Suskystintų naftos dujų (SND) rafinavimo procese drėgmės pašalinimas yra pagrindinė jungtis, užtikrinanti produkto kokybę ir proceso saugumą. Tradicinius sausumos išdalinimus riboja adsorbcijos gebėjimai ir regeneracijos rezultatai, todėl sunku patenkinti šiuolaikinės naftos chemijos pramonės poreikius, kad būtų galima naudoti mažą rasos tašką ir ilgą ciklo veikimą. Su unikalia porų struktūra ir paviršiaus cheminėmis savybėmis,13x molekulinis sietasSNG džiovinimo srityje tapo novatoriška medžiaga, o jos techniniai pranašumai buvo visiškai patikrinti pramonės srityse.
Natrio tipo molekulinių sietų pagrindų struktūros ir vandens absorbcijos mechanizmo analizė
13x molekulinis sietas priklauso natrio tipo X tipo molekuliniam sietui (Nax), o jo kristalų struktūra susidaro silicio-deguonies tetrahedrono ir aliuminio-deguonies tetrazedrono dalijantis deguonies atomais, kad sudarytų trijų matmenų rėmus. Natrio jonai (Na⁺) rėmuose palaiko struktūrinį stabilumą per elektrostatinį veikimą, tuo pačiu sudarydami vienodas poras, kurių skersmuo yra apie 10Å. Vandens molekulių poliškumas leidžia lengvai suformuoti hidrataciją natrio jonais. Eksperimentiniai duomenys rodo, kad esant 25 laipsnių ir santykiniam 50%drėgmei, statinis 13x molekulinio sieto vandens adsorbcija gali siekti daugiau nei 26,5Wt%, o tai yra žymiai geresnė nei 3A molekulinio sieto (20WT%) ir 4A molekulinio sieto (22WT%).
Vandens molekulių adsorbcija 13x molekulinio sieto porose pateikia daugiapakopę adsorbcijos charakteristikos:
Silpna adsorbcija: vandenilio jungtys susidaro tarp hidroksilo grupių ant porų paviršiaus ir vandens molekulių, o adsorbcijos energija yra apie 49,5 kj\/mol;
Stipri adsorbcija: dominuoja natrio jonų hidratacija, o adsorbcijos energija pasiekia 80-100 kJ\/mol;
Bendras adsorbcijos efektas: vandenilio sulfidas (H₂s) ir anglies dioksidas (CO₂) SND gali būti adsorbuojamas tuo pačiu metu, kad būtų galima giliai valyti.
13x molekulinio sieto proceso pranašumai džiovinant SND
1. Efektyvus dehidratacijos našumas
Faktinis naftos chemijos įmonės pritaikymas rodo, kad SND džiovinimo bokštas, naudojant 13x molekulinį sietą, gali sumažinti neapdorotų dujų kiekį nuo 150ppm iki mažesnio nei 5ppm, o rasos taško temperatūra yra stabiliai kontroliuojama žemiau -70} laipsnio. Jo adsorbcijos kinetinės charakteristikos rodo, kad desorbcijos kiekis per pirmąsias 5 minutes sudaro 65% viso vandens, o 90% dehidratacijos užduoties baigta per 30 minučių, o tai yra žymiai geresnė nei 2- valandos valandos pusiausvyros laikas, kai aktyvuotos aliuminės oksido.
2. Anti-Tollution ir ilgalaikis veikimas
13x molekulinio sieto gniuždymo stipris pasiekia 8 0 n\/daleles, o dilimo greitis yra mažesnis arba lygus 0. 1Wt%. Jis gali stabiliai veikti daugiau nei 3 metus SND didelės spartos skysčio sluoksnyje. Po to, kai tam tikras prietaisas važiavo 20 iš eilės vandens absorbcijos dezorbcijos ciklų, pusiausvyros adsorbcijos kiekis sumažėjo tik 12%. Po jonų armatūros apdorojimo 0,5 mol\/L natrio chlorido tirpalu, ciklo stabilumas padidėjo 30%.
3. Gradiento regeneravimo proceso optimizavimas
Atsižvelgiant į 13x molekulinio sieto analitines charakteristikas, pramoninėje praktikoje priimamas kintamas temperatūros kintamojo slėgio kombinuotas regeneracijos būdas:
Pirmasis etapas: 180 laipsnių, pagrindinio vandens atmosferos slėgio desorbcija, desorbcijos greitis 85%;
Antrasis etapas: 150 laipsnių, 5 kPa vakuuminis liekamojo vandens gydymas, bendras desorbcijos laikas sutrumpėjo 40%.
Šis procesas sumažina garų vartojimą 28%, o regeneracijos ciklas suspaudžiamas nuo 24 valandų iki 14,4 valandos.
Pramonės taikymo atvejai ir ekonominė nauda
1 atvejis: SND desulfurizacijos blokas
Naftos perdirbimo įmonė SND desulfurizacijos procesui taiko 13x molekulinį sietą. Esant 800 ppm ir 120 ppm vandens kiekiui, esant H₂S kiekiui, išėjimo dalis sumažėja iki žemiau 5ppm, o vandens kiekis yra stabilus 3ppm. Po įrangos transformacijos kasmetinis molekulinių sietų suvartojimas sumažėja 40%, o džiovinimo bokšto regeneracijos energijos suvartojimas sumažėja 35%.
2 atvejis: kriogeninis oro atskyrimas Žaliųjų dujų gryninimas
Oro atskyrimo skyriuje 13x molekulinė sieta pašalina angliavandenilius, tokius kaip H₂O, CO₂ ir C₃H₆, tuo pačiu metu tuo pačiu metu padidindami neapdorotų dujų grynumą iki 99,999%. Palyginti su 3A\/4A molekulinių sietų serijos procesu, investicijos į įrangą sumažėja 25%, o veikimo lankstumas padidėja 40%.
13x molekulinis sietas tapo pagrindine SND džiovinimo srities technologija dėl puikios adsorbcijos efektyvumo ir proceso pritaikomumo. Nuolat, naudojant medžiagų modifikavimo ir proceso integracijos naujoves, ši technologija vaidins didesnį vaidmenį švarios energijos ir pramoninio žemo karbonizacijos procese.