PSA/N_2用碳分子筛性能的测定

在吸附仪上分别测定了在国产碳分子筛和国外优质碳分子筛上Ｏ２、Ｎ２、ＣＨ４、ＣＯ２等的吸附量及吸附等温线，推测其微孔孔径分布，并由吸附理论方程和微孔填充理论方程计算出碳分子筛的比表面积和微孔容积。比较了碳分子筛制氮流程的产氮率、氮气回收率与碳分子筛对氧、氮等动态吸附量的关系，简化了制氮碳分子筛的性能评价工作     

两床变压吸附空分制氧过程的模拟

通过动态柱穿透法测定空气中氮/氧吸附平衡数据,并应用于实验室规模的两床变压吸附(PSA)空分制氧过程的模拟;在PSA过程模拟中探讨了吸附压力、吸附时间、充压时间、进料流量和冲洗比等过程操作条件对产品气氧的纯度、收率和产率的影响,为PSA空分制氧过程提供一定设计依据。     

C2H4,CO2在分子筛上的吸附与分离

为回收利用石化生产装置的排放气和尾气中的Ｃ２Ｈ４,在Ｃａｈｎ－２０００电子天平上,采用重量法测定了Ｃ２Ｈ４、ＣＯ２气体在５Ａ分子筛和碳分子筛吸附剂上的吸附等温线和吸附速率曲线。结果表明,用碳分子筛作吸附剂,利用ＣＯ２的吸附速率远大于Ｃ２Ｈ４的吸附速率,可实现两种气体之间的分离。在双塔变压吸附分离装置上进行了Ｃ２Ｈ４－ＣＯ２气体混合物的分离试验,考察了吸附时间、吸附压力等条件对吸附分离性能的影响。结果表明,碳分子筛可有效地吸附脱除混合气中的ＣＯ２。     

氩－氧－氮的色谱测定

建立了常温下氩、氧、氮常量组份的色谱测定法。选择ＣＮＡ５１１（炭质吸附剂）和ＣＮＡ１３９（分子筛）作固定相组成复合柱，氩、氧、氮的混合气体通过该色谱柱在１０ｍｉｎ内得到分离，利用外标法峰高定量检测出各组份的含量，氩、氮可检测到０．１％（Ｖ）以下，氧可检测到０．５％（Ｖ）以下。     

氩－氧－氮的色谱测定

建立了常温下氩、氧、氮常量组份的色谱测定法。选择ＣＮＡ５１１（炭质吸附剂）和ＣＮＡ１３９（分子筛）作固定相组成复合柱，氩、氧、氮的混合气体通过该色谱柱在１０ｍｉｎ内得到分离，利用外标法峰高定量检测出各组份的含量，氩、氮可检测到０．１％（Ｖ）以下，氧可检测到０．５％（Ｖ）以下。     

乙醇吸附法在碳分子筛比表面积测定中的应用

利用自组装的乙醇吸附法实验装置,对制备的5个碳分子筛试样的比表面积进行了测定,采用BET单点法计算试样的比表面积;结合氮吸附法的测定结果,对影响乙醇吸附法测定比表面积的准确性进行了分析。实验结果表明,对5个碳分子筛试样的比表面积,乙醇吸附法与氮吸附法的测定结果相对偏差均在10%以内;乙醇分子的截面积对比表面积的测定有一定影响;在真空干燥器中控制乙醇保持较低的相对压力可减小毛细凝聚现象对比表面积测量误差的影响。乙醇吸附法是一种简易方便的测定比表面积的方法。     

变压吸附空分的吸附剂进展

介绍了沸石分子筛和碳分子筛（ＣＭＳ） 的改性情况。讨论了ＬｉＸ 和ＬｉＡｇＸ 沸石分子筛的吸附机理,对比了它们在工业应用中的优缺点;讨论了碳分子筛的制备条件对吸附性能的影响。展望了空分吸附剂的进一步发展。     

F—H—VSM模型对吸附等温线的模拟

利用重量法在常温及０－０．１ＭＰａ下,测定了氧气,氮气,甲烷气在３种碳分子筛上的吸附平衡数据。结果表明,氧气,氮气在不同碳分子筛上的吸附量非常接近,但都远小于甲烷吸附量,用Ｆ－Ｈ－ＶＳＭ模型对吸附平衡数据进行了关联,表明该模型对实验数据能够较好的拟合。     

氧气中微量氩、氮的色谱测定

建立了一种新的测定氧气中微量氩、氮的检测方法。选择炭质吸附剂ＣＮＡ５３１、ＣＮＡ２２８和分子筛ＣＮＡ１３９按最佳配比组成复合柱，室温或４５℃下，氩、氮、氧等依次在该色谱柱上流出，在高灵敏度热导气相色谱仪上检测出各自的含量。氩、氮的检测限为８×１０－６（Ｖ／Ｖ）     

