分子筛吸附工艺计算
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三:床层
长度的计
算
原料气的
饱和含水
量
g/1000m3气体流动
系数C:
从上到下
(0.25~0.3
2);从下到
上0.1670.29需脱除水量Kg/hr
分子筛堆
积密度:
Kg/m3660操作周期天然气工
作状态下
的密度:
Kg/m348.26733总共需脱水量Kg
天然气工
作压力:
Mpa 4.3天然气的压缩系数
分子筛的
平均直
径:Dp
m0.0032工作状态下气体量m3/s
允许气体质量流
速:G
Kg/(m*S) 5.437166工作温度0K
空塔流速:W0
m/s
0.112647
分子筛有
效吸附容
积Kg水
/100Kg分
子筛一:吸附周期:两塔--8小时。
三塔--24小时。
二:吸附器直径:
天然气脱水计算(分子筛吸附塔)
气体处理
量
104m3/d2所需分子筛重量Kg
气体质量
流量Kg/s0.248016所需分子筛体积m3
气体分子
量24床层高度m
空塔截面
积m20.045615高径比吸附塔直
径Dm0.241056
确定塔的
直径Dm0.241056
实际塔截
面积m20.043581
实际气体
流速m/s0.117904
)
1200
1
8
8
0.86
0.01
303
8
100 0.15 3.48 14.4。
重庆科技学院《油气集输工程》课程设计报告学院: 石油与天然气工程学院专业班级:学生姓名:学号:设计地点(单位) K804 设计题目: 某分子筛吸附脱水工艺设计——再生工艺计算完成日期:年月日指导教师评语:成绩(五级记分制):指导教师(签字):________________摘要井口流出的天然气几乎都为气相水所饱和,甚至会携带一定量的液态水。
天然气中水分的存在往往会造成严重的后果:含有CO2和H2S的天然气在有水存在的情况下形成酸而腐蚀管路和设备;在一定条件下形成天然气水合物而堵塞阀门、管道和设备;降低管道输送能力,造成不必要的动力消耗。
水分在天然气的存在是非常不利的事,因此,需要脱水的要求更为严格。
天然气脱水的方法一般包括低温法、溶剂吸收法、固体吸附法、化学反应法和膜分离法等。
低温法脱水是利用高压天然气节流膨胀降温或利用气波机膨胀降温而实现的,这种工艺适合于高压天然气;而对于低压天然气,若要使用则必须增压,从而影响了过程的经济性。
溶剂吸收法和固体吸附法目前在天然气工业中应用较广泛。
本文主要研究固体吸附法脱水。
固体吸附法就是利用多孔固体颗粒选择性地吸附流体中一定组分在其内外表面上,从而使流体混合物得以分离的方法。
具有一定吸附能力的固体材料称为吸附剂,被吸附的物质称为吸附质。
而本文的固体吸附剂以分子筛作为探讨的对象。
分子筛具有很好的选择吸附性、在高温下吸附脱水等优点,尤其是在气体和液体进行深度脱水时特别适合。
分子筛在使用过程中被气体中所含水量饱和,为了使分子筛能够继续循环使用,就有了分子筛的再生工艺过程。
本文主要通过选取合适的分子筛然后计算分子筛的吸附水量,和吸附的双塔轮换过程和轮换时间,通过要脱附的水量计算出再生气的气量以及冷凝气的气量,和所需加热炉的热量,以此来探讨分子筛的再生工艺过程。
关键词:分子筛再生工艺再生气冷凝气热量目录摘要 (2)1 绪论 (4)1.1 国内外现状 (4)1.2脱水系统吸附剂的选择 (5)1.3分子筛的种类与特点 (6)1.4 分子筛吸附脱水原理流程 (7)1.4.1 吸附周期 (8)1.4.2 再生过程 (8)1.4.3 再生操作 (9)1.4.4 再生加热与冷却 (10)2 再生工艺计算 (12)2.1物性基础 (12)2.1.1天然气的基本组成 (12)2.1.2工艺选择 (12)2.2 在生热负荷计算 (13)2.3 再生气量计算 (15)2.3 冷却气量计算 (16)2.4再生气空塔速度计算 (17)3 总结 (19)参考文献 (20)1 绪论1.1 国内外现状天然气作为清洁优质能源,在近年来,其世界总气产量和消费量呈持续增长的趋势。
