烷烃在沸石分子筛中吸附分离的分子模拟研究

被引：0

作者：

吕玲红

机构：

[1] 浙江大学

关键词：

分子筛; 烷烃; 吸附; 分离; 吸附位; 蒙特卡罗模拟;

D O I：

暂无

年度学位：

2005

学位类型：

博士

导师：

王琦;

摘要：

沸石分子筛是一类具有骨架结构的微孔晶体材料,被广泛应用在吸附、分离和催化过程中。分子筛材料种类繁多,关于分子筛的研究一直以来是人们关注的课题。天然气的分离、纯化和储存等问题使得天然气产物在分子筛上的吸附的研究日益重要,而石油产品的分离也大量采用分子筛来实现。因此有必要更清楚地了解烷烃混合物在分子筛上的吸附行为。混合气体吸附的研究相当稀少而零乱,这主要是因为对它们进行实验和理论的研究存在很大的困难,吸附等温线如果通过实验来得到非常费时,因此采用计算机分子模拟技术对此进行研究是很有意义的。本论文运用巨正则系综蒙特卡罗（GCMC）与构型偏倚蒙特卡罗模拟相结合的方法对烷烃及其混合物在不同分子筛中的吸附和分离进行了模拟,得到了不同烷烃体系在不同分子筛上的吸附等温线,混合物吸附相图,并考察了烷烃分子在分子筛中的吸附位,比较了几种分子筛的分离性能。得到了下列结果: 1.采用Lennard-Jones模型和GCMC与CBMC相结合的方法对烷烃在分子筛上吸附的模拟能取得与实验数据相一致的结果,作为一种“机器实验”这种模拟方法可以为工业设计提供数据。 2.对短链二元混合物,当较短链组分摩尔分数为0.5时,甲烷-丙烷体系中分子筛对较长链烷烃的选择性大小顺序依次为ISV>MFI>MEL>FER>TON>MOR,对乙烷-丙烷体系为ISV>MOR>MFI>FER>MEL>TON。对短链三元和四元混合物吸附等温线的模拟结果表明在低压下较长链烷烃组分被优先吸附,随着压力升高,吸附先升高而后下降。对于短链组分在高压下被吸附且随着压力升高,吸附量增加。不同分子筛对三种混合物吸附量大小顺序为ISV>MFI>MOR。 3.C4-C7烷烃异构体二元混合物（气相摩尔分数为0.5时）在同一种分子筛中的吸附呈现相同的趋势。在MFI分子筛中低压下支链烷烃的吸附量与直链烷烃的相似,但随着压力的升高支链烷烃的吸附先到达一个最大值然后下降,而直

引用

页数：122

共 52 条

[1]

量子化学计算方法与应用.[M].林梦海编著;.科学出版社.2004,

[2]

分子筛与多孔材料化学.[M].徐如人等著;.科学出版社.2004,

[3]

非均匀固体上的物理吸附.[M].(波兰)M.杰罗尼克(M.Jaroniec);(美)R.迈狄(R.Madey)著;加璐等译;.化学工业出版社.1997,

[4]

应用统计力学.[M].胡英等编著;.化学工业出版社.1990,

[5]

沸石制备技术及其在石油化工中的应用.[M].(美)斯科特(Scott;J.)著;郁祖庚译;.烃加工出版社.1986,

[6]

统计热力学在推算平衡物性中的应用.[M].[日]斋藤正三郎著;傅良译.化学工业出版社.1986,

[7]

吸附的基础与设计.[M].[日]北川浩;[日]铃木谦一郎著;鹿政理译.化学工业出版社.1983,

[8]

蒙特卡罗方法及其在粒子输运问题中的应用.[M].裴鹿成;张孝泽著.科学出版社.1980,

[9]

马尔柯夫过程论初步及其应用.[M].[]巴鲁查-赖特(A·T·Bharucha-Reid) 著;杨纪珂;吴立德译.上海科学技术出版社.1979,

[10]

沸石分子筛.[M].中国科学院大连化学物理研究所分子筛组编著.科学出版社.1978,

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