环境温度对PSA过程的影响

通过实验测定了变压吸附分离专用吸附剂ＣＮＡ１３３ 、ＣＮＡ２２９ 对纯组分Ｎ２ 、ＣＨ４ 、ＣＯ、ＣＯ２ 的吸附性能。由Ｃｌａｕｓｕｉｓ Ｃｌａｐｅｒｏｎ 方程（ｌｎ ｐＴ）ｑ ＝ ＱａＲＴ根据实验数据得出吸附剂分离气体的性能随环境温度变化的规律即反映吸附量、吸附压力与温度三者之间关系的吸附方程：ｑ ＝ Г（ ｐ ,Ｔ） ,并将计算结果与实测结果进行比较,相对误差在５ ％ 以内。根据求得的吸附方程,定量化论述了温度对两种吸附剂上纯组分的吸附性能、待分离组份之间的分离因子以及有效分离因子的影响。对吸附剂ＣＮＡ１３３ ,温度的变化主要影响吸附剂的单位处理能力和ＣＯ 与Ｎ２ 的分离因子 ＫＣＯ／ Ｎ２ ,但对 ＫＣＯ／ＣＨ４ 基本无影响;对吸附剂ＣＮＡ２２９ ,温度的变化既影响吸附剂的单位处理能力,又影响分离因子 ＫＣＯ２／ＣＨ４ 和 ＫＣＯ２／Ｎ２ ;并讨论了温度对组份之间分离因子的不同程度影响的原因。     

变压吸附脱除乙烯中的CO_2和O_2

在常温、0～ 80kPa下 ,测定了C2 H4、CO2 和O2 气体在两种吸附剂上的吸附等温线和吸附速率曲线。结果表明 ,无论采用何种吸附剂 ,利用吸附平衡性质难以吸附脱除C2 H4中的CO2 和O2 ;但在炭分子筛吸附剂上 ,在吸附的最初阶段 ( 0～ 2min内 ) ,CO2 和O2 的吸附量均大于C2 H4的吸附量 ,可利用CO2 和O2 与C2 H4气体之间吸附速率的差异 ,控制较短的吸附时间 ,吸附脱除C2 H4中的CO2 和O2 ,回收C2 H4。在双塔变压吸附分离装置上 ,考察了变压吸附条件对吸附分离效果的影响。     

微波-浸渍联合改性活性炭对CS_2吸附性能的研究

以活性炭为原料,采用微波正交实验考察了微波辐射功率、辐射时间、活性炭处理量三因素微波改性活性炭对吸附CS2性能的影响;用过渡金属溶液和氨水分别浸渍微波改性后的活性炭,考察了微波-浸渍联合改性活性炭对吸附CS2的影响。实验结果表明,微波改性的最优实验条件为微波辐射功率400 W、辐射时间3 min、活性炭处理量5 g;在此条件下,微波改性后的活性炭(AC1)吸附CS2的静、动态吸附量分别为0.564,0.542 g/g;用浓度为0.005 mol/L的Fe(NO3)3溶液、0.020 mol/L的Cu(NO3)2溶液、质量分数30%的氨水分别浸渍AC1后,3种联合改性活性炭对CS2静、动态吸附量较原活性炭均有所提高,其中氨水-微波联合改性的活性炭对CS2吸附性能最好,对CS2的静、动态吸附量分别为0.587,0.572 g/g。BET,SEM,FTIR表征结果显示,活性炭改性后碱性基团的数量增多,微孔的数量增大。     

Al改性MCM-41选择性吸附脱硫机制的研究

以MCM-41分子筛为主体、AlCl3为客体,采用后嫁接法制备不同硅铝比的Al-MCM-41分子筛吸附剂;采用X射线衍射、N2吸附-脱附等表征其织构性质;采用动态吸附法,并联合气相色谱-硫化学发光检测器考察其对催化裂化汽油的吸附脱硫性能及硫化物动态变化趋势;利用氨气程序脱附法和吡啶原位吸附红外光谱法分析其吸附脱硫机制。研究结果表明:采用后嫁接法制备的Al-MCM-41分子筛中铝物种能很好地与表面硅羟基结合,并保持了良好的二维六方规则排列的孔道结构;铝物种的引入可以有效调控介孔分子筛的酸性质,其中L酸中心位数量提高较明显,同时伴有B酸中心的微弱增强;Al-MCM-41分子筛中与配位不饱和且无B酸性的铝物种有关的L酸活性中心对2,3,4-三甲基噻吩和C_4噻吩具有较强的吸附能力,进而可提高其对催化裂化汽油的吸附脱硫效果。     

多组分有机气体吸附性能与吸附剂选择性分析

实验研究了JH净化活性炭对甲苯和丙酮混合蒸气在不同温度下的吸附性能,并用DY模型与扩展的Langmuir模型进行了描述。根据扩展的Langmuir吸附等温方程和实验曲线分析了JH净化活性炭对甲苯与丙酮的吸附选择性。结果表明,扩展Langmuir模型结果优于孔填充DY模型。由于JH净化活性炭对甲苯的吸附选择性大于丙酮,因此可用于甲苯和丙酮混合气体的吸附分离,且高的吸附温度和低的进口浓度条件有利于其吸附分离。     