重庆科技学院《油气集输工程》课程设计报告学院:_石油与天然气工程学院专业班级:油气储运08学生姓名:学号:设计地点(单位)__ E406、E404____________设计题目:__ 某分子筛吸附脱水工艺设计_——吸附工艺计算及吸附塔设计__完成日期: 2011 年 6 月16日指导教师评语: ______________________ _________________ _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ __________ _成绩(五级记分制):______ __________指导教师(签字):________ ________摘要吸附脱水就是利用某些多孔性固体吸附天然气中的水蒸气。
气体或液体与多孔的固体颗粒表面相接触,气体或液体与固体表面分子间相互作用而停留在固体表面上,使气体或液体分子在固体表面上浓度增大的现象。
常用的固体吸附剂有活性铝土、活性氧化铝、硅胶和分子筛。
分子筛吸附脱水目前国外引进的,国内自行设计的都是固定床式,为保证连续工作,至少需要两塔,经常采用的是两塔或三塔。
在两塔流程中,一塔进行吸附,另一踏再生和冷却。
在三塔流程中,一塔吸附,一塔再生加热,一塔冷却。
在工艺相同的情况下,考虑到经济性,分子筛吸附脱水工艺设计中常用的是两塔脱水工艺。
关键字:吸附工艺分子筛吸附器结构1.分子筛是一种人工合成的无机吸附剂,是一种高效、高选择性的固体吸附剂。
分子筛是人工晶体型硅铝酸盐,依据其晶体内部孔穴的大小而吸附或排斥不同物质的分子,因而被形象地称为“分子筛”。
《油气集输工程》某分子筛吸附脱水工艺设计——吸附工艺计算及吸附塔设计解析油气集输工程中的脱水工艺设计是非常重要的,其中分子筛吸附脱水工艺是一种常用的技术。
本文将对分子筛吸附工艺计算及吸附塔设计进行解析。
分子筛吸附脱水工艺是利用分子筛的吸附性能将混合物中的水分去除的一种方法。
吸附剂选择是关键的一步,常用的吸附剂有活性炭、分子筛等。
其中,分子筛作为一种优良的吸附材料,因其及其微孔结构稳定性好、吸附能力强等特点被广泛应用。
在分子筛吸附工艺计算中,需要计算出单位时间内吸附塔可以处理的液体或气体流量。
根据泰勒庆流动方程和质量守恒方程,可以求解出吸附塔的液体或气体吸附量。
同时,根据水分含量的要求,可以确定吸附塔的设计参数,如吸附塔的高度、直径等。
吸附塔的设计是分子筛吸附脱水工艺的关键环节。
吸附塔通常采用塔式结构,分为吸附段和解吸段。
吸附段采用逆向流动原理,将待处理的混合物与分子筛接触,使水分被吸附到分子筛上。
解吸段则采用正向流动原理,通过加热或减压等方法,将吸附的水分释放出来。
在吸附塔的设计中,需要考虑吸附塔的压降、塔床高度和吸附剂的补充等因素。
压降是指气体通过吸附塔时的阻力损失,需要控制在合理范围内。
塔床高度要根据吸附剂的吸附能力和水分含量要求确定。
同时,吸附剂的补充要根据吸附剂的使用寿命和吸附效果等因素进行合理安排。
总之,分子筛吸附脱水工艺的设计需要考虑吸附工艺计算及吸附塔设计。
通过合理选择吸附剂、计算流量、确定设计参数等步骤,可以实现高效的脱水效果。
在实际应用中,还需要根据具体情况进行调整和优化,以达到最佳的脱水效果。
重庆科技学院《油气集输工程》课程设计报告学院:_石油与天然气工程学院专业班级:油气储运08学生姓名:学号:设计地点(单位)__ E406、E404____________设计题目:__ 某分子筛吸附脱水工艺设计_——吸附工艺计算及吸附塔设计__完成日期: 2011 年 6 月16日指导教师评语: ______________________ _________________ _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ __________ _成绩(五级记分制):______ __________指导教师(签字):________ ________摘要吸附脱水就是利用某些多孔性固体吸附天然气中的水蒸气。
