深冷装置分子筛脱水效果研究

分子筛对水分子具有良好的选择性吸附能力,天然气深冷装置常用分子筛脱除天然气中的微量水。本文对大庆天然气分公司萨南深冷装置吸附塔上、中、下不同位置的在用分子筛样品、结块分子筛样品和新分子筛样品进行了对比研究,分别对它们的水溶液pH值、干燥失重、比表面积和孔径分布做了测定。结果表明分子筛应用一段时间后,吸附了一定量的不可再生物质,使其比表面积和总孔体积较新分子筛下降,造成分子筛的吸附容量降低,结块分子筛的机械强度降低,粉化严重,性能大大下降。 通过在用4A分子筛的初步评价,用数学模型拟合了水在分子筛上的静态吸附数据,测定了水在4A分子筛上的动态吸附性能,提出了改进分子筛脱水效果的措施。 用Langmuir吸附方程拟合了30℃下,水和4A分子筛的吸附等温线,用式拟合了不同温度的饱和水蒸汽压下,水在3A、4A、5A和13X分子筛上的吸附曲线,拟合效果良好,并且可以很好地解释吸附曲线存在最大吸附温度的现象。 在工业装置上测定了天然气中的水分在4A分子筛上的动态吸附曲线,对吸附塔的脱水、脱硫效果进行了评价,并针对使用过程中存在的分子筛粉化、结块和性能下降问题,从分子筛形状、流动状况、吸附塔结构、温度和液态水、油等方面进行分析,提出了合理的改进措施和建议。