超吸附分離法

超吸附分離法是指在石油化工中，採用各型分子篩等進行超吸附的裂解氣分離法。如採用分子篩5A型進行乙烯與丙烯的分離；採用沸石連續吸附從丙烯一丙烷混合物中分離高純度丙烯。採用分子篩13X在常壓下使芳(香)烴與烯烴及其他脂肪烴分離等操作。

基本介紹

• 中文名：超吸附分離法
• 外文名：separation by hypersorption
• 定義：利用超吸附進行的裂解氣分離技術
• 學科：石油、天然氣工業
• 領域：石油化工
• 實例：分子篩5A型進行乙烯與丙烯的分離

超吸附簡介

一般指氣體和吸附劑以一定的流速在填充床吸附設備中作逆向運動而進行接觸的連續吸附操作，以及解吸和使吸附劑再生。目前套用還限於氣體混合物的分離，如從天然氣中分離丙烷和丁烷等。

超吸附分離法一般採用採用分子篩在常壓下分離裂解氣中甲烷和氫氣，所得到的氫氣純度一般可在90%以上。主要用於石油化工工業，解吸時一般可用水蒸氣或其他氣體吹出吸附在分子篩上的物質。在採用分子篩吸附時，分子篩的高度選擇性和吸附能力、分子篩的使用周期和製備成本都會是重要的影響因素。

吸附分離法

基本概念

(一)吸附劑與吸附質

用來吸附可吸附組分的固體物質稱吸附劑，被吸附組分；為吸附質，不為吸附的組分稱惰性氣體。

(二)化學吸附與物理吸附

在吸附過程中伴有化學反應的吸附過程稱化學吸附，不發生化學反應的又分為物理吸附和活性吸附。物理吸附純系由分子間引力引起的吸附，而活性吸附是在吸附過程中，吸附劑與吸附質形成一種結合物，這種結合物與化合物不同，沒有一定的化學式。

(三)吸附與脫附

吸附劑吸附吸附質的過程稱吸附，將吸附質從吸附劑中驅出的過程稱脫附。

(四)吸附量與吸附平衡

在一定的壓力與溫度下，一定量的吸附劑所吸附的吸附質的量是一定的稱吸附量。當吸附速度與脫附速度相等寸，便達到了吸附平衡。

(五)出峰

吸附劑對天然氣中不同組分的吸附是有選擇性的，當．被吸附的某個組分到達出氣截面時，我們說這種組分開始出峰。

基本原理

所謂吸附分離法，是利用某種固體吸附劑，有選擇地吸附氣體混合物中的某個組分(吸附質)，隨後再使之從吸附劑上解吸出來，從而達到分離天然氣的目的。

吸附作用主要是基於固體吸附劑的表面力，分子引力能使吸附劑表面保持一層或數層吸附質分子。而不同的吸附質在吸附劑的吸著能力不同。如果我們選擇能夠吸附天然氣中所需要組分的吸附劑將這些組分吸附，然後再在高溫或低壓下將其脫附，達到分離天然氣之目的。

對於吸附作用表面力的性質，至今還沒能充分了解，對吸附過程的本質也沒能很好地從理論上進行解釋，但是固體吸附劑對吸附質的吸著現象是存在的，氣固兩相充分接觸後吸附平衡是能夠達到的。

優點

吸附分離法比結晶法有較大的優點。它可以一步將混合料中的對二甲苯以99.5%的純度分離出來，而且回收率可以達到98%以上，而結晶法第一步得到的產物純度在90%以下，單程收率只有60—65%。此外，吸附法是液相操作，因而避免了結晶法中採用的深度冷凍和固體處理，既簡化了工藝過程，又不需要特殊鋼材，使生產成本大為降低。它的主要缺點是需有選擇性能特優的特殊吸附劑，以及必須配以比較複雜的自動控制設備，才能實現連續的生產。

實際套用

吸附分離法提氦

在20世紀70年代後期，美國的由粗氦生產液氦的工廠已由低溫法改為變壓吸附(PSA)法，但工業規模的大量套用還未見報導，近期開發的變溫吸附和變壓吸附法已在天然氣提氦中投入套用。美國氦技術公司採用兩段PSA裝置將氦含量小於10%的氣源濃縮至98%以上，兩段PSA裝置都使用四個活性炭吸附床依次經歷吸附、循環、降壓、排空和加壓等工序。經一段提濃的氦進入二段，排放氣另行處理。PSA提氦工藝的一段流程示意圖如右圖所示。二段的流程與一段相同，只是二段出產品氦，二段的排放氣返回一段入口。

PSA提氦工藝簡圖