ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Трубопроводы высокого давления в производстве растворенного ацетилена из "Техника безопасности при производстве ацетилена" Ряд твердых сорбентов, обладающих гидрофильными свойствами (силикагель, алюмогель, синтетические цеолиты и др.), способны обратимо адсорбировать водяной пар и углеводородные газы. Количества адсорбированного водяного пара и газа зависят от удельной поверхности, структуры и объема пор адсорбента, от парциального давления водяного пара, а также от свойств и температуры осушаемого газа. [c.124] Силикагели представляют собой продукт обезвоживания геля кремниевой кислоты. В зависимости от условий синтеза получают адсорбенты с различными параметрами пористой структуры. Свойства получаемых силикагелей зависят такн е от вида и количества вводимых в них активирующих добавок. [c.125] По параметрам пористой структуры и некоторым другим показателям алюмогель (не полностью дегидратированная высокодисперсная гидроокись алюминия) во многом аналогичен мелкопористым силикагелям. Согласно ТУ 68—53, технический алюмогель характеризуется следующими показателями содержание AI2O3 — 92% насыпная масса 350—850 кг/м . Теплоту адсорбции паров воды на алюмогелях моншо принять равной теплоте адсорбции на силикагелях, т. е. 2500 кДж/кг (—600 ккал/кг). [c.125] Для осушки газов широко применяют синтетические цеолиты (молекулярные сита), представляющие собой высокоэффективные алюмосиликатные адсорбенты. [c.125] Для уменьшения гидравлического сопротивления адсорбенты приготовляют в виде гранул и шариков. Количество влаги, поглощаемой адсорбентом в равновесных условиях, обычно называют равновесной статической влагоемкостью. При движении газового потока через слой адсорбента последний поглощает меньше влаги, чем может поглотить в статических условиях. Эта величина называется динамической влагоемкостью. Мелкопористый силикагель при относительной влажности газа 75%, температуре газа 26 °С и точке росы на выходе —45 °С имеет динамическую влаго-емкость 19—21%, т. е. 1 кг силикагеля поглощает в этих условиях 190—210 г влаги. [c.125] Как и в каждом случае массообмена, скорость адсорбции паров воды на твердом адсорбенте пропорциональна разности между фактической концентрацией водяного пара в потоке газа и концентрацией, соответствующей равновесию на поверхности твердой фазы. Скорость массообмена зависит также от ряда других факторов скорости прохождения влажности газа через слой адсорбента, геометрических размеров слоя и его фракционного состава, а также от температуры газового потока. При осушке сорбентами может быть достигнута точка росы (—60)—(—70) °С. [c.126] При производстве растворенного ацетилена столь тщательная осушка не является необходимой, поскольку ацетон и пористая масса содержат некоторое количество влаги. Однако применение сорбентов для осушки позволяет предотвратить образование больших полых объемов, заполненных сжатым ацетиленом, которые образуются при осушке хлористым кальцием. Слой твердого сорбента является огнепреградителем (см. с. 148). [c.126] Кислотный характер поверхности сорбентов благоприятствует полимеризации ненасьпценных углеводородов. При определенных условиях ОН-группы на поверхности силикагеля могут взаимодействовать с газообразными молекулами с отщеплением водорода или проявлять противодопорную функцию. При этом происходит лишь частичная протонизация водорода, что можно рассматривать как проявление кислотной природы ОН-групп. Практически кислотность силикагеля во многом зависит от содержания в нем примесей, например алюминия или железа, поскольку алюмо-кремниевая и железокремниевая кислоты являются более сильными, чем кремниевая. Кроме того, в процессе приготовления силикагель может захватывать и прочно удерживать то или иное количество минеральной кислоты. [c.127] Установлено, что при первоначальном контакте ацетилена с силикагелем в колонке диаметром 40 мм температура выходящего ацетилена повышается на 50 °С, хотя колонка не теплоизолирована [8.3], и что при регенерации сорбента горячим азотом