V procese rafinácie skvapalneného ropného plynu (LPG) je odstránenie vlhkosti základným spojením, aby sa zabezpečila kvalita produktu a bezpečnosť procesu. Tradičné vysušenia sú obmedzené adsorpčnou kapacitou a výkonom regenerácie a je ťažké uspokojiť potreby moderného petrochemického priemyslu pre nízky rosný bod a prevádzku dlhého cyklu. Vďaka svojej jedinečnej štruktúre pórov a povrchovými chemickými vlastnosťami,13x molekulárne sitosa stal inovatívnym materiálom v oblasti sušenia LPG a jeho technické výhody boli úplne overené v priemyselných aplikáciách.
Analýza rámcovej štruktúry a mechanizmu absorpcie vody v molekulárnych sitách typu sodíka
13x Molekulárne sito patrí molekulárne sito typu X typu sodíka (NAX) a jeho kryštálová štruktúra sa tvorí pomocou kremíkovo-oxygénového tetraedronu a hliníkovo-kyslíkového tetrahedronu zdieľaním atómov kyslíka za vzniku trojrozmerného rámca. Ióny sodíka (NA⁺) v rámci udržiavajú štrukturálnu stabilitu prostredníctvom elektrostatického pôsobenia, pričom tvoria rovnomerné póry s priemerom asi 10 Á. Polarita molekúl vody uľahčuje tvorbu hydratácie sodnými iónmi. Experimentálne údaje ukazujú, že pri 25 stupňoch a relatívnej vlhkosti 50%môže statická voda adsorpcia molekulárneho sita 13x dosiahnuť viac ako 26,5 týždň, čo je výrazne lepšie ako molekulárne sito 3A (20WT%) a 4A molekulárne sito (22WT%).
Adsorpcia molekúl vody v póroch 13x molekulárneho sita predstavuje viacúrovňové adsorpčné charakteristiky:
Slabá adsorpcia: Vodíkové väzby sa tvoria medzi hydroxylovými skupinami na povrchu pórov a molekulami vody a adsorpčná energia je asi 49,5 kJ\/mol;
Silná adsorpcia: Hydratácia iónov sodného je dominantná a adsorpčná energia dosahuje 80-100 kJ\/mol;
CO-adsorpčný účinok: Sulfid vodíka (H₂S) a oxid uhličitý (CO₂) v LPG môžu byť adsorbované súčasne, aby sa dosiahlo hlboké čistenie.
Spracujte výhody 13x molekulárneho sita pri sušení LPG
1. Účinný výkon dehydratácie
Skutočné uplatňovanie petrochemického podniku ukazuje, že sušiaca veža LPG pomocou 13x molekulárneho sita môže znížiť obsah vody v surovom plyne z 150 ppm do pod 5 ppm a teplota bodu rosného bodu je stabilne regulovaná pod -70. Jeho adsorpčné kinetické charakteristiky ukazujú, že množstvo desorpcie v prvých 5 minútach predstavuje 65% z celkovej vody a 90% úlohy dehydratácie je dokončené do 30 minút, čo je výrazne lepšie ako {2- hodinová rovnováha času aktivovaného hlinitého.
2. Proti znečistenie a dlhodobá prevádzka
Pevnosť tlaku 13x molekulárneho sita dosahuje 8 0 n\/častice a rýchlosť oderu je menšia alebo rovná 0. 1WT%. Môže pracovať stabilne dlhšie ako 3 roky vo vysokorýchlostnom lôžku LPG. Po spustení určitého zariadenia pre 20 po sebe idúcich cyklov absorpcie vody, rovnovážné adsorpčné množstvo sa znížilo iba o 12%. Po ošetrení zosilnenia iónov s roztokom chloridu sodného 0,5 mol\/l sa stabilita cyklu zvýšila o 30%.
3. Optimalizácia procesu regenerácie gradientu
Vzhľadom na analytické charakteristiky 13x molekulárneho sita sa v priemyselnej praxi prijíma variabilný tlak v premenlivom premennom tlaku: v priemyselnej praxi:
Prvá fáza: 180 stupňov, desorpcia atmosférického tlaku hlavnej vody, miera desorpcie 85%;
Druhá fáza: 150 stupňov, 5 kPa vákuum ošetrenia zvyškovej vody, celkový čas desorpcie skrátený o 40%.
Tento proces znižuje spotrebu pary o 28%a regeneračný cyklus je komprimovaný z 24 hodín na 14,4 hodiny.
Prípady priemyselných aplikácií a ekonomické prínosy
Prípad 1: LPG Desulfurizačná jednotka
Rafinéria aplikuje 13x molekulárne sito na proces desulfurizácie LPG. V podmienkach obsahu vstupného H₂S v 800 ppm a obsahu vody v 120 ppm sa výstupná H₂S poklesne na pod 5 ppm a obsah vody je stabilný pri 15 ppm. Po transformácii zariadenia sa ročná spotreba molekulárnych sievie zníži o 40%a spotreba energie regenerácie sušiacej veže sa zníži o 35%.
Prípad 2: Kryogénne vyčistenie plynu Surového plynu
V jednotke separácie vzduchu 13x molekulárne sito odstraňuje uhľovodíky, ako sú H₂o, CO₂ a C₃H₆ od LPG súčasne, čím sa zvyšuje čistota surového plynu na 99,999%. V porovnaní s procesom série molekulárneho sita 3A\/4A sa investícia zariadenia zníži o 25% a prevádzková flexibilita sa zvýši o 40%.
13x Molecular Sieve sa stal hlavnou technológiou v oblasti sušenia LPG kvôli jeho vynikajúcemu adsorpčnému výkonu a prispôsobivosti procesu. Vďaka nepretržitej inovácii modifikácie materiálov a integrácie procesov bude táto technológia zohrávať väčšiu úlohu v procese čistej energie a priemyselnej nízkej uhlíka.