En el proceso de refinación de gas de petróleo licuado (GLP), la eliminación de humedad es el enlace central para garantizar la calidad del producto y la seguridad del proceso. Los desecantes tradicionales están limitados por la capacidad de adsorción y el rendimiento de la regeneración, y es difícil satisfacer las necesidades de la industria petroquímica moderna para la operación de bajo punto de rocío y ciclo largo. Con su estructura de poro única y sus propiedades químicas de superficie,13x tamiz molecularse ha convertido en un material innovador en el campo del secado de GLP, y sus ventajas técnicas se han verificado completamente en aplicaciones industriales.
Análisis de la estructura marco y el mecanismo de absorción de agua de los tamices moleculares de tipo sodio
El tamiz molecular 13X pertenece al tamiz molecular de tipo X de tipo sodio (NAX), y su estructura cristalina está formada por tetraedro de silicio-oxígeno y tetraedro de oxígeno de aluminio al compartir átomos de oxígeno para formar un marco tridimensional. Los iones de sodio (Na⁺) en el marco mantienen la estabilidad estructural a través de la acción electrostática, mientras forman poros uniformes con un diámetro de aproximadamente 10Å. La polaridad de las moléculas de agua hace que sea fácil formar hidratación con iones de sodio. Los datos experimentales muestran que a 25 grados y humedad relativa del 50%, la adsorción de agua estática del tamiz molecular 13x puede alcanzar más de 26.5WT%, lo que es significativamente mejor que el tamiz molecular 3A (20WT%) y el tamiz molecular 4A (22WT%).
La adsorción de las moléculas de agua en los poros del tamiz molecular 13x presenta características de adsorción de niveles múltiples:
Adsorción débil: los enlaces de hidrógeno se forman entre los grupos hidroxilo en la superficie de los poros y las moléculas de agua, y la energía de adsorción es de aproximadamente 49.5 kJ\/mol;
Adsorción fuerte: la hidratación de iones de sodio es dominante, y la energía de adsorción alcanza 80-100 kj\/mol;
Efecto de co-adsorción: el sulfuro de hidrógeno (H₂S) y el dióxido de carbono (CO₂) en el GLP pueden adsorberse simultáneamente para lograr la purificación profunda.
Ventajas del proceso del tamiz molecular 13x en el secado de GLP
1. Rendimiento eficiente de deshidratación
La aplicación real de una empresa petroquímica muestra que la torre de secado de GLP que usa 13x tamiz molecular puede reducir el contenido de agua del gas crudo de 150ppm a menos de 5 ppm, y la temperatura del punto de rocío se controla de forma estable por debajo de -70}. Sus características cinéticas de adsorción muestran que la cantidad de desorción en los primeros 5 minutos representa el 65% del agua total, y el 90% de la tarea de deshidratación se completa en 30 minutos, que es significativamente mejor que el 2- hora de equilibrio de la alúmina activada.
2. Operación anti-contaminución y a largo plazo
La resistencia a la compresión del tamiz molecular 13x alcanza 8 0 n\/partícula, y la velocidad de abrasión es menor o igual a 0. 1WT%. Puede funcionar de manera estable durante más de 3 años en el lecho fluidizado de alta velocidad de GLP. Después de que un determinado dispositivo ha estado funcionando durante 20 ciclos consecutivos de desorción de absorción de agua, la cantidad de adsorción de equilibrio solo ha disminuido en un 12%. Después del tratamiento con refuerzo de iones con una solución de cloruro de sodio 0.5mol\/L, la estabilidad del ciclo ha aumentado en un 30%.
3. Optimización del proceso de regeneración de gradiente
En vista de las características analíticas del tamiz molecular 13x, se adopta un modo de regeneración combinado de presión variable de temperatura variable en la práctica industrial:
La primera etapa: 180 grados, desorción de presión atmosférica del agua principal, tasa de desorción del 85%;
La segunda etapa: 150 grados, tratamiento de vacío de 5 kPa del agua residual, tiempo de desorción total acortado en un 40%.
Este proceso reduce el consumo de vapor en un 28%, y el ciclo de regeneración se comprime de 24 horas a 14.4 horas.
Casos de aplicación industrial y beneficios económicos
Caso 1: Unidad de desulfuración de LPG
Una refinería aplica 13x tamiz molecular al proceso de desulfuración de GLP. En las condiciones de contenido de entrada H₂S de 800 ppm y contenido de agua de 120 ppm, la salida H₂S cae a menos de 5ppm, y el contenido de agua es estable a 3 ppm. Después de la transformación del equipo, el consumo anual de tamices moleculares se reduce en un 40%, y el consumo de energía de la regeneración de la torre de secado se reduce en un 35%.
Caso 2: Purificación de gas crudo de separación de aire criogénico
En la unidad de separación de aire, el tamiz molecular 13x elimina los hidrocarburos como H₂O, CO₂ y C₃H₆ de GLP al mismo tiempo, lo que aumenta la pureza del gas crudo a 99.999%. En comparación con el proceso de la serie de tamiz molecular 3A\/4A, la inversión del equipo se reduce en un 25% y la flexibilidad operativa aumenta en un 40%.
13x tamiz molecular se ha convertido en la tecnología convencional en el campo del secado de GLP debido a su excelente rendimiento de adsorción y adaptabilidad del proceso. Con la innovación continua de la modificación e integración de procesos de materiales, esta tecnología desempeñará un papel más importante en el proceso de energía limpia y la baja carbonización industrial.