气体或液体与多孔的固体颗粒表面相接触,气体或液体与固体表面分子间相互作用而停留在固体表面上,使气体或液体分子在固体表面上浓度增大的现象。
常用的固体吸附剂有活性铝土、活性氧化铝、硅胶和分子筛。
分子筛吸附脱水目前国外引进的,国内自行设计的都是固定床式,为保证连续工作,至少需要两塔,经常采用的是两塔或三塔。
在两塔流程中,一塔进行吸附,另一踏再生和冷却。
在三塔流程中,一塔吸附,一塔再生加热,一塔冷却。
在工艺相同的情况下,考虑到经济性,分子筛吸附脱水工艺设计中常用的是两塔脱水工艺。
关键字:吸附工艺分子筛吸附器结构1.分子筛是一种人工合成的无机吸附剂,是一种高效、高选择性的固体吸附剂。
分子筛是人工晶体型硅铝酸盐,依据其晶体内部孔穴的大小而吸附或排斥不同物质的分子,因而被形象地称为“分子筛”。
分子筛吸附法自⒛世纪70年代开始,在全低压空分设备上,逐渐用常温分子筛净化空气的技术来取代原先使用的碱洗及干燥法脱除水分和二氧化碳的方法。
此法让空冷塔预冷后的空气,自下而上流过分子筛吸附器(以下简称吸附器),空气中所含有的H2O、C02、H2等杂质相继被吸附剂吸附清除。
吸附器一般有两台,一台吸附时,另一台再生,两台交替使用。
此种流程具有产品处理量大、操作简便、运转周期长和使用安全可靠等许多优点,成为现代空分工艺的主流技术。
1.吸附剂空分系统中常用的吸附剂有硅胶、活性氧化铝和分子筛等。
I硅胶硅胶的化学式是SiO2·nH20。
是一种坚硬、无定形链状和网状结构的硅酸聚合物颗粒。
硅胶处于高亲水和高疏水性质的中间状态,常用于各种气体的脱水可用于烃类的分离。
II活性氧化铝活性氧化铝的化学式是Al2O3·nH20。
用无机酸的铝盐与碱反应生成氢氧化铝的镕胶,然后转变为凝胶,经灼烧脱水即成活性氧化铝。
主要用于深度脱水,干燥深度可达-70度III分子筛沸石分子筛又称合成沸石或分子筛,其化学组成通式为[M(I)M(Ⅱ)]O・Al2O3・nSiO2・mH20 式中,M(I)和M(Ⅱ)分别为一价和二价金属离子,多半是钠和钙,n称为沸石的硅铝比,硅主要来自于硅酸钠和硅胶,铝则来自铝酸钠和Al(OH)3等,它们与氢氧化钠水溶液反应制得的胶体物,经干燥后便成沸石.沸石的特点是具有分子筛的作用,它有均匀的孔径,如0.3nm、0.4nm、0.5nm、1nm细孔。
有0.4nm孔径的0。
4nm沸石可吸附甲烷、乙烷,而不吸附三个碳原子以上的正烷烃。
它已广泛用于气体吸附分离、气体和液体干燥以及正异烷烃的分离。
IV吸附原理吸附是利用一种多孔性固体物质去吸取气体(或液体)混合物中的某种组分,使该组分从混合物中分离出来的操作。
V吸附剂的吸附容量吸附剂的吸附容量指单位数量的吸附剂最多吸附的吸附质的量。
吸附容量大,吸附时间长,吸附效果好。
分子筛静态水吸附测定方法【原创版4篇】《分子筛静态水吸附测定方法》篇1分子筛静态水吸附测定方法是一种用于测定分子筛吸附水分的能力的方法。
该方法适用于各种分子筛,包括天然分子筛和人工合成分子筛。
该方法的操作步骤如下:1. 将一定量的分子筛试样进行焙烧,以去除其中的有机物和其他易挥发物质。
2. 将焙烧后的试样放入一个密闭容器中,加入适量的氯化钠饱和水溶液,使其充分接触水分。
3. 在规定的温度和时间内,分子筛会吸附水分,此时容器内的水蒸气压会下降。
4. 在吸附过程结束后,称量容器内的物质质量,计算出分子筛的静态水吸附量。
该方法的优点在于简单易行,结果可靠,适用于不同类型的分子筛。
《分子筛静态水吸附测定方法》篇2分子筛静态水吸附测定方法是一种用于测定分子筛吸附水分的能力的方法。
该方法适用于各种分子筛,包括天然和合成的。
该方法的步骤如下:1. 将分子筛试样在高温下焙烧,以去除其中的有机物和无机物。
2. 将焙烧后的分子筛试样放入一个密闭的容器中,该容器盛有氯化钠饱和水溶液。
3. 在规定的温度和时间内,分子筛试样会吸附水汽。
