Dans le processus de raffinage liquéfié en gaz de pétrole (GPL), l'élimination de l'humidité est le lien central pour assurer la qualité des produits et la sécurité des processus. Les dessiccants traditionnels sont limités par la capacité d'adsorption et les performances de régénération, et il est difficile de répondre aux besoins de l'industrie pétrochimique moderne pour une faible rosée et un fonctionnement à cycle long. Avec sa structure de pores uniques et ses propriétés chimiques de surface,Tamis moléculaire 13xest devenu un matériau innovant dans le domaine du séchage de GPL, et ses avantages techniques ont été entièrement vérifiés dans les applications industrielles.
Analyse de la structure du cadre et du mécanisme d'absorption de l'eau des tamis moléculaires de type sodium
Le tamis moléculaire 13X appartient au tamis moléculaire de type X de type sodium (Nax), et sa structure cristalline est formée par du tétraèdre d'oxygène en silicium et du tétraèdre d'oxygène en aluminium en partageant des atomes d'oxygène pour former un cadre tridimensionnel. Les ions sodium (Na⁺) dans le cadre maintiennent la stabilité structurelle par action électrostatique, tout en formant des pores uniformes avec un diamètre d'environ 10Å. La polarité des molécules d'eau facilite la formation d'hydratation avec des ions sodium. Les données expérimentales montrent qu'à 25 degrés et à une humidité relative de 50%, l'adsorption de l'eau statique du tamis moléculaire 13X peut atteindre plus de 26,5WT%, ce qui est significativement meilleur que le tamis moléculaire 3A (20WT%) et le tamis moléculaire 4A (22WT).
L'adsorption des molécules d'eau dans les pores du tamis moléculaire 13X présente des caractéristiques d'adsorption à plusieurs niveaux:
Adsorption faible: des liaisons hydrogène se forment entre les groupes hydroxyles à la surface des pores et les molécules d'eau, et l'énergie d'adsorption est d'environ 49,5 kJ \/ mol;
Adsorption forte: l'hydratation des ions sodium est dominante, et l'énergie d'adsorption atteint 80-100 kj \/ mol;
Effet de co-adsorption: le sulfure d'hydrogène (H₂S) et le dioxyde de carbone (CO₂) dans le GPL peuvent être adsorbés simultanément pour obtenir une purification profonde.
Traiter les avantages du tamis moléculaire 13x dans le séchage de GPL
1. Performance de déshydratation efficace
L'application réelle d'une entreprise pétrochimique montre que la tour de séchage GPL utilisant un tamis moléculaire 13X peut réduire la teneur en eau du gaz brut de 150 ppm à inférieur à 5 ppm, et la température du point de rosée est contrôlée de manière stable en dessous de -70. Ses caractéristiques cinétiques d'adsorption montrent que le montant de la désorption dans les 5 premières minutes représente 65% de l'eau totale, et 90% de la tâche de déshydratation est terminée en 30 minutes, ce qui est nettement meilleur que le temps d'équilibre 2- de l'alumine activée.
2. Antiflution et opération à long terme
La résistance à la compression du tamis moléculaire 13X atteint 8 0 n \/ particule, et le taux d'abrasion est inférieur ou égal à 0. 1WT%. Il peut fonctionner de manière stable pendant plus de 3 ans dans le lit fluidisé à grande vitesse GPL. Une fois qu'un certain dispositif a fonctionné pendant 20 cycles d'absorption par eau consécutifs, la quantité d'adsorption d'équilibre n'a diminué que de 12%. Après un traitement par armature ionique avec une solution de chlorure de sodium 0,5 mol \/ L, la stabilité du cycle a augmenté de 30%.
3. Optimisation du processus de régénération du gradient
Compte tenu des caractéristiques analytiques du tamis moléculaire 13X, un mode de régénération combiné à pression variable variable est adopté dans la pratique industrielle:
La première étape: 180 degrés, désorption de pression atmosphérique de l'eau principale, taux de désorption de 85%;
La deuxième étape: 150 degrés et 5 kpa Traitement sous vide de l'eau résiduelle, temps de désorption total raccourci de 40%.
Ce processus réduit la consommation de vapeur de 28% et le cycle de régénération est comprimé de 24 heures à 14,4 heures.
Cas de demande industrielle et avantages économiques
Cas 1: Unité de désulfusion de GPL
Une raffinerie applique un tamis moléculaire 13X au processus de désulfuration du GPL. Dans les conditions de la teneur en entrée de 800 ppm et de la teneur en eau de 120 ppm, la sortie H₂s tombe en dessous de 5 ppm, et la teneur en eau est stable à 3 ppm. Après la transformation de l'équipement, la consommation annuelle de tamis moléculaires est réduite de 40% et la consommation d'énergie de la régénération de la tour de séchage est réduite de 35%.
Cas 2: séparation cryogénique de la purification des gaz bruts
Dans l'unité de séparation de l'air, le tamis moléculaire 13X élimine les hydrocarbures tels que H₂o, Co₂ et C₃H₆ du GPL en même temps, augmentant la pureté du gaz brut à 99,999%. Par rapport au processus de la série Molecular Sieve 3A \/ 4A, l'investissement de l'équipement est réduit de 25% et la flexibilité opérationnelle est augmentée de 40%.
Le tamis moléculaire 13X est devenu la technologie dominante dans le domaine du séchage GPL en raison de ses excellentes performances d'adsorption et de son adaptabilité de processus. Avec l'innovation continue de la modification des matériaux et de l'intégration des processus, cette technologie jouera un plus grand rôle dans le processus d'énergie propre et de faible carbonisation industrielle.