ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Разделение углеводородов в зависимости от размеров и строения молекул из "Молекулярные сита и их применение" Однородная кристаллическая структура природных и синтетических цеолитов, наличие входных окон строго определенного размера дают возможность использовать их для разделения веществ с учетом размеров и формы их молекул. Особый интерес новые адсорбенты приобрели для разделения смесей, компоненты которых имеют близкие физико-химические константы (температуру кипения и замерзания, плотность и т. п.), так как обычные методы для этой цели оказываются непригодными. [c.93] Примером разделения веществ, различающихся по величине критического диаметра молекул, моя т служить очистка изопентана от примесей нормального пентана. Химическая переработка изопентана выдвигает жесткие требования к чистоте этого продукта. Вследствие близости температур кипения изомеров С5Н12 в промышленных условиях обычные ректификационные методы обеспечивают получение изопентана со значительным содержанием н-пентана. [c.93] Проведенная обработка данных по адсорбции и-пентана на цеолитах показала, что изотермы, охватываюш ие интервал температур 0—350° С (газовую и паровую область к-пентана), достаточно точно описываются единой характеристической кривой, т. е. подчиняются законам потенциальной теории адсорбции. Расчеты проводились для интервала температур 0—25° С по методике для адсорбции паров, для 60—75° С — по исправленной формуле для случая кип кр и для 200 —350° С —по формуле адсорбции газов. [c.94] Эффективность очистки изопентана при помош,и искусственных цеолитов проверяли как в жидкой, так и в паровой фазах па лабораторном термостатируемом адсорбере диаметром 1,2 см. Высота слоя измельченных до размера 1—2 мм цеолитов СаА была равна 60 см. [c.94] Недостатком процесса жидкофазной очистки является то, что значительное количество смеси, близкой по составу к исходной и заполняющей свободный объем адсорбера, должно быть удалено путем продувки газа или эвакуирования перед стадией десорбции поглощенных компонентов, а затем возвращено на повторную очистку. Эта операция значительно усложняет процесс, особенно при его промышленном осуществлении. [c.94] В связи с тем, что поглощение к-пентана цеолитами происходит в области изотерм, почти параллельных оси абсцисс, уменьшение содержания его в исходном продукте, подлежащем адсорбционной очистке, позволяет резко снизить удельный расход сорбента последний составил в серии опытов, проведенных в паровой фазе при 60° С и скорости подачи исходной смеси 0,5 см ]мин, от 1,3 до 2,8 кг кг изопентана. Среднее значение отношения динамической и равновесной активности составляет 0,53. Этот показатель сохраняется при увеличении скорости подачи смеси до 1,0 см Ыин. [c.95] Сравнение процесса парофазной очистки на некоторых образцах кальциевых цеолитов, синтезированных в Советском Союзе (например, образца НП Ц-202-1) и в США, показало, что по степени очистки и сорбционной способности они примерно одинаковы. [c.95] Это было подтверждено В. С. Виноградовой и Л. С. Кофманом, изучавшими отечественные опытные образцы и цеолиты фирмы Линде в статических условиях (путем построения изотерм адсорбции -бутана, к-бутена и к-пентапа при 25° С) и в динамических условиях (по разделению к-пентана и изопентана в паровой фазе). При температуре 65° С и объемной скорости поступления смеси 1 л ч адсорбента динамическая активность по н-пентану различных советских образцов колебалась от О до 7,5 г на 100 г, а цеолитов Линде составляла 7,1 г на 100 г. Активность последних ири полном насыщении была 7—7,5 г на 100 г. Авторы объясняют заниженную активность некоторых цеолитов неудачным подбором связующего или неоднородностью кристаллита. Содержание к-пентана в десорбате колебалось от 99,2 до 99,7%. [c.95] Приведенные данные по десорбции могут быть рекомендованы в качестве исходных параметров при осуществлении производственного процесса. Температурный режим должен выбираться с учетом условий подвода тепла в конкретных производственных условиях. [c.96] Выделяющаяся при десорбции фаза последовательно обогащается к-пентаном и остаток, выделяемый в конце процесса, представляет концентрат углеводорода нормального строения чистотой до 99,5%. Сравнительно невысокая чистота первых порций к-пентана объясняется наличием изопентана в свободном объеме адсорбера и его небольшой сорбцией во внешних слоях гранул адсорбента. Как из свободного объема, так и с внешней поверхности адсорбента изопентан легко удаляется при температурах, близких или равных температуре адсорбции. Поэтому, включение в рабочий цикл непродолжительной отдувки при низких температурах позволяет в дальнейшем, после повышения температуры, получить концентрат десорбированного углеводорода нормального строения, в котором примеси изопентана не превышают 0,5—1,3%. [c.96] Фирма Линде сообщает о нескольких примерах разделения смесей на цеолитах, основанных на разнице в размерах молекул. Например, к-тетрадекан удаляется из бензола путем пропускания смеси, содержащей 5% тетрадекана, через адсорбционную колонку, заполненную цеолитами типа СаА. Размеры молекул тетрадекана позволяют осуществить их адсорбцию, в то время как молекулы бензола не проникают в поры сорбента. Размеры колонки диаметр 4 см, высота 134 см, загрузка адсорбента 1161 г. До момента проскока на колонке было получено 1965 г 99,9%-ного бензола, что соответствует активности ио тетрадекану 8,8% г на 100 г равновесная адсорбционная способность по тетрадекану состав.чяет 10,7 г на 100 г. [c.96] Схема опытной установки молекс производительностью 1000 м 1сутки, предназначенной для выделения нормальных парафинов из пентан-гексановой фракции, представлена на рис. 50. [c.98] Схема установки изомеризации с адсорбционным отделением нормальных парафинов. [c.98] Линии I—исходный продукт I/— изомерный продукт III—исходный водород IV — горючие газы V — жидкие углеводороды. [c.98] Значения теплот адсорбции, вычисленных из опытных изобар адсорбции индивидуальных углеводородов, представлены в табл. 27. [c.98] Для сравнения в таблице приведены теплоты адсорбции бензола на цеолитах NaX и СаХ и изооктана на цеолите NaX. [c.98] Теплота адсорбции парафиновых углеводородов нормального строения на цеолитах составляет 170—250 ккалЫг, т. е. в 2—3,5 раза выше теплот их конденсации. [c.99] В период поглоп1 ения парафинов цеолитами в адсорбере протекает процесс вытеснительной хроматографии углеводородов углеводород большего молекулярного веса постепенно вытесняет углеводород меньшего молекулярного веса, в результате чего адсорбированная фаза обогаш,ается тяжелыми углеводородами. При разделении пентан-гексановой фракции первым в выходяш ем потоке изоалкапов появляется к-пентан. Этот момент фиксируется при помош и непрерывного хроматографического анализа или по повышению температуры в концевом участке слоя как момент проскока после этого адсорбер отключают от линии сырья. Если в сырье присутствует примесь бутана, его выделение предшествует выделению к-пентана. [c.99] Вернуться к основной статье