旋轉(zhuǎn)填充床在裂解氣酸性氣體堿洗中應(yīng)用的冷模實驗研究.pdf

1、石油化學(xué)工業(yè)是化學(xué)工業(yè)的重要部門，乙烯生產(chǎn)常作為衡量一個地區(qū)石油化工生產(chǎn)水平的標(biāo)志。裂解法生產(chǎn)乙烯的裂解氣中含有的酸性氣體(主要是CO2、H2S)對裂解氣分離裝置以及乙烯的加工裝置都會有很大的危害，在裂解氣壓縮過程中要將裂解氣中的酸性氣體脫除干凈。 旋轉(zhuǎn)填充床，又稱超重機，是一種用于強化傳質(zhì)、分離和反應(yīng)過程的新型化工設(shè)備，工業(yè)上有著廣闊的應(yīng)用前景。與普通的傳質(zhì)設(shè)備相比，旋轉(zhuǎn)床具有傳質(zhì)效率高、體積小、易操作等有點，目前已用于化工、

2、醫(yī)藥、環(huán)保、超細(xì)材料的制備以及氣液固三相分離等工業(yè)過程中。 在旋轉(zhuǎn)填充床中用金屬絲網(wǎng)填料進行氫氧化鈉吸收二氧化碳的實驗，計算體積傳質(zhì)系數(shù)的研究已有一些研究結(jié)果發(fā)表。但未見有文獻報道將旋轉(zhuǎn)填充床用于處理裂解氣中酸性氣體的工作。 本文用空氣和CO2的混合氣體模擬裂解氣，分別在旋轉(zhuǎn)填充床和填料塔中進行酸性氣體吸收實驗。研究了吸收液流量、吸收液濃度、進氣空氣量、進氣中CO2含量、旋轉(zhuǎn)填充床轉(zhuǎn)速和吸收液溫度對氣相總傳質(zhì)系數(shù)的影響。

3、 旋轉(zhuǎn)填充床中吸收過程的冷模實驗表明：旋轉(zhuǎn)填充床中吸收過程的氣相總傳質(zhì)系數(shù)為0.2～3.0s-1。旋轉(zhuǎn)填充床吸收過程的氣相傳質(zhì)系數(shù)都隨著吸收液流量、進氣空氣量升高而提高，隨著吸收液濃度、旋轉(zhuǎn)填充床轉(zhuǎn)速和吸收液溫度升高而提高，受它們的影響比較明顯，氣相傳質(zhì)系數(shù)隨著進氣中CO2含量的增加而降低。 填料塔中填吸收過程的冷模實驗表明：填料塔中吸收過程的氣相總傳質(zhì)系數(shù)為0.1～0.6s-1。氣相傳質(zhì)系數(shù)隨著吸收液流量，吸收液溫度的

4、增大而顯著提高，隨著混和氣體中CO2含量的增大而減小。氣相傳質(zhì)系數(shù)隨著進氣空氣量的增加而增大，增大到一定程度后隨著空氣量的增大而減小。 本文比較了旋轉(zhuǎn)填充床和填料塔對混和氣體中酸性氣體吸收的冷模實驗結(jié)果。實驗表明，旋轉(zhuǎn)填充床吸收過程的CO2吸收率要明顯高于填料塔吸收過程的吸收率，而且旋轉(zhuǎn)填充床吸收過程的CO2吸收率隨操作條件的變化敏感性要小于填料塔吸收過程。由此可見，旋轉(zhuǎn)填充床吸收CO2過程的傳質(zhì)效果要優(yōu)于填料塔吸收過程。

5、 本文還用冷模實驗數(shù)據(jù)推算工業(yè)操作條件(約1.5MPa，50℃)下旋轉(zhuǎn)填充床的吸收效果，預(yù)計可將裂解氣中酸性氣體的體積分?jǐn)?shù)由1.0％降至1×10-6以下。旋轉(zhuǎn)填充床脫除裂解氣酸性氣體的效果優(yōu)于傳統(tǒng)的脫除工藝。 在旋轉(zhuǎn)填充床中進行的水力學(xué)實驗表明：旋轉(zhuǎn)填充床的濕床氣相壓降隨著液體流量的增大而增大，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速增大使氣相壓降顯著增大，氣體流量對氣相壓降影響較小。干床氣相壓降隨轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速增大，氣體流量對氣相壓降的影響較小。干床的氣相壓降大