4. 在吸附过程结束后,称量容器中的分子筛试样,并计算出其静态水吸附量。
静态水吸附量是指分子筛在静态条件下吸附的水分量,通常用重量百分比表示。
这种方法可以确定分子筛的吸附性能,并且可以用于质量控制和研究目的。
需要注意的是,这种方法只适用于静态条件下的水吸附,不适用于动态条件下的水吸附。
《分子筛静态水吸附测定方法》篇3分子筛静态水吸附测定方法是一种用于测定分子筛吸附水分的能力的方法。
该方法适用于各种分子筛,包括天然分子筛和人工合成分子筛。
该方法的步骤如下:1. 将一定量的分子筛试样进行焙烧,以去除其中的有机物质和其他易挥发物质。
2. 将焙烧后的试样放入一个密闭容器中,该容器盛有氯化钠饱和水溶液。
3. 在规定的温度和时间内,分子筛吸附水汽。
4. 吸附过程结束后,称量容器中的分子筛试样质量的变化量,计算出静态水吸附量。
分子筛吸附原理及应用在化学领域中,分子筛是一个非常重要的概念。
在许多化学工艺中,分子筛扮演了非常重要的角色。
其中最主要的便是吸附原理。
分子筛通过吸附原理来分离和纯化化学品,是一种非常有效的方法。
本篇文章将深入探讨分子筛的吸附原理及其应用。
一、分子筛吸附原理分子筛是一种具有规则微孔结构的晶体,一般由硅酸盐、氧化铝等物质构成。
分子筛的微孔结构可以形成一种高效的吸附材料。
分子筛内部有许多通道和孔隙,能够有效地吸附多种化学物质。
其中最常用的便是吸附水分子、氧气分子、二氧化碳分子等气体分子。
分子筛的吸附原理基于物质分子的大小和形状。
在分子筛微孔内部,如果分子的大小和形状正好适合,则可以被吸附。
如果分子太大或形状不对,就会被排斥出去。
这种吸附原理被称为分子筛选择性吸附。
分子筛的选择性吸附不仅在化学工艺中有用,也在环境保护、空气净化等方面发挥了重要作用。
例如,在化学反应中,分子筛可以用来分离产物和原料,保证反应的有效性。
在空气净化领域,分子筛可以吸附有害气体,起到净化空气的作用。
二、分子筛吸附的应用分子筛在化工、环保、食品等行业中应用广泛。
下面我们来看一些具体的应用案例。
1. 蒸汽吸附蒸汽吸附是一种常用于分离和纯化化学品的方法。
通常使用分子筛吸附剂作为吸附剂,将混有多种化学品的蒸汽通过分子筛管道,各种化学品在不同的条件下被吸附到分子筛表面上。
然后,通过不同的释放条件,逐一分离出吸附在分子筛上的化学品。
2. 气体吸附分子筛在气体分离中也扮演了重要的角色。
分子筛微孔对不同大小和形状的分子具有高度的选择性吸附。
因此,利用氧气、氮气、二氧化碳等气体的分子大小和形状不同的特点,可以使用分子筛吸附剂分离出这些气体。
例如,分子筛可以用于二氧化碳捕获和储存。
将二氧化碳经过分子筛管道,可以将二氧化碳分离和提纯,然后将其储存或用于其他用途。
这种方法被广泛应用于化工、环保、食品等领域中。
3. 催化剂分子筛也是一种非常有效的催化剂。
2016级环境工程硕士课程论文论文题目:分子筛吸附剂的设计、吸附原理和应用课程:吸附科学原理和应用专业:环境工程学号:************姓名:***分子筛吸附剂的设计、吸附原理和应用徐俊(河南大学化学化工学院, 河南开封475004)摘要:近年来,随着人们对分子筛吸附剂吸附原理和设计的进一步的研究,分子筛吸附剂越来越受到人们的重视。
分子筛吸附剂因其独特的晶体结构、高的表面积、吸附性和催化性等优异性能,被广泛应用于石油化工、环境保护、新材料、生物医药等诸多领域,也因此分子筛吸附剂的应用有着巨大的经济效益和重要的应用价值。
