫性能;两种吸附剂与噻吩类硫化物之间主要是π配位作用,不存在S-M配位作用;采用Crank单孔扩散模型可很好地描述两种吸附剂的动力学吸附过程,且在TP和BT双组分动力学吸附过程中,Co2+可提高Cu+-13X吸附剂对BT的吸附选择性。     

负载Ag~+的13X分子筛对乙硫醇和噻吩的吸附性能

用静态吸附方法研究了负载Ag+的13X分子筛对乙硫醇和噻吩的吸附动力学。实验结果表明,在相同的条件下乙硫醇的吸附速率大于噻吩,30℃时乙硫醇和噻吩的单组分吸附平衡量分别为136．2mg／g和45．0mg/g,乙硫醇-噻吩二组分的吸附平衡量分别为104．3 mg／g和12．7 mg／g,乙硫醇在与噻吩的竞争吸附中占优势。用Langmuir模型对乙硫醇和噻吩的单组分吸附平衡量进行关联,乙硫醇和噻吩吸附平衡量计算值与实验值的误差分别为5．64％,2．89％;用修正Langmuir模型对乙硫醇-噻吩二组分的吸附平衡量进行关联,乙硫醇和噻吩吸附平衡量的计算值与实验值的误差分别为9．02％,6．32％。     

13X沸石分子筛低温变压吸附CO_2/CH_4实验研究

采用静态容积法实验测量了CO_2和CH_4在13X沸石分子筛上的吸附等温曲线,CO_2和CH_4吸附量随吸附温度的降低和压力的增大而增加。利用Langmuir模型、Sips模型和Toth模型对实验测量的吸附平衡数据进行拟合,均取得了较好的拟合结果,并利用非线性拟合得到了模型参数。模拟结果表明,Toth模型对实验结果的拟合程度最好。利用测量数据计算了CO_2与CH_4在所用吸附剂上的等量吸附热,发现吸附过程主要发生的是物理吸附,吸附剂表面是非均一的。     

基于分子管理石脑油5A分子筛液相模拟移动床吸附分离工艺的优化

在已有固定床工艺的基础上,提出基于分子管理的液相模拟移动床吸附分离工艺以实现石脑油中的正构烷烃与非正构烷烃的分离。考察了模拟移动床工艺的操作温度、切换时间、进料流速、脱附剂流速以及脱附油抽出流速对分离效果的影响,也考察了后续脱附剂精馏回收过程。结果表明,优化的工艺操作条件为操作温度170℃、切换时间900s、进料流速5 mL/min、脱附剂流速20 mL/min、脱附油抽出流速10 mL/min。经过模拟移动床吸附分离工艺,脱溶剂脱附油中正构烷烃质量分数达到98%,脱溶剂吸余油中非正构烷烃质量分数也达到92%。与原料石脑油相比,脱溶剂脱附油作为乙烯裂解原料时,乙烯收率可以提高约17百分点;脱溶剂吸余油的芳烃潜含量提高了约10百分点,其研究法辛烷值提高了约20个单位。     

分子筛吸附脱除烷基化油中微量氯化物的研究

对多种分子筛的脱氯效果进行了对比和筛选,结果表明NaY分子筛具有良好的脱氯性能.以NaY分子筛原粉为活性组分,采用混捏法制备NaY分子筛吸附剂,并以烷基化油为原料,详细考察了NaY分子筛吸附剂的制备条件对吸附剂脱氯性能的影响.试验结果表明,在NaY分子筛原粉/黏结剂质量比为2.0、焙烧温度为400℃、焙烧时间为3 h的...     

硫醇分子在HMOR分子筛中吸附的量子化学研究

 摘要：构造了包含1个完整十二元环的氢型丝光沸石(HMOR)的结构模型(12T)，采用Dmol3程序中的密度泛函理论GGA/BLYP方法和DNP基组研究了硫醇分子在HMOR中的吸附，获得了吸附平衡构型和吸附能等信息。结果表明，硫醇分子主要通过其硫原子上的孤对电子与HMOR中质子酸位形成氢键而被吸附在其中；此外，硫醇分子中的氢原子与HMOR骨架氧之间还形成弱的氢键，对吸附复合物有一定的稳定作用。从吸附能数据看，在所研究的3种模型化合物中，甲硫醇分子与HMOR骨架的相互作用最强；在HMOR中2种取向不同的正丙硫醇分子的吸附能明显不同。     

TON分子筛上丁烷异构体吸附行为的分子模拟

利用巨正则蒙特卡洛方法,对正丁烷和异丁烷在TON分子筛上的吸附行为进行模拟研究。模拟273,303,373 K下,正丁烷、异丁烷分子在TON分子筛上的单组分吸附等温线,并进行Langmuir, Langmuir-Freundlich, Toth吸附等温线模型拟合,分析其吸附势能、密度分布、吸附热等性质;然后对等物质的量比的正丁烷/异丁烷混合物的吸附进行模拟,考察丁烷异构体的吸附选择性。结果表明：正丁烷、异丁烷在TON分子筛上的吸附更符合Toth吸附模型;与异丁烷相比,正丁烷在TON分子筛上有更高的吸附量;当正丁烷/异丁烷混合组分在TON分子筛上发生竞争吸附时,正丁烷的吸附量远大于异丁烷的吸附量,可判断TON分子筛对正丁烷相比异丁烷有更好的吸附分离效果。     

芳烃、环烷烃分子在MFI和FAU分子筛中扩散行为的分子模拟

 应用分子模拟技术计算了不同芳烃和环烷烃分子最低能量构象的分子尺寸(a×b×c),并计算了其在 MFI、FAU 分子筛中的扩散能垒。计算结果表明,分子的最小截面尺寸(a×b)与扩散能垒相关。苯、萘、环戊烷、环己烷分子可以在 MFI 分子筛中扩散,其它多环芳烃、多环环烷烃分子均很难扩散。分子在 MFI 直孔道中扩散比在正弦孔道中容易。FAU 分子筛由于孔径尺寸较大,分子在其孔道内扩散比在 MFI 孔道中容易,而两超笼间的十二元环会限制芘、全氢芘及比之更大的分子在 FAU 孔道中扩散。从计算结果可以推断,催化裂化原料中的重油大分子只有先在分子筛或其他活性材料表面一次裂化成一定尺寸的小分子,才能扩散进入 MFI、FAU 分子筛晶内发生进一步反应。