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3A分子筛、活性氧化铝-乙烯裂解气脱水干燥剂

3A分子筛、活性氧化铝-乙烯裂解气脱水干燥剂

3A分子筛、活性氧化铝-乙烯裂解气脱水干燥剂

乙烯装置中裂解气、氢气、碳二和碳三馏分的含水量不高,但要求脱水后物料的干燥度很高,均采用3A分子筛或活性氧化铝为干燥剂的吸附法进行干燥。

干燥剂

堆积密度

g/cm3

比表面积

m2/g

孔容

cm3/g

平均孔径

nm

抗压强度

N/颗

静态水吸附,%

相对湿度

20%

相对湿度50%

相对湿度20%

3A分子筛

0.68~0.75

≥600

-

8

在2~52之间

≥85

(φ3~5mm)

21

21

21

活性氧化铝

0.67~0.73

≥300

≥0.4

3

≥100

(φ3~5mm)

9

17

60

比表面积采用BET氮吸附法.

上图是活性氧化铝和3A分子筛吸附水分的等温吸附曲线和等压吸附曲线。分子筛是典型的平缓接近饱和值的郞格谬尔型等温吸附曲线,在相对温度达20%以上时,其平衡吸附量接近饱和值。但即使在很低的相对温度之下,仍具有较大的吸附能力。而活性氧化铝的吸附容量随相对湿度变化而变化很大,在相对湿度超过60%时,其吸附容量高于分子筛。随着相对湿度的降低,其吸附容量远低于分子筛。由等压曲线可见,在低于100℃的范围内,分子筛吸附容量受温度的影响较小,而活性氧化铝的吸附量受温度的影响较大.

3A分子筛是离子型极性吸附剂,对极性分子特别是水有极大的亲和力,易于吸附;而对于H2、CH4和碳三以上烃类均不易吸附。因而用于裂解气和烃类干燥时,不仅烃的损失少,也可减少高温再生时形成聚合物或结焦而使吸附剂吸附性能劣化。相反,活性氧化铝可吸附碳四不饱和烃,不仅造成碳四烯烃损失,影响操作周期,而且再生时易形成聚合物或结焦而使吸附剂性能恶化。

下图是裂解气干燥时,经多次干燥后吸附剂性能的劣化情况。3A分子筛劣化的主要原因是由于细孔内钾离子的入口被堵塞所致,循环初期劣化速度较快,以后慢慢趋向一个定值。其劣化度约为初始吸附量的30%左右。较活性氧化铝为优。目前,裂解气干燥脱水均采用3A分子筛,而氢气、碳二和碳三馏分脱水时,则3A分子筛与活性氧化铝均有采用。

乙烯装置正常操作中均以深冷分离所得甲烷馏分为再生气,其露点在-70℃以下,按

此,再生温度为200~220℃,裂解气的干燥度最低可达-96℃~102℃之间。

在乙烯装置开工运行中,当甲烷馏分尚未合格时,不宜用甲烷作为再生气。此时,一般用氮气进行再生。为节省氮气用量,一些装置使用燃料气压缩机使氮气循环使用。在这种情况下,氮气露点在14~20℃之间(在0.35Mpa和38~40℃之下的饱和水量)。显然,当再生温度达200℃以上,其干燥度仍可达到-70℃露点的要求。此外,在乙烯装置试运转期间进行系统干燥时,一般用干燥器出口空气再生,此时可以达到较高的干燥度。

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