HY分子筛的SO2吸附性能研究

以3种不同硅铝比的HY分子筛HY-1,HY-2,HY-3为吸附剂,在小型固定床评价装置上进行SO2动态吸附试验,考察HY分子筛的SO2吸附性能,得到饱和吸附容量与分子筛硅铝比的关系。釆用BET比表面积测试、X射线衍射、X射线荧光光谱和CO2/O2程序升温脱附等分析手段对HY-1,HY-2,HY-3进行物理化学性质表征,并将表征结果与SO2动态吸附试验结果相关联。结果表明：随着硅铝比增大,HY分子筛HY-1,HY-2,HY-3的SO2穿透时间依次减短,饱和吸附容量依次减小,增大硅铝比不利于HY分子筛吸附SO2;HY分子筛的SO2饱和吸附容量与其表面碱性位含量成正比;分子筛对SO2的吸附性能与其表面氧物种和含量直接相关,随硅铝比增大,HY分子筛表面化学吸附氧含量依次降低,其化学吸附SO2的量也依次降低。     

活性炭的改性及对乙烯的吸附性

为回收高密度聚乙烯装置尾气中的烃类组份 ,经过试验 ,筛选出对烃类有良好选择吸附性能的活性炭吸附剂 ,为进一步改善活性炭的吸附性能 ,采用不同方法改性 ,改性活性炭吸附乙烯性能有显著提高 ,乙烯的平衡吸附量由3 45mmol/ g提高至 5 5mmol/g ,混合气通过吸附剂床层时乙烯的穿透时间由 2 6min延长至 42min     

分子筛用于丙炔/丙烯的高效分离

为解决传统的丙炔/丙烯分离能耗高,制约丙烯生产效率的问题,探讨了几种孔径尺寸接近的5A分子筛、4A分子筛和Silicalite 1分子筛对丙炔/丙烯的分离性能,通过吸附分离的方式,实现了高效的丙炔/丙烯分离。详细考察了5A分子筛、4A分子筛和Silicalite 1分子筛〖JP2〗在273 K和298 K下对丙炔/丙烯的单组分吸附性能,并进行了选择性计算。对5A分子筛、4A分子筛和Silicalite 1分子筛进行了模拟固定床的丙炔/丙烯(V〖DK〗(C3H4)∶V(C3H6)〖JP〗=1∶99)混合气穿透实验。结果表明,5A分子筛具有最优的分离效果。实现了基于分子筛对丙炔/丙烯的高效分离,为分子筛在低碳烃的分离应用提供了新的方向。     

吸附法脱除乙烯中少量氧气的吸附剂研究

采用重量法在电子天平上研究了Ｃ２Ｈ４和Ｏ２单组份在５Ａ、１３Ｘ、丝光沸石和碳分子筛等不同吸附剂上的吸附平衡性质和扩散动力学性质。结果表明，在沸石类吸附剂上，Ｃ２Ｈ４的平衡吸附量远大于Ｏ２的平衡吸附量，Ｃ２Ｈ４的吸附扩散速率也大于Ｏ２的扩散速率；在碳分子筛吸附剂上Ｃ２Ｈ４的平衡吸附量大于Ｏ２的平衡吸附量，但Ｏ２的吸附扩散速率远大于Ｃ２Ｈ４的扩散速率，其扩散系数是Ｃ２Ｈ４的２３９倍。单柱评价结果表明，Ｃ２Ｈ４－Ｏ２混合组份通过该碳分子筛吸附剂时，Ｏ２的破点时间长，Ｃ２Ｈ４的纯度可达１００％。加压有利于选择吸附Ｏ２，而且加压吸附、常压脱附再生性能好。该碳分子筛是脱除高浓度乙烯中少量氧气的理想吸附剂。     

系列烷基芳基磺酸盐在大庆油砂上的吸附性能

利用静态吸附实验法研究了实验室自制的3种高纯度烷基芳基磺酸盐在大庆油砂上的吸附规律,并考察了吸附时间,温度,磺酸盐、盐、碱及醇含量对磺酸盐吸附量的影响。结果表明,磺酸盐在油砂上的吸附量随着其质量浓度和相对分子质量的增大逐渐增加,然后趋于平稳,随着温度和醇体积分数的降低、盐和碱浓度的增加而增大。吸附热力学研究表明,烷基芳基磺酸盐在油砂上的吸附等温线服从Langmuir等温吸附方程,计算得到的各参数均能很好地反映磺酸盐在油砂上的吸附特征;吸附动力学研究表明,Elovich方程能够更好地描述磺酸盐在油砂表面吸附量随时间的变化。