乙烯和丙烯在活性炭上的吸附平衡.pdf

1、乙烯和丙烯都是重要的化工原料。研究丙烯和乙烯的分離對(duì)于有效利用煉廠干氣有重要意義。本文選擇合適的活性炭吸附劑，測定了乙烯丙烯單組分和雙組分的吸附平衡數(shù)據(jù)并考察吸附分離效果。檢驗(yàn)了現(xiàn)有多組分吸附平衡模型對(duì)乙烯-丙烯在活性炭上吸附的預(yù)測效果。為吸附分離法分離丙烯和乙烯提供了寶貴的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
　　 測定了15種不同材質(zhì)和產(chǎn)地活性炭的比表面積、孔容、平均孔徑和微孔體積等物性參數(shù)。用動(dòng)態(tài)穿透法測定了101.3kPa，313K下，單組分乙烯

2、與單組分丙烯在15種活性炭上的吸附量。不同活性炭對(duì)乙烯和丙烯的吸附量差別很大。丙烯吸附量最小為1.593mmol·g-1，最大為4.528mmol·g-1。乙烯吸附量最小為1.430mmol·g-1，最大為3.100mmol·g-1。R程序相關(guān)性統(tǒng)計(jì)分析表明，BET比表面積和微孔孔容是影響丙烯和乙烯吸附量的最重要因素。對(duì)篩選分離乙烯丙烯的吸附劑具有一定的參考價(jià)值。
　　 采用自制動(dòng)態(tài)法裝置測定了單組分乙烯與單組分丙烯，在101.

3、3kPa，298K～373K，在AC-4活性炭上的吸附等壓線。在相同吸附壓力條件下，乙烯和丙烯的吸附量隨著溫度的升高而下降。在298K～360K溫度范圍，乙烯吸附量從2.780mmol·g-1下降到1.257mmol·g-1，丙烯吸附量從4.271mmol·g-1下降到2.361mmol·g-1；用靜態(tài)法氣體吸附儀，測定了在吸附壓力為0.60kPa～100.00kPa，吸附溫度分別為298K,313K和353K，單組分乙烯與單組分丙烯在

4、AC-4活性炭上的吸附等溫線。Freundlich、Langmuir-Freundlich和Toth方程對(duì)吸附平衡數(shù)據(jù)擬合效果較好。
　　 配制了10組不同濃度的乙烯丙烯混合氣。采用自制動(dòng)態(tài)法裝置，測定了吸附總壓分別為0.1MPa和0.5MPa，吸附溫度分別為298K、313K和353K時(shí)，不同配比混合氣在AC-4活性炭上的穿透曲線。根據(jù)穿透曲線計(jì)算得到混合氣在不同吸附條件下的吸附量和分離因子。發(fā)現(xiàn)吸附溫度升高，丙烯分離因子減小

5、。在較低溫度下進(jìn)行吸附，有利于對(duì)丙烯的分離。對(duì)本實(shí)驗(yàn)吸附動(dòng)力學(xué)進(jìn)行了初步探索，氣體吸附有效擴(kuò)散系數(shù)De為9.9998×10-10m2·s-1。為工業(yè)吸附分離流程設(shè)計(jì)提供了必要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
　　 采用擴(kuò)展的Langmuir模型(E-L)，Laden-Ratio Correlation模型(LRC)，理想溶液模型(IAST)（包括IAST-F和IAST-L）和空位溶液模型(VSM)預(yù)測乙烯-丙烯混合氣在活性炭上的吸附平衡，并與實(shí)際實(shí)