吸附剂的研发与生产技术.ppt
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吸附剂的研发与生产技术.ppt
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变压吸附吸附剂生产技术,四川天一科技股份有限公司与北京大学(开始于1988年)、大连理工大学(开始于1989年)、华东理工大学(开始于1992年)及中科院大连化物所(开始于1994年)合作,开发出性能优良的5A、4A、13X及锂分子筛,CNA-210、CNA-229活性炭等吸附剂,并建成了天科股份全资控股的三个专用吸附剂厂-天平分子筛有限公司、天阳吸附剂有限公司,宁夏天科活性炭有限公司,部分吸附剂还出口东南亚国家。
天科股份吸附剂的研发,吸附剂,1、活性氧化铝类主要用于吸附原料气中的饱和水份。
装填于吸附塔进料底部。
2、活性炭类主要用于吸附原料气中的CO2等。
装填于吸附塔进料中部。
3、硅胶类主要用于吸附原料气中的烃类、CO2等。
装填于吸附塔进料中部。
4、分子筛类主要用于吸附原料气中的CH4、CO、N2及O2等。
装填于吸附塔进料顶部。
5、特种吸附剂主要用于吸附原料气中的微量气体组份。
装填于吸附塔进料顶部。
天科股份研制的吸附剂,根据不同气源选用相应的吸附剂,PSA技术对吸附剂的技术要求,吸附剂是变压吸附技术的核心材料,吸附剂的性能决定了变压吸附装置的各种技术指标,从而在短周期内达到吸附解吸平衡,使分离提纯过程能够维持下去。
吸附容量大,解吸性能好,吸附剂需要解决吸附和解吸之间的矛盾,一方面吸附剂对杂质应有较大的吸附量,另一方面被吸附的杂质应易于解吸。
PSA技术对吸附剂的技术要求,吸附剂对气体组份的分离系数越大,分离越容易,得到的产品纯度越高。
同时回收率也越高。
分离系数大,机械强度高,在吸附过程中由于床内压力呈周期性变化,气体在短时间内进入或排出吸附床层,吸附剂要经受气流频繁的冲刷,要求所选用的吸附剂应有足够的强度,以减少破碎和磨损。
吸附剂性能,天科股份制氢吸附剂性能分子筛,1995年开发成功性能优良的CNA-193制氢专用吸附剂,该吸附剂的吸附容量大,氢气与其它组份的分离系数大,能有效精脱制氢原料中的CO,其对CO的脱除精度优于国外同类产品。
1、在冶金企业焦炉煤气提纯氢气中能使氢气产品质量满足99.9999、O21PPm的要求。
2、在炼油或化工行业制氢领域能使氢气产品质量满足99.99、CO5PPm的要求。
3、在大型PSA装置还未发现吸附剂粉化现象,吸附剂强度也能满足要求。
分子筛研究的新进展,2004年开发成功性能优良的CNA-193改进型CNA-158制氢专用吸附剂,该吸附剂的吸附CO的容量比CNA-193大10%以上。
在PSA-H2装置中大量使用,效果明显优于国外同类产品。
采用高性能的粘结剂,天科分子筛吸附剂颗粒由23mm改为1.62.5mm,进一步缩短传质通道,加快吸附及解吸速率;颗粒减小可进一步降低吸附床层死空间,提高氢气回收率;吸附剂强度更高。
2002年开发成功CNA-210改进型CNA-218活性炭脱除CO2专用吸附剂,以椰壳碳为原料,25,0.1MPa条件下,几种吸附剂的静态吸附CO2容量:
1、CTYC公司的吸附量58.0ml/g2、UOP公司的吸附剂56.5ml/g3、Linde公司的吸附剂60.0ml/g,天科股份吸附剂性能活性炭,天科股份研制的活性炭吸附剂已达到国际先进水平,活性炭生产,活化炉由司普列炉改为转炉,活化更加均匀,可更好地控制孔径分布。
专用吸附剂的与一般活性炭孔径结构比较,天科股份吸附剂性能硅胶,1998年开发成功CNA-314高烃类脱除专用吸附剂,取消了原PSA工艺中的预处理系统,简化了流程。
2003年开发成功CNA-304改进型CNA-365脱除烃类和水专用吸附剂,其脱水性常压露点可以达到-80,脱高烃类可以小于10PPm。
解吸性能均比原CNA-314吸附剂好,目前的CAN-365吸附剂,可采用冲洗再生、抽空再生和加热再生等多种再生方式,再生效果都很好。
CNA-365吸附剂在处理类似重整气中高烃组分的变压吸附装置中普遍使用,还大量用于焦炉煤气的预处理装置中脱除萘、苯等组分。
CNA-365吸附剂在脱水等压干燥装置中可以达到干燥分子筛的脱水效果,同时可以承受200以上的高温,其孔结构不受损坏。
CO专用吸附剂的研究进展及技术进步,混合气提纯CO的方法,3、吸附法
(1)PSA二段法:
采用专有吸附剂,物理吸附分离CO技术。
(2)络合吸附法:
采用氧化铝、活性炭及分子筛为载体负载亚铜离子化学络合吸附CO.,1、深冷分离法:
根据沸点差异,流程复杂,对原料气要求高,总投资高,2、COSORB法:
络合物化学吸收法,流程长,设备腐蚀严重。
对于原料气中的H2O,H2S,O2要求严格(0.1PPM),
(1).深冷法,膨胀降温,脱除CO2和H2O,换热及分离,压缩,原料,产品CO,西南化工研究设计院和北京大学合作,87年开始研究。
研究的重点是络合吸附剂的研制,90年代初试制成功对CO有良好选择性的载铜络合吸附剂。
络合吸附的研究及进展,络合吸附剂是在分子筛、活性炭、活性氧化铝等载体上附载一价铜盐。
CO与Cu(I)能形成较物理吸附稳定的络合物,本公司拥有该技术(从含一氧化碳混合气中提纯一氧化碳的变压吸附法)的专利,专利号:
ZL97107737.1,络合吸附的研究及进展,1999年,四川天一科技股份有限公司采用稀有金属为添加剂,解决了该吸附剂在低含水气氛中的抗氧难题。
络合吸附剂的化学性质比较活,容易与原料气中的O2,H2S,H2O等杂质发生副反应,使吸附剂的活性下降甚至失效。
2001年,四川天一科技股份有限公司成功解决了吸附剂常温再生的难题。
1996年西南化工研究院在上海吴淞化工厂作过侧线实验。
络合吸附法研究进展,88年西南化工研究院建立小试装置;,1999年西南化工研究院在江苏索普化工股份公司作过侧线实验。
89年西南化工研究院在进行过中试;,2001年天科股份完成了完全模拟工厂工况条件的中试实验。
2005年天科股份在工业装置上成功应用,精度达到1ppm。
络合吸附法CO工业装置,2003年3月在上海中远集团(CO纯度99.9%)签订了利用该技术的工业化装置合同,开车成功。
2003年6月在河北宣化集团(CO纯度98%)签订了利用该技术的工业化装置合同。
2004年5月成功投运。
2004年2月在甘肃银光公司(CO纯度98.5%)签订了利用该技术的工业化装置合同,为3万吨TDI配套,2005年6月成功投运。
指标要求极严的CH4及H2均达到要求。
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