Характеристика процесса адсорбции
Дипломная работа - Химия
Другие дипломы по предмету Химия
рубок в холодильнике 1335, а в отпарной секции-920. Реактиватор по конструкции аналогичен отпарной секции колонны.
Колонна имеет диаметр 1370 мм и общую высоту 26 м. Высота ректификационной секции 1520 мм. Рабочее давление 5,3 атм. Действительная скорость циркуляции адсорбента 8160 кгс/час; температура отпаривания 260. Производительность установки 2108 нм3/час.
.4 Адсорбция в кипящем (псевдоожиженном) слое
За последнее время в ряде отраслей промышленности находит применение адсорбция в кипящем слое, которая по сравнению с адсорбцией в неподвижном слое имеет ряд преимуществ, а именно:
) при сорбции адсорбентом, находящимся в псевдоожиженном состоянии, вследствие интенсивного движения частиц не происходит послойной отработки адсорбента;
) вследствие интенсивного перемешивания частиц адсорбента температура в кипящем слое выравнивается и предотвращается перегрев;
) адсорбент, находящийся в псевдоожиженном состоянии, оказывает относительно очень малое гидравлическое сопротивление;
) адсорбент представляет собой текучую фазу, легко транспортируемую из аппарата в аппарат.
Вместе с этим адсорбция в кипящем слое имеет и свои недостатки:
) в кипящем слое адсорбента отработавшие частицы адсорбента смешаны с неотработавшими. Поток, выходящий из адсорбера, встретив отработавшие частицы адсорбента, может вызвать десорбцию, что отрицательно скажется на степени разделения газовой смеси;
) вследствие интенсивного перемешивания частиц адсорбента в кипящем слое происходит их истирание; поэтому к адсорбенту предъявляются особые требования по механической прочности;
) при интенсивном движении частиц адсорбента в кипящем слое усиливается эрозия стенок аппарата.
На рис. 3.4.1 дана схема колонного аппарата для адсорбции в кипящем слое, применяемого при разделении углеводородных газов. Колонна снабжена контактными колпачковыми тарелками, схема устройства которых представлена на рис. 3.4.2. Частицы адсорбента, движущегося по колонне сверху вниз, переходят с тарелки на тарелку по переточным стаканам 1. Газ, который поддерживает частицы адсорбента на тарелке в состоянии псевдоожижения, проходит снизу вверх через патрубки 2 с колпачками 3. Для большей турболизации кипящего слоя установлены вертикальные перегородки 4, а для осуществления теплообмена-пучок трубок 5, в которых в зависимости от условий процесса может протекать охлаждающий или нагревающий агент.
Рис. 3.4.1 - Схема колонного аппарата для разделения газов адсорбцией в кипящем слое: 1 - выход непоглощенной части газа; 2 - корпус колонны; 3 - контактная тарелка; 4 - выход регенерированного адсорбента; 5 - выход фракции газа С3; 6 - выход фракции газа C2Рис. 3.4.2 - Схема устройства контактной тарелки колонного адсорбера с кипящим слоем: 1 - переточные стаканы; 2 - патрубки; 3 - колпачок; 4 - перегородки; 5 - теплообменные трубки
Колонна по высоте делится на пять зон. Газ, подлежащий разделению, поступает по трубе под нижнюю тарелку первой-верхней зоны, в которой протекает процесс адсорбции; свежий адсорбент подается в верхнюю часть этой зоны. В этой зоне из газовой смеси поглощаются углеводороды, содержащие два и три атома углерода, и небольшие количества метана. Непоглощенная часть газовой смеси, содержащей метан, водород, азот и двуокись углерода, удаляется из верха колонны по трубе 1. Так как процесс адсорбции в первой зоне колонны протекает с выделением тепла, тарелки этой зоны снабжены охладительными трубами, по которым протекает холодная вода.
Из первой зоны адсорбент по переточному каналу поступает во вторую, где поднимающийся с низа колонны инертный газ десорбирует из адсорбента метан; метан попадает в первую зону и уходит из колонны вместе с непоглощенной частью газа. Из второй зоны адсорбент поступает в третью, а затем в четвертую и пятую зоны. В третьей зоне происходит десорбция поглощенных газов с двумя углеродными атомами (фракция C2) и в четвертой - с тремя углеродными атомами (фракция С3). В пятой зоне адсорбент обрабатывается острым паром. Водяной пар выдувает из адсорбента углеводороды с тремя углеродными атомами. Адсорбент из пятой зоны выходит по трубе 4 и пневмотранспортом подается снова в верхнюю часть колонны.
Рис. 3.4.3 - Схема установки для адсорбции и десорбции в кипящем
слое: 1 - циклон; 2 - сепаратор; 3 - адсорбер; 4 - теплообменники;
, 6 - разгрузочные приспособления; 7 - десорбер; 8 - паровая
рубашка
На рис. 3.4.3 представлена схема установки для адсорбции и десорбции в кипящем слое, состоящей из адсорбера 3 и десорбера 7. В адсорбер 3 через трубу подаются исходная газовая смесь и регенерированный адсорбент из десорбера. В адсорбере создается кипящий слой адсорбента, в котором происходит адсорбция поглощаемой части газового потока. Непоглощенная часть газового потока через сепаратор 2 и циклон 1 удаляется из аппарата.
Из адсорбера адсорбент через разгрузочное приспособление 5 поступает в трубопровод и газом или паром, используемыми для десорбции, увлекается в десорбер 7, в котором десорбция проводится также в кипящем слое. Десорбер снабжен паровой рубашкой 8. Газ после десорбции проходит через теплообменник, где отдает тепло выходящему из адсорбера адсорбенту. Выходящий из десорбера регенерированный адсорбент охлаждается в теплообменнике 4.
На рис. 3.4.4 представлена схема устройства адсорбера с кипящим слоем.
Рис. 3.4.4 - Адсорбер с регулируемой высотой кипящего слоя:
- корпус адсор