ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Особенности адсорбционного способа разделения газовых смесей из "Переработка и использование газа" Адсорбционный метод разделения газовых смесей основан на избирательном поглощении углеводородов твердыми сорбентами, хорошо поглощающими (адсорбирующими) высшие углеводороды и практически не адсорбирующими основной разбавляющий компонент — метан. Величина адсорбции газа или паров зависит от природы поглощающего вещества (адсорбента) и поглощаемого вещества (адсорбтива), величины удельной поверхности и структуры пор адсорбента, парциального давления поглощаемых паров или газов и температуры. [c.148] В качестве адсорбентов применяют пористые вещества с большой внутренней поверхностью пор, такие, как активированный уголь и силикагель. [c.148] Так как активированный уголь имеет значительно большую поглотительную способность, чем абсорбционные масла, его целесообразно применять при разделении тощих газов или в случае, когда необходимо глубокое извлечение низкокипящих углеводородов, например для доулавливания после маслоабсорбционной установки этана или пропана. [c.148] Процессы рекуперации паров углеводородов, содержащихся в газе, основаны на избирательных свойствах адсорбентов, хорошо поглощающих пары, присутствующие в парогазовой смеси, и практически не затрагивающих газ-разбавитель. [c.149] Явление избирательной адсорбции было открыто в 1903 г. и в дальнейшем развито в классическом труде Хромофилы в растительном мире русским ученым М. С. Цветом, который заложил основы хроматографии [6]. [c.149] Льюис с сотрудниками исследовали адсорбционную способность активированных углей и силикагелей различных марок и адсорбционное равновесие пропан-пропиленовой, этилен-ацетиленовой и некоторых других углеводородных смесей [7, 8, 9]. В результате этих исследований было сделано несколько практически важных выводов 1) адсорбционная способность по углеводородам активированных углей больше, чем силикагелей 2) если необходимо разделить углеводороды, различающиеся по своей структуре и полярности, то предпочтительнее применять силикагель вследствие лучших избирательных свойст наоборот, чтобы разделить компоненты смеси, одинаковые по своей структуре, но различающиеся по молекулярному весу, нужно применять уголь. [c.149] Для выяснения возможности разделения нронан-бутановой смеси на основе избирательной адсорбции во ВНИИгазе была экспериментально изучена зависимость состава адсорбированной фазы от соотношения этих компонентов в газовой фазе. В качестве адсорбента была применена фракция промышленного активированного угля АГ-2 с частицами размером от 0,4 до 1 мм. [c.150] В табл. 16 приведены результаты опытов по изучению адсорбционного равновесия пропан-бутановой смеси при 20 и 100° С, а на рис. 70 показаны кривые адсорбционного равновесия. [c.150] Коэффициент разделяющей способности не является величиной постоянной при любых соотношениях компонентов и может быть принят как предварительный показатель разделяющей способности адсорбента по бинарной углеводородной смеси нри одном строго определенном соотношении компонентов. В качестве стандартного соотношения компонентов может быть для простоты предложено соотношение 1 1 в газовой фазе. [c.150] Коэффициент разделяющей способности несколько уменьшается с увеличением температуры. Так, для четырех точек кривой адсорбционного равновесия средняя арифметическая величина коэффициента разделяющей способности составляет 4,37 при 20° С п 3,95 при 100° С. [c.150] Каждому соотношению компонентов Сз—С4 в газовой фазе соответствует определенный равновесный состав адсорбированной фазы. [c.150] Сравнение кривых адсорбционного равновесия, полученных при 20 и 100° С (см. рис. 70), показывает, что в отличие от адсорбционной способности, сильно снижающейся нри повышении температуры, состав адсорбированной фазы при одинаковом составе газовой фазы незначительно меняется даже в большом интервале температур. [c.150] Построение кривых адсорбционного равновесия позволило изучить зависимость адсорбционной способности угля от состава смеси в адсорбированной фазе. Анализ кривых, построенных при температурах 20 и 100° С (рис. 71), показывает, что для углеводородных компонентов одного гомологического ряда адсорбционная способность почти линейно меняется с изменением состава адсорбционной фазы и может быть рассчитана как аддитивная функция состава адсорбированной фазы при постоянном общем давлении. [c.151] Зависимость адсорбционной способности угля от состава пропан-бутапово11 смеси в адсорбционной фазе. [c.151] Зависимость / = ф (Ке) может быть использована для расчета перепада давления при любых вязкостях, плотности, скорости газового потока, зернения адсорбента и высоты его слоя при условии постоянного свободного объема насадки, причем под свободным объемом в случае пористых тел понимается свободный объем между зернами, исключая свободный объем порового пространства. При движении насадки по колонне свободный объем может изменяться. [c.152] Здесь е — доля свободного пространства между гранулами. [c.152] Поверхность единицы объема определяется из средних геометрических размеров гранул (как отношение удельной поверхности а к объему V гранулы). [c.152] Характеристика частиц активированных углей приведена в табл. 17. [c.152] Исследование гидравлического сопротивления при прохождении потоков различных газов (СО2, СН4, Н2, N2) через слой промышленных активированных углей позволило вычислить коэффициенты сопротивления / и числа Рейнольдса Ке [11]. [c.153] Вернуться к основной статье