深冷装置分子筛脱水效果研究

论文摘要

分子筛对水分子具有良好的选择性吸附能力,天然气深冷装置常用分子筛脱除天然气中的微量水。本文对大庆天然气分公司萨南深冷装置吸附塔上、中、下不同位置的在用分子筛样品、结块分子筛样品和新分子筛样品进行了对比研究,分别对它们的水溶液pH值、干燥失重、比表面积和孔径分布做了测定。结果表明分子筛应用一段时间后,吸附了一定量的不可再生物质,使其比表面积和总孔体积较新分子筛下降,造成分子筛的吸附容量降低,结块分子筛的机械强度降低,粉化严重,性能大大下降。通过在用4A分子筛的初步评价,用数学模型拟合了水在分子筛上的静态吸附数据,测定了水在4A分子筛上的动态吸附性能,提出了改进分子筛脱水效果的措施。用Langmuir吸附方程拟合了30℃下,水和4A分子筛的吸附等温线,用式拟合了不同温度的饱和水蒸汽压下,水在3A、4A、5A和13X分子筛上的吸附曲线,拟合效果良好,并且可以很好地解释吸附曲线存在最大吸附温度的现象。在工业装置上测定了天然气中的水分在4A分子筛上的动态吸附曲线,对吸附塔的脱水、脱硫效果进行了评价,并针对使用过程中存在的分子筛粉化、结块和性能下降问题,从分子筛形状、流动状况、吸附塔结构、温度和液态水、油等方面进行分析,提出了合理的改进措施和建议。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 创新点摘要
• 前言
• 第一章 综述
• 1.1 天然气脱水方法
• 1.1.1 溶剂吸收法
• 1.1.2 固体吸附法
• 1.1.3 冷却分离法
• 1.1.4 膜分离法
• 1.2 分子筛简介
• 1.3 天然气脱硫技术
• 1.3.1 湿法脱硫
• 1.3.2 干法脱硫
• 1.3.3 生物技术脱硫
• 1.4 分子筛再生方法
• 第二章 分子筛的研究
• 2.1 分子筛的外观比较
• 2.2 分子筛失重测定
• 2.3 水溶液 pH 值
• 2.4 比表面积测量
• 2.5 孔容积和孔径分布
• 2.6 小结
• 第三章 分子筛吸附平衡的研究
• 3.1 分子筛的静态饱和吸附与脱附
• 3.1.1 分子筛饱和吸附实验与方法
• 3.1.2 分子筛脱附实验与方法
• 3.1.3 小结
• 3.2 吸附方程拟合
• 第四章 分子筛的动态吸附研究
• 4.1 实验原理与实验方法
• 4.2 分子筛的动态吸附研究
• 第五章 分子筛使用中问题的分析及改进方法
• 5.1 分子筛破碎、粉化原因及改进措施
• 5.1.1 分子筛的形状及改进方法
• 5.1.2 吸附塔结构的影响及改进方法
• 5.1.3 再生温度的影响及注意事项
• 5.2 分子筛结块原因分析及改进方法
• 5.2.1 液态水的影响及改进方法
• 5.2.2 再生温度的影响及改进方法
• 5.2.3 重油的影响及改进建议
• 5.3 分子筛效率下降的原因及改进建议
• 5.3.1 硫对分子筛的影响
• 5.3.2 再生操作过程的影响及改进方法
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 详细摘要