Публикация доступна для обсуждения в рамках функционирования постоянно
действующей интернет-конференции “Бутлеровские чтения”. http:///readings/
Поступила в редакцию 28 февраля 2014 г. УДК 668.735.3 (088.8).
Осушка инертного газа цеолитом клиноптилолитом
© Тюменцева* Светлана Ивановна и Парфёнова+ Светлана Николаевна
Кафедра общей и неорганической химии. Самарский Государственный технический
университет. Ул. Молодогвардейская, 244. г. Самара. 443100. Самарская область. Россия.
Тел.: (846) 242-36-92. Е-mail: parfy-svetlana@yandex.ru
_______________________________________________
*Ведущий направление; +Поддерживающий переписку
Ключевые слова: осушка, цеолит, силикагель, адсорбент, клиноптилолит, инертный газ, точка росы.
Аннотация
Алюмосиликатные молекулярные сита (цеолит), благодаря особенности своей пористой струк-туры и химической природе, являются одним из лучших адсорбентов, применяемых в техноло-гических процессах разделения, очистки и глубокой осушки газовых и жидких смесей. Однако широкое внедрение синтетических цеолитов в промышленности тормозится их относительной дорого-визной. В связи с этим, особый интерес представляет использование природных цеолитов, значи-тельные залежи которых обнаружены как в России, так и за рубежом.
В работе представлены исследования по применению природного цеолита клиноптилолита для осушки инертного газа.
Введение
Присутствие влаги в инертном газе способствует замерзанию трубопроводов, уменьше-нию выхода инертного газа и ухудшению его качества [1, 2]. Использование влажного инерт-ного газа в качестве десорбирующего агента приведет к значительному увеличению энерге-тических затрат на регенерацию адсорбентов и снижению их динамической активности.
Технические требования на инертный газ предусматривают остаточное содержание вла-ги в нем 0.077-0.300 г/м3, что соответствует температурам точки росы -42 – -28 oС.
Известен способ осушки ксилольной фракции природным клиноптилолитом [3].
Экспериментальная часть
Целью испытаний являлось определение динамической активности адсорбента и минимальной температуры точки росы инертного газа, осушенного клиноптилолитом, а также времени работы адсорбента до температур точки росы, указанных в технических требованиях на инертный газ.
Табл. 1. Характеристика клиноптилолита месторождения Хекордзула [4-6]
|
С целью выявления стабильности работы клиноптилолита в процессе осушки промыш-ленного инертного газа было проведено 33 цикла адсорбции – десорбции в течение шести месяцев. В адсорбер загружали 2800 кг клино-птилолита фракции 3-5 мм месторождения Хе-кордзула (табл. 1).
Адсорбент предварительно активировался инертным газом в течении 24 часов при тем-пературе 250-300 оС. Скорость нагрева слоя адсорбента составляла 40-50 град/ч. Расход инертного газа на регенерацию – 1100-1600 м3/ч. Охлаждение осушителя осуществлялось естест-венным путем в течение 24 часов. На осушку поток инертного газа подавался со скоростью 0.33 м/с (рассчитана на свободное сечение адсорбера).
Через определенные промежутки времени проводились анализы инертного газа на содержание влаги по методу «точки росы».
Опыт считался законченным, когда содержание влаги в осушенном инертном газе составляло 0.3 г/м3 (температура точки росы -28 oС) или совпадало с содержанием влаги в исходном газе.
Результаты и их обсуждение
Результаты испытания природного клиноптилолита в процессе адсорбционной осушки инертного газа представлены в табл. 2.
Табл. 2. Результаты осушки инертного газа природным клиноптилолитом
Наименование показателей | Цикл адсорбции – десорбции | |
3 | 33 | |
Расход инертного газа на осушку, м3/ч | 2400-2600 | 1600-2200 |
Начальное влагосодержание инертного газа, г/м3 | 1.66-2.51 | 1.97-2.14 |
Температура точки росы влажного газа, оС | -13 ÷ -8 | -11 ÷ -10 |
Температура адсорбции, оС | 31 | 22-26 |
Динамическая активность по влаге, % масс: а) до температуры точки росы минус 42 оС б) до температуры точки росы минус 28 оС в) до насыщения адсорбента | 5.41 6.18 9.68 | 5.27 8.24 - |
Минимальная температура точки росы сухого газа, оС | -55 | -67 |
Количество осушенного инертного газа, м3 а) до температуры точки росы минус 42 оС б) до температуры точки росы минус 28 оС в) до насыщения адсорбента | 93328 106328 160070 | 75400 122050 - |
Время работы адсорбента, час: а) до температуры точки росы минус 42 оС б) до температуры точки росы минус 28 оС | 38.0 42.0 | 38.0 65.5 |
Из данных табл. 2 следует, что минимальная температура точки росы осушенного клиноптилолитом инертного газа равна минус 67 оС. Большая глубина осушки инертного газа клиноптилолитом в 33 цикле по сравнению с 3 циклом обусловлена меньшей начальной влажностью инертного газа.
Динамическая активность клиноптилолита по влаге при работе до условного «проскока» – температуры точки росы минус 42 оС составляет в 3 цикле – 5.41 % масс., а в цикле – 5.27 % масс. За шесть месяцев работы клиноптилолита в данном процессе осушки активность его практически не изменилась. Время работы клиноптилолита до «проскока» по влаге до темпе-ратуры точки росы минус 42 оС в 3 цикле и 33 циклах – 38 часов.
Выводы
В промышленных условиях изучен способ осушки инертного газа природным цеоли-том клиноптилолитом. В течении шести месяцев работы клиноптилолита (33 цикла) дости-галась температура точки росы осушенного инертного газа -67 оС.
Литература
[1] , Вестник астраханского государственного технического университета. 2005. №6. С.104-107.
[2] , и др. Вестник астраханского государственного технического университета. 2008. №6. С.167-170.
[3] Авторское свидетельство СССР. № 000. МКИ В01Д 53/02. 1982.
[4] еолитовые молекулярные сита. М.: Мир. 1976. 764с.
[5] , в сб.: Клиноптилолит. Тбилиси: Мецниереба. 1977. С.20.
[6] Комаров и их свойства. Минск: Наука и техника. 1977. С.79.
