Στη διαδικασία διύλισης του υγροποιημένου πετρελαίου (LPG), η απομάκρυνση της υγρασίας είναι ο βασικός σύνδεσμος για να εξασφαλιστεί η ποιότητα των προϊόντων και η ασφάλεια των διαδικασιών. Τα παραδοσιακά αποξηραμένα περιορίζονται από την ικανότητα προσρόφησης και την απόδοση της αναγέννησης και είναι δύσκολο να ικανοποιηθούν οι ανάγκες της σύγχρονης πετροχημικής βιομηχανίας για τη χαμηλή λειτουργία και τη λειτουργία μεγάλου κύκλου. Με τη μοναδική δομή των πόρων και τις χημικές ιδιότητες της επιφάνειας,13x μοριακό κόσκινοέχει γίνει ένα καινοτόμο υλικό στον τομέα της ξήρανσης LPG και τα τεχνικά του πλεονεκτήματα έχουν επαληθευτεί πλήρως σε βιομηχανικές εφαρμογές.
Ανάλυση της δομής του πλαισίου και του μηχανισμού απορρόφησης νερού των μοριακών πεδίων τύπου νατρίου
Το 13x μοριακό κόσκινο ανήκει στο μοριακό κόσκινο τύπου Χ (NAX) τύπου Χ (NAX), και η κρυσταλλική του δομή σχηματίζεται από τετράχρονα οξυγόνου-οξυγόνου και τετραήμερο αλουμινίου-οξυγόνου μέσω της κοινής χρήσης ατόμων οξυγόνου για να σχηματίσει ένα τρισδιάστατο πλαίσιο. Τα ιόντα νατρίου (Na⁺) στο πλαίσιο διατηρούν τη δομική σταθερότητα μέσω της ηλεκτροστατικής δράσης, ενώ σχηματίζουν ομοιόμορφους πόρους με διάμετρο περίπου 10Α. Η πολικότητα των μορίων του νερού καθιστά εύκολη τη σχηματισμό ενυδάτωσης με ιόντα νατρίου. Τα πειραματικά δεδομένα δείχνουν ότι σε 25 μοίρες και σχετική υγρασία 50%, η στατική προσρόφηση νερού από μοριακό κόσκινο 13x μπορεί να φτάσει πάνω από 26,5wt%, το οποίο είναι σημαντικά καλύτερο από το 3Α μοριακό κόσκινο (20WT%) και το μοριακό κόσκινο 4Α (22WT%).
Η προσρόφηση των μορίων νερού στους πόρους του 13x μοριακού κόσκινου παρουσιάζει χαρακτηριστικά προσρόφησης πολλαπλών επιπέδων:
Αδύναμη προσρόφηση: Οι δεσμοί υδρογόνου σχηματίζονται μεταξύ των ομάδων υδροξυλίου στην επιφάνεια των πόρων και των μορίων νερού και η ενέργεια προσρόφησης είναι περίπου 49,5kJ\/mol.
Ισχυρή προσρόφηση: Η ενυδάτωση ιόντων νατρίου είναι κυρίαρχη και η ενέργεια προσρόφησης φτάνει 80-100 kJ\/mol;
Επίδραση συν-προσρόφησης: Το υδρόθειο (H₂S) και το διοξείδιο του άνθρακα (CO₂) σε LPG μπορούν να προσροφηθούν ταυτόχρονα για να επιτευχθεί βαθύ καθαρισμός.
Πλεονεκτήματα διεργασιών 13x μοριακό κόσκινο σε ξήρανση LPG
1. Αποτελεσματική απόδοση αφυδάτωσης
Η πραγματική εφαρμογή μιας πετροχημικής επιχείρησης δείχνει ότι ο πύργος ξήρανσης LPG που χρησιμοποιεί μοριακό κόσκινο 13x μπορεί να μειώσει την περιεκτικότητα σε νερό του ακατέργαστου αερίου από 150ppm σε κάτω από 5ppm και η θερμοκρασία σημείου δρόσου ελέγχεται σταθερά κάτω από το βαθμό -70. Τα κινητικά χαρακτηριστικά της προσρόφησης δείχνουν ότι η ποσότητα εκρόφησης στα πρώτα 5 λεπτά αντιπροσωπεύει το 65% του συνολικού νερού και το 90% της εργασίας αφυδάτωσης ολοκληρώνεται εντός 30 λεπτών, κάτι που είναι σημαντικά καλύτερο από το χρόνο ισορροπίας 2-.
