ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Разделение на основе избирательности адсорбции ароматических углеводородов из "Основы адсорбционной техники" Ароматические углеводороды имеют достаточно высокие критические диаметры молекул (выше 6,0 А), вследствие чего не сорбируются цеолитами СаА н поэтому их выделение из смеси с углеводородами других классов (например, нормальными парафинами) может быть осуществлено па основе молекулярно-ситового эффекта. В этом случае ароматические углеводороды, молекулы которых не могут проникнуть через окна цеолитов в адсорбционные полости, остаются в фильтрате, а адсорбированная фаза содержит концентрат нормальных парафинов 37]. [c.359] Напротив, в тех случаях, когда входные окна достаточно широки, чтобы сделать возможным вход молекул в адсорбционные полости, цеолиты проявляют резко выраженную избирательность по отношению к ароматическим углеводородам. Это свойство используют как для промышленных, так и для аналитических целей. [c.359] Особое значение адсорбционный метод выделе- 30 ния ароматических углеводородов имеет для смеси углеводородов с близкими физико-химическими константами, нанример бензола и циклогексана. [c.359] Большими ресурсами циклогексана и бензола обладают газы газоконденсатных месторождений Советского Союза. Вследствие близости температур кипения бензола и циклогексана разделение их Рис. 17,17 простой ректификацией невозможно п должны быть применены специальные методы. [c.359] В отличие от обычных силикатных адсорбентов, изотермы адсорбции бензола на цеолитах NaX и СаХ поднимаются очень круто и адсорбционная способность цеолитов близка к адсорбционной способности наиболее мелконористых активных углей типа СКТ. Аналогичный характер имеют изотермы адсорбции бензола в паровой фазе при температуре 1,0 20 °С и давлении 266 Па (2 мм рт. ст.) адсорбционная способность цеолита СаХ (на 100 г) достигает 15 г, цеолита МаХ — 17,5 г. Максимальное количество сорбированного бензола при 5,3 кПа (40 мм рт. ст.) составляет соответственно 20 и 23 г. Изотермы адсорбции циклогексана на цеолитах имеют более пологий характер и лежат значительно ниже значений адсорбционной способности по бензолу при равном давлении. Так, при 20 °С и 266 Па адсорбционная способность цеолита NaX по цик-логексану составляет лишь 5 г/100 г. [c.360] Повышение температуры в адсорбере до температуры кипения бензола (80 °С) снижает адсорбционную способность по бензолу только на 20—25% даже при 150 °С цеолиты продолжают поглощать до 13 г/100 г бензола. [c.360] Кривые адсорбционного равновесия системы циклогексан — бензол на цеолите NaX (верхняя кривая)и мелкопористом силикагеле (нижняя кривая) при 80 С и нормальном давлении. [c.360] В табл. 17-6 приведены данные по совместной адсорбции смеси н-гексан — бензол на цеолите тина У. Коэффициент разделения в этой системе в заврюи-мости от условий опыта изменяется от 13 до 52. [c.361] Цеолиты типа X применяют в процессе получения растворителя пищевого масла из смеси углеводородов [41]. Ароматические углеводороды из исходного сырья извлекают сульфоланом. Затем экстракт отделяют от сульфолана в серии дистилляционных колонн. Рафинат состоит пз неароматических углеводородов с числом атомов углерода в молекуле 6—8, загрязненных сульфоланом и примесью ароматических углеводородов. Эта примесь составляет более 1%. Рафинат отмывают водой до содержания сульфолана менее 0,5%. После этого производят глубокую очистку рафината от иримеси ароматических углеводородов в слое цеолита с диаметром входных окон в адсорбционные полости более 7 А. Условия деаро-матизацпи могут изменяться в широком диапазоне температура 10—95 °С, давление 1-10 —3,5-10 Па (1—35 кгс/см ), объемная скорость 0,05—2,0 ч . [c.361] Адсорбционная установка состоит из двух попеременно работающих адсорберов. Продукты, выделяющиеся при регенерации адсорбента, пропускают через абсорбционную колонну для улавливания сульфолана в блоке экстракции и через колонну улавливания бензола в блоке дистилляции. [c.361] Широко