芳烴同分異構(gòu)體模擬移動(dòng)床吸附分離性能的分子模擬和實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、模擬移動(dòng)床技術(shù)在芳烴同分異構(gòu)分離領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景,而高效的吸附劑和脫附劑是實(shí)現(xiàn)該工藝的關(guān)鍵.該文通過吸附劑的制備和表征、動(dòng)態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)研究和分子模擬計(jì)算三方面的工作,系統(tǒng)地考察了二甲苯、二氯苯和甲酚三個(gè)芳烴同分異構(gòu)體體系在FAU分子篩上的模移動(dòng)床吸附分離性能.采用對(duì)NaY分子篩進(jìn)行離子交換的方法制備了KY吸附劑,對(duì)樣品進(jìn)行火焰光度分析和X射線衍射(XRD)測(cè)試,利用衍射角2θ=20.3°位置上XRD峰強(qiáng)度、峰面積在全譜圖范圍內(nèi)的百分

2、比與鉀離子交換度的線性關(guān)系實(shí)現(xiàn)了鉀離子交換度的定量測(cè)定.分別以NaY和KY分子篩作為吸附劑,以對(duì)二乙苯、鄰二甲苯以及3-戊酮和正丁醇的混合溶液作為脫附劑,采用固定床脈沖實(shí)驗(yàn)的方法評(píng)價(jià)二甲苯、二氯苯和甲酚同分異構(gòu)體混合物的模擬移動(dòng)床吸附分離性能.結(jié)果表明,KY分子篩提高了對(duì)二甲苯和鄰二氯苯在各自體系中的吸附分離選擇性,而對(duì)于甲酚體系沒有分離效果.3-戊酮和正丁醇的混合溶液消除了甲酚體系的濃度曲線峰拖尾現(xiàn)象,其脫附作用明顯好于鄰二甲苯.在分

3、子模擬工作中,采用不同的空間群建立X和Y型分子篩骨架結(jié)構(gòu),利用能量最小化方法確定堿金屬、堿土金屬、過渡金屬及其混合離子在晶胞中的位置,分別利用QEq和軌道電負(fù)性平衡方法計(jì)算分子篩晶胞和吸附質(zhì)分子的電荷分布.在確定模擬用分子篩結(jié)構(gòu)的可靠性與準(zhǔn)確性的基礎(chǔ)上,采用MD和MM相結(jié)合的方法系統(tǒng)地計(jì)算了三個(gè)芳烴同分異構(gòu)體體系在交換有不同離子的X、Y型分子篩上的吸附構(gòu)象和吸附熱,計(jì)算結(jié)果與脈沖實(shí)驗(yàn)和文獻(xiàn)報(bào)道情況一致.同時(shí)考察了甲酚體系在全硅MFI和F