关键字:分子筛吸附剂;吸附;应用Molecular sieve adsorbent design, adsorption principle andapplicationXU Jun(College of Chemistry and Chemical Engineering, Henan University, Kaifeng 475004) Abstract: In recent years, with the further research of molecular sieve adsorbent's adsorption principle and design, molecular sieve adsorbent has attracted more and more attention. Molecular sieves are widely used in the region of etrochemical industry, environmental protection, new materials and biomedicine due to their unique crystal structure, high surface area, adsorption, catalytic and other excellent performances. The use of adsorption separation has enormous economic and great value.Keywords: zeolite adsorbent; adsorption; application引言分子筛是一类具有特殊结构的多孔介质,由系列不同规则的孔道或笼构成,是硅铝酸盐的晶体[1]。
操作条件:120℃,0.3MP,150g 3A分子筛,填充密度600mg/ml,原料98w%乙醇,流量140g/h,产品99.9w%乙醇。
由物料衡算求得,吸收水分量:2.6627g/h
床层高度:L=m
ρS =150
0.6×π
4
×1.62.
=124.4cm常压实际装填高度70cm
原料气平均摩尔质量:M=44.7kg/kmol
原料气流量:v=mRT
MP =0.14×8.314×393
44.7×300
=0.0341m3h⁄
气速:u=4v
πD2=4×0.0341
π×(16×10−3)2
=4.71cm s⁄
吸附带长度:Z a=u
K pa v ∙N OF=4.71
4
×4.6=5.4165cm
吸附穿透容量:f(c)=q0(1−Z a
2Z )=q0(1−5.4165
2×70
)=0.96q0
吸附热升温:Q=(C g v+C s w)T i
=(0.58×10−3kcal
g℃
×140g+0.2
kcal
kg℃
×0.15kg)T i
= 2.6627×10−3kg×1000kcal kg
解得:T i=24℃
此温度下饱和蒸汽压:p1=3kp a
原料气的绝对湿度:H=2*18/98*46.15=0.00796 H=18p o/45*(P-p o),则水蒸气分压:p o=1.98kPa ∴吸附层相对湿度:φ=p o/p1=1.98/3=66%
查等温吸附曲线,平衡吸附量:q0=
则吸附穿透容量:f(c)=0.96q0
穿透时间:T B=f(c)×0.15
2.6627×10−3
=
上面标颜色的地方都是存在疑问的地方:
1,床层高度用堆积密度600mg/ml计算出来是124.4cm,实际装的时候不知道怎么只装了70cm。
2,吸附带长度计算,传质系数和传质单元数怎么计算,公式里参数的选取不是太懂,上面公式里用的是4A的。
3,吸附热升温就是参数选取有没有工具书直接查到的,像98w%乙醇蒸汽的比热。
4,求平衡吸附量q0,求相对湿度,然后查标准曲线,这样做对不对,如果这样做没问题,但我找不到3A分子筛的湿度与吸附量的标准曲线,只有4A的曲线,但4A吸附量比3A多一些。
如果用相对湿度的方法计算不太好,那还有什么好的方法测平衡吸附量q0。
5,我用上面的150g3A分子筛在120℃,0.3MP下,提纯98w%乙醇,流量140g/h,产品99.9w%乙醇,产品乙醇浓度低于99.9w%时算作穿透,实际做的过程中乙醇浓度超过99.9w%的时间仅为1小时左右,没有具体理论值做参考,不知道误差有多大,我就想请教计算分子筛用量以及计算穿透时间的计算步骤。
这样我就能计算理论值与实验值之间的差距。