În procesul de rafinare a gazelor petroliere lichefiate (GPL), eliminarea umidității este legătura de bază pentru a asigura calitatea produsului și siguranța procesului. Desicanții tradiționali sunt limitați de capacitatea de adsorbție și performanța de regenerare și este dificil să răspundă nevoilor industriei petrochimice moderne pentru funcționarea cu un punct de rouă scăzută și cu ciclul lung. Cu structura sa unică a porilor și proprietățile chimice de suprafață,Sită moleculară 13xa devenit un material inovator în domeniul uscării GPL, iar avantajele sale tehnice au fost pe deplin verificate în aplicațiile industriale.
Analiza structurii cadru și a mecanismului de absorbție a apei a sitelor moleculare de tip sodiu
Sita moleculară 13X aparține sitei moleculare de tip X de tip sodiu (NAX), iar structura sa de cristal este formată din tetraedru de siliciu-oxigen și tetraedru de aluminiu-oxigen prin partajarea atomilor de oxigen pentru a forma un cadru tridimensional. Ionii de sodiu (NA⁺) din cadru mențin stabilitate structurală prin acțiune electrostatică, formând în același timp pori uniformi cu un diametru de aproximativ 10 Å. Polaritatea moleculelor de apă face ușor formarea hidratației cu ioni de sodiu. Datele experimentale arată că, la 25 de grade și umiditate relativă de 50%, adsorbția statică a apei de sită moleculară de 13x poate atinge mai mult de 26,5%în greutate, ceea ce este semnificativ mai bun decât 3A sită moleculară (20wt%) și 4A sită moleculară (22WT%).
Adsorbția moleculelor de apă în porii sitei moleculare de 13x prezintă caracteristici de adsorbție pe mai multe niveluri:
Adsorbție slabă: Legăturile de hidrogen sunt formate între grupările hidroxil pe suprafața porilor și moleculele de apă, iar energia de adsorbție este de aproximativ 49,5kJ\/mol;
Adsorbție puternică: hidratarea ionului de sodiu este dominantă, iar energia de adsorbție ajunge la 80-100 kj\/mol;
Efect de co-adsorbție: sulfura de hidrogen (H₂S) și dioxidul de carbon (CO₂) în GPL pot fi adsorbite simultan pentru a obține o purificare profundă.
Avantajele procesului de sită moleculară 13x în uscarea GPL
1.. Performanță eficientă de deshidratare
Aplicarea reală a unei întreprinderi petrochimice arată că turnul de uscare GPL folosind sită moleculară de 13x poate reduce conținutul de apă al gazului brut de la 150 ppm la sub 5 ppm, iar temperatura punctului de rouă este controlată în mod stabil sub gradul -70. Caracteristicile sale cinetice de adsorbție arată că cantitatea de desorbție în primele 5 minute reprezintă 65% din apa totală, iar 90% din sarcina de deshidratare este finalizată în 30 de minute, ceea ce este semnificativ mai bun decât timpul de echilibru 2- ore de echilibru activat.
2. Anti-poluarea și funcționarea pe termen lung
Rezistența la compresiune a sităi moleculare 13x atinge 8 0 n\/particulă, iar rata de abraziune este mai mică sau egală cu 0. 1Wt%. Poate funcționa stabil mai mult de 3 ani în patul fluidizat de mare viteză GPL. După ce un anumit dispozitiv a funcționat pentru 20 de cicluri consecutive de absorbție a absorbției apei, cantitatea de adsorbție de echilibru a scăzut doar cu 12%. După tratamentul de armare ionică cu soluție de clorură de sodiu 0,5 mol\/L, stabilitatea ciclului a crescut cu 30%.
3. Optimizarea procesului de regenerare a gradientului
Având în vedere caracteristicile analitice ale sitei moleculare de 13x, un mod variabil de regenerare combinată cu presiune variabilă cu temperatură este adoptat în practica industrială:
Prima etapă: 180 de grade, desorbția presiunii atmosferice a apei principale, rata de desorbție 85%;
A doua etapă: 150 de grade, 5kPa în vid Tratamentul apei reziduale, timpul total de desorbție scurtat cu 40%.
Acest proces reduce consumul de abur cu 28%, iar ciclul de regenerare este comprimat de la 24 de ore la 14,4 ore.
Cazuri de aplicare industrială și beneficii economice
Cazul 1: Unitatea de desulfurizare GPL
O rafinărie aplică sită moleculară de 13x la procesul de desulfurizare a GPL. În condițiile conținutului de intrare H₂S de 800 ppm și conținut de apă de 120 ppm, ieșirea H₂s scade sub 5 ppm, iar conținutul de apă este stabil la 3 ppm. După transformarea echipamentului, consumul anual de site moleculare este redus cu 40%, iar consumul de energie de regenerare a turnului de uscare este redus cu 35%.
Cazul 2: Separarea criogenă a aerului Purificarea gazelor brute
În unitatea de separare a aerului, sita moleculară de 13x elimină hidrocarburi precum H₂O, CO₂ și C₃H₆ de la GPL în același timp, crescând puritatea gazului brut la 99,999%. Comparativ cu procesul de seria de sită moleculară 3A\/4A, investiția în echipament este redusă cu 25%, iar flexibilitatea operațională este crescută cu 40%.
Sieta moleculară 13X a devenit tehnologia principală în domeniul uscării GPL, datorită performanței sale excelente de adsorbție și adaptabilității procesului. Odată cu inovația continuă a modificării materialelor și a integrării proceselor, această tehnologie va juca un rol mai mare în procesul de energie curată și de carbonizare scăzută industrială.