образуются липкие продукты полимеризации, которые накапливаются в трубопроводах. В работе [8.5] установлено, что на исследуемом образце силикагеля при 25 °С и давлении 100 кПа (1 ат) адсорбируется 4,7% (масс.) ацетилена. Под давлением до 2,5 МПа (25 ат) количество адсорбируемого ацетилена может возрасти примерно в три раза. [c.127] Низкотемпературный механизм смолообразования на силикагеле представляет собой поликонденсацию ацетилена. Эти процессы протекают параллельно и включают в себя стадии дегидрогенизации и деметанизации. Для определения условий полимеризации ацетилена при осушке сорбентами и их регенерации был испытан силикагель марок KGK и КСМ, алюмогель и цеолит типа NaX [8.6]. После 15 циклов зерна силикагелей (особенно марки КСМ) приобрели черную окраску, В случае алюмогеля и цеолита NaX почти никакого потемнения не наблюдалось после такого же числа циклов. Для торможения процесса полимеризации непредельных углеводородов на силикагеле при осушке и регенерации предложено обрабатывать его различными веществами щелочного характера. Пропитка силикагеля марки КСМ 0,5—1%-ным раствором бикарбоната натрия с последующим высушиванием позволяет в значительной мере предотвратить полимеризацию ацетилена. Пропитка раствором соды практически не приводит к снижению динамической влагоемкости силикагеля. Существенным недостатком силикагеля является его склонность к измельчению, вызываемому растрескиванием при попадании на него капель влаги. Потоком газа измельченный силикагель может уноситься из осушителя. [c.127] Поскольку каналы цеолита однородны по размеру, в них хорошо адсорбируются только те молекулы, которые могут проникнуть в эти каналы. Наложение полей противоположных стенок узких каналов цеолитов приводит к резкому повышению адсорбционного потенциала, что обусловливает значительную адсорбционную емкость при повышенных температурах. Так как цеолиты являются полярными сорбентами, они обладают большим сродством к полярным молекулам, особенно к воде. [c.128] В последние годы для осушки газов стали применять установки, в которых регенерация адсорбента достигается только изменением давления. Процессы такого типа получили название короткоцикловой безнагревной адсорбции. [c.128] Короткоцикловые установки безнагревной адсорбции компактны, малогабаритны и экономически эффективны. Они особенно пригодны в тех случаях, когда применение повышенных температур нежелательно по соображениям техники безопасности, как, например, при производстве ацетилена. [c.129] Наличие обратного потока газа (потока после регенерации адсорбента) не является принципиальным недостатком метода, так как в случае осушки газов более ценных, чем воздух (например, ацетилена), можно повторно компримировать этот поток и присоединять его к газу, поступающему на осушку [8.8]. [c.129] Безнагревные установки адсорбции требуют очень надежной и быстродействующей системы управления потоками. Фирма АГА (Швеция) применила этот способ осушки в установке для компримирования 250 м ацетилена в ч (при нормальных условиях). Автоматическое переключение осушителей происходит каждые 10 мин на регенерацию направляется 25 м ацетилена в ч. Давление на входе в осушительную установку составляет 2,6 МПа (26 ат) в качестве осушителя применяют цеолит остаточное влагосодержание равно 0,1 г/м (при нормальных условиях). [c.129] Компримированный ацетилен, поступающий на осушку, содержит пары масла. Попадание паров масла в баллоны весьма нежелательно, так как это приводит к засорению пористой массы и снижению газовбираемости. В работе [8.9] описаны результаты систематического исследования статической активности различных сорбентов по отношению к парам масла. Установлено, что максимальную емкость по парам масла имеют следующие сорбенты уголь КАД, силикагель АСМ и алюмогель, которые при концентрации масла 10 мг/м (при нормальных условиях) имели емкость 2,8 5,7 и 2,9% (масс.) соответственно. Применение сорбционной осушки дает возможность в значительной мере предотвратить поступление масла в ба.члоны. [c.129] Вернуться к основной статье