吸附法

大连理工大学

硕士学位论文

吸附法提纯含烯五碳烷烃的研究

姓名：王丹丹

申请学位级别：硕士

专业：无机化学

指导教师：孟长功

20091201大连理工大学硕士学位论文

摘要

烯烃／烷烃的分离一直是石油化工行业中最重要和最耗能的过程之一，其中以分离乙

烯／乙烷最具代表性。工业上，一直以来使用低温精馏方法分离乙烯／乙烷。尽管低温精馏已工业应用６０多年，但其能耗巨大，研究人员一直致力于寻求一种高效、节能、低

成本的方法以取代低温精馏。因此需要开展新型的烯烃／烷烃分离技术的研究，其中基于７【络合原理的化学吸附分离具有良好的应用前景，受到国内外广泛关注。

本文在综述了络合吸附分离研究进展及工业应用现状的基础上，探讨了络合吸附机

理，制备了高选择性、高分离能力的３．甲基丁烯络合分子筛吸附剂，并研究了络合分离的吸附平衡及固定床动态吸附，为低能耗的烯烃／烷烃分离过程的工业化奠定了基础。本

论文采用水溶液离子交换法制备了分子筛吸附剂，并在固定床中考察了不同分子筛吸附剂脱除异戊烷中的３．甲基丁烯的效果及各种操作条件对床层净化效果的影响，主要内容

如下：

采用水溶液离子交换法制备ＡｇＡ，ＡｇＹ，ＡｇＭＯＲ分子筛吸附剂，通过ＸＲＤ、ＴＧ、水静态饱和吸附和固定床吸附等测试手段对制备的分子筛吸附剂进行了表征与测试。研

究发现，离子交换后，ＡｇＡ分子筛结晶度明显降低，不适合作为吸附剂。ＡｇＹ，ＡｇＭＯＲ分子筛仍保持原有的骨架结构，ＡｇＭＯＲ分子筛吸附剂对３．甲基丁烯的吸附能力较弱。

在２０℃，１ａｔｍ，原料气流速为４０ｍＬ／ｍｉｎ时，ＡｇＭＯＲ分子筛吸附剂的吸附量为０．８４ｍｇ／ｇ。而ＡｇＹ分子筛吸附剂对３．甲基丁烯的吸附能力较强，在２０℃，１ａｒｍ，原料气流速为４０ｍＬ／ｍｉｎ时，ＡｇＹ分子筛吸附剂的吸附量为ｌ１５ｍｇ／ｇ，异戊烷中的３．甲基丁烯含量由６００ｐｐｍ降至３０ｐｐｍ。所以选用ＡｇＹ分子筛作为吸附３．甲基丁烯的吸附剂。在固定床中考察了吸附温度、床层高度、原料气流量等条件对吸附量、未利用床层

高度（ＬＵＢ）和床层利用率（Ｑ）的影响。实验结果表明，随着温度的升高，ＡｇＹ分子筛吸附剂对３．甲基丁烯吸附量减少，从饱和吸附量和节省能源的综合角度考虑，采用在２０℃进行吸附脱除３．甲基丁烯；吸附量与床层高度无关；增加原料气流速不利于３．甲

基丁烯和异戊烷的分离。ＬＵＢ与流速有关，与床层高度无关，但只有当装填高度Ｌ超

过ＬＵＢ时，才能起到净化效果。Ｑ随着原料气流速和床层高度的增加而增大。循环实

验表明ＡｇＹ分子筛吸附剂可脱附再生１８次。

关键词：分子筛吸附剂；穿透曲线；３．甲基丁烯；异戊烷吸附法提纯含烯五碳烷烃的研究

ＳｔｕｄｙｏｎｔｈｅＰｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆＣ５ＡｌｋａｎｅＣｏｎｔａｉｎｉｎｇＡｌｋｅｎｅｂｙ

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Ａｂｓｔｒａｃｔ

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—ＩＩ—大连理工大学硕士学位论文

３－ｍｅｔｈｙｌ－１一ｂｕｔｅｎｅｉｎｉｓｏｐｅｎｔａｎｅ．Ｔｈｅａｄｓｏｒｂｅｄｑｕａｎｔｉｔｙｉｓ１１５ｍｇ／ｇｕｎｄｅｒｔｈｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｏｆ２０℃，ｌａｔｍａｎｄｍａｔｅｒｉａｌｇａｓｆｌｏｗｒａｔｅ４０ｍＬ／ｍｉｎ．Ａｆｔｅｒａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ，ｔｈｅｍａｓｓｐｅｒｃｅｎｔａｇｅｏｆ３－ｍｅｔｈｙｌ—ｌ－ｂｕｔｅｎｅｉｎｉｓｏｐｅｎｔａｎｅｄｒｏｐｓｆｒｏｍ６００ｐｐｍｔｏ３０ｐｐｍ．Ｉｎｔｈｅｆｉｘｅｄ—ｂｅｄｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ，Ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆｔｈｅａｄｓｏｒｐｔｉｏｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｂｅｄｈｅｉｇｈｔａｎｄｇａｓｆｌｏｗｒａｔｅｏｎｔｈｅａｄｓｏｒｐｔｉｏｎｂｒｅａｋｔｈｒｏｕｇｈｃｕｒｖｅ，ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎｃａｐａｃｉｔｙ，ＬＵＢ（ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ

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ＫｅｙＷｏｒｄｓ：ｚｅｏｌｉｔｅａｄｓｏｒｂｅｎｔ；ｃａｔｉｏｎｅｘｃｈａｎｇｅ；Ｂｒｅａｋｔｈｒｏｕｇｈｃｕｒｖｅ；３－ｍｅｔｈｙｌ一１一ｂｕｔｅｎｅ

．．ＩＩＩ．．大连理工大学学位论文独创性声明

作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行

研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用内容和致谢

的地方外，本论文不包含其他个人或集体已经发表的研究成果，也不

包含其他已申请学位或其他用途使用过的成果。与我一同工作的同志

对本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。

若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。

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１１Ｑ年—Ｌ月』乱大连理工大学硕士学位论文

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学位论文题目：噬丝丛墨丛垒缉避丛丝盈必当ｚ