2.
Η αντοχή συμπίεσης του 13x μοριακού κόσκινου φθάνει 8 0 n\/σωματιδίου και ο ρυθμός τριβής είναι μικρότερος ή ίσος με 0. 1Wt%. Μπορεί να λειτουργήσει σταθερά για περισσότερα από 3 χρόνια στο ρευστοποιημένο κρεβάτι υψηλής ταχύτητας LPG. Μετά από μια συγκεκριμένη συσκευή για 20 διαδοχικούς κύκλους απορρόφησης νερού, η ποσότητα προσρόφησης ισορροπίας μειώθηκε μόνο κατά 12%. Μετά τη θεραπεία ενίσχυσης ιόντων με διάλυμα χλωριούχου νατρίου 0,5mol\/L, η σταθερότητα του κύκλου αυξήθηκε κατά 30%.
3. Βελτιστοποίηση διαδικασίας αναγέννησης κλίσης
Λαμβάνοντας υπόψη τα αναλυτικά χαρακτηριστικά του 13x μοριακού κόσκινου, υιοθετείται μια μεταβλητή θερμοκρασία μεταβλητή πίεση που συνδυάζεται με τη βιομηχανική πρακτική:
Το πρώτο στάδιο: 180 μοίρες, εκρόφηση ατμοσφαιρικής πίεσης του κύριου νερού, ρυθμός εκρόφησης 85%.
Το δεύτερο στάδιο: 150 μοίρες, 5kpa θεραπεία κενού του υπολειμματικού νερού, ο συνολικός χρόνος εκρόφησης μειώνεται κατά 40%.
Αυτή η διαδικασία μειώνει την κατανάλωση ατμού κατά 28%και ο κύκλος αναγέννησης συμπιέζεται από 24 ώρες σε 14,4 ώρες.
Περιπτώσεις βιομηχανικών εφαρμογών και οικονομικά οφέλη
Περίπτωση 1: Μονάδα Desulfurization LPG
Ένα διυλιστήριο εφαρμόζει 13x μοριακό κόσκινο στη διαδικασία αποταμίευσης LPG. Κάτω από τις συνθήκες της περιεκτικότητας σε εισόδου H₂S των 800ppm και της περιεκτικότητας σε νερό των 120ppm, η έξοδος H₂S πέφτει κάτω από 5ppm και η περιεκτικότητα σε νερό είναι σταθερή στα 3ppm. Μετά τον μετασχηματισμό του εξοπλισμού, η ετήσια κατανάλωση μοριακών κόστη μειώνεται κατά 40%και η κατανάλωση ενέργειας της αναγέννησης του πύργου ξήρανσης μειώνεται κατά 35%.
Περίπτωση 2: Κρυογονικός διαχωρισμός αέρα ακατέργαστου καθαρισμού αερίου
Στη μονάδα διαχωρισμού του αέρα, το μοριακό κόσκινο 13x αφαιρεί υδρογονάνθρακες όπως H₂O, Co₂ και C₃H₆ από το LPG ταυτόχρονα, αυξάνοντας την καθαρότητα του ακατέργαστου αερίου στο 99,999%. Σε σύγκριση με τη διαδικασία σειράς μοριακής κόστικης σειράς 3A\/4A, η επένδυση εξοπλισμού μειώνεται κατά 25% και η λειτουργική ευελιξία αυξάνεται κατά 40%.
Το 13x μοριακό κόσκινο έχει γίνει η βασική τεχνολογία στον τομέα της ξήρανσης LPG λόγω της εξαιρετικής απόδοσης προσρόφησης και προσαρμοστικότητας της διαδικασίας. Με τη συνεχή καινοτομία της υλικής τροποποίησης και της ολοκλήρωσης της διαδικασίας, αυτή η τεχνολογία θα διαδραματίσει μεγαλύτερο ρόλο στη διαδικασία της καθαρής ενέργειας και της βιομηχανικής χαμηλής άνθρακα.