применяется метод адсорбционной деароматизации для получения высококачественного реактивного топлива. При этом особое внимание уделяется подбору эффективного десорбента. В качестве последнего обычно применяют аммиак. Чтобы сократить расход тепла на десорбцию в технологических схемах применяют теплообмен между потоками. Одна из таких схем представлена на рис. 17.19 [42]. [c.361] Рециркулят вводят в нижнюю часть тарельчатой колонны 4, выполняющую роль не только сепаратора аммиака, но и своеобразного теплообменника. Сверху в колонну подают свежее холодное сырье. В результате теплообмена пары десорбированных углеводородов конденсируются, а сырье при этом нагревается до 80—110 С. Если свежего сырья для охлаждения десорбата недостаточно, часть выходящих из колонны углеводородов охлаждают в теплообменнике 5 и примешивают к сырью. Аммиак отводят в верхней части колонны. Подогретую таким образом смесь углеводородов направляют на деароматизацию. Колонна заменяет систему из теплообменника и сепаратора. Схема может быть использована и в других процессах адсорбционного разделения, в частности при депарафинизации нефтяных фракций цеолитом. [c.362] Применительно к деароматизации нефтяных фракций разработана схема, в которой стадии адсорбции и десорбции разбивают на два периода [43]. В первом периоде стадии адсорбции процесс ведут до проскока лучше адсорбируюш егося компонента, получая рафинат высокой чистоты. Во втором периоде получают фракцию рафината, загрязненную извлекаемым компонентом. Затем адсорбер переключают на стадию вытеснительной десорбции. В первый период стадии десорбции с помощью вытеснителя из адсорбированной фазы удаляют адсорбат. Период заканчивается до момента появления вытеснителя в выходящем потоке. Затем во второй период десорбцию вытеснителя проводят в потоке нечистой фракции рафината, полученной во втором периоде стадии адсорбции. [c.362] Выходящую из адсорбера смесь разделяют на вытеснитель и углеводороды. Процесс заканчивают, когда содержание вытеснителя в выходящем потоке достигнет 6% всего вытеснителя, поданного в адсорбер. Для того, чтобы процесс разделения был непрерывным, устанавливают не менее двух адсорберов. В качестве адсорбента применяют синтетические цеолиты типа X, в качестве вытеснителя — N Hg. [c.362] Очистка нормального гексана от примеси бензола (8%) осуществлена в периодическом адсорбере высотой 1,35 м, заполненным цеолитом СаХ, при атмосферном давлении и температуре 340 °С. [c.362] Схема установки приведена на рис. 17,20. Сырье (смесь eHg и и-СвНд4) нагревают в печи и пропускают через адсорбер 2 с цеолитом СаХ. Бензол адсорбируется цеолитами. В первый период отбирают чистый н-гексан. Его собирают в емкости 6. Во второй период адсорбционной стадии загрязненную бензолом фракцию направляют в емкость 5. Затем адсорбер переключают на стадию десорбции. В первый период стадии десорбент-аммпак из сепаратора 7 пропускают через слой цеолита в адсорбере 2 в направлении, обратном направлению потока в стадии адсорбции. [c.362] Первые порции выходящей смеси углеводородов по составу близки к исходной смеси и их из емкости 8 возвращают па разделение. Затем в сепаратор направляют смесь бензола и аммиака. Давление в сепараторе поддерживают таким, чтобы аммиак в последующем подавался в адсорбер без компрессора. Период заканчивается прежде, чем появится аммиак в выходящем потоке. Во второй период смесь бензола и н-гексана из емкости 5 с помощью насоса 4 подают в печь 3, где она нагревается и испаряется в адсорбер 2. Выходяпщй поток разделяют в сепараторе на аммиак и обогащенный бензином продукт. [c.362] Аналогичный принцип может быть также реализован в движущемся слое адсорбента. Схема потоков в этом случае приведена на рис. 17,20а. [c.362] Ароматические углеводороды с разным числом ароматических колец в молекуле по-разному адсорбируются на цеолитах СаХ и NaX это свойство Майер и Шмайенгер использовали в аналитических целях для изучения состава высоко-кипящих нефтяных фракций [44]. [c.362] Вернуться к основной статье