1-word1-设计文档集12-变压吸附-PSA

淄博齐翔腾达化工分厂年产6.4万吨MMA项目变压吸附分子筛淄博齐翔腾达化工分厂6.4万吨/年MMA项目2018“东华科技-陕鼓杯”第十二届全国化工设计大赛指导老师：张定明 团队成员：陈成、王文、张晓惠、黄家凤、梁思琪四川理工学院-Phoenix变压吸附分子筛 目录第一章 变压吸附分子筛- 1 -1.1变压吸附简介- 1 -1.2吸附剂的选择- 1 -第二章 变压吸附过程及模拟- 3 -2.1流程简述- 3 -2.2流程模拟- 4 -第三章 吸附器选型一览表- 5 -第一章 变压吸附分子筛1.1变压吸附简介变压吸附就是在较高压力下进行吸附，在较低压力（甚至真空状态）下使吸附的组分解吸出来，与深冷分离、膜分离、化学吸收等气体分离与提纯技术相比，变压吸附技术有如下几种优点：（1）产品纯度高：对于绝大多数气源，变压吸附可除去其中的大量杂质；（2）工艺流程短：对于含有多种杂质的气体，在大多数情况下变压吸附都可以一步将各种杂质脱除而获得所需产品；（3）原料气适应性强：对于杂质包括H2O、N2、O2、CO、CO2、烃类、硫化物、氮氧化物等多种组分的复杂气源，均可利用变压吸附予以提纯；（4）操作弹性大：变压吸附氢提纯装置的操作弹性一般可达30120%；（5）产品纯度易调节：只需调整运行参数，变压吸附氢提纯装置即可得到各种不同纯度的产品；（6）操作简便：变压吸附装置的设备简单、运转设备少，且全都是自动化操作，开停车一般只需0.52小时；（7）能耗低、运行费用小；1.2吸附剂的选择PSA异丁烯纯化工序的主要任务是将气液分离罐采出的工艺气体进行异丁烯的提纯，然后将纯化的异丁烯送入MAL制备工段实现物料的循环利用。分子筛的种类繁多，目前主要有 A 型、X 型和 Y 型三种类型，每一类型的分子筛按其阳离子的不同，孔径和性质也有所不同。本装置所用的分子筛为5A分子筛，是一种具有立方体骨架结构的硅铝酸盐，规格为3.0-5.0mm,球状，无毒，无腐蚀性。5A分子筛不仅有着发达的比表面积，而且有着非常均匀的空隙分布，其有效孔径为0.5nm,可吸附小于该孔径的任何分子。5A分子筛除具有3A，4A分子筛所具有的功效外，还可吸附C3C4正构烷烃，氯乙烷，溴乙烷,丁醇等，可应用于正异构烃分离、变压吸附分离及水和二氧化碳的共吸附。表1-1给出了集中常用分子筛的筛孔直径及化学组成，表1-2为5A分子筛技术指标。表 1-1常用分子筛的化学组成及孔径表1-2常用分子筛的化学组成及孔径型号硅铝比孔径/A化学组成3A(钾A型)233.34A(钠A型)24.24.75A（钙A型）24.55.610X(钙X型)2.3-3.38913X(Y型)2.3-3.5910指标单位球状条状直径目81248116“18”静态水吸附%wt21212121吸附正己烷量mg/g120120120120堆积密度g/ml0.660.660.640.64抗压强度N30753570磨耗率wt0.10.10.20.2残余含水量wt1.51.51.51.5表1-3吸附塔内各类填料装填量序号名称规格装填量kg装填体积%作用15A分子筛35球状 白色80050吸附N2、O2、CO2等2活性氧化铝0.51球状 白色50030吸附水 3惰性瓷球15 球状30020吸附水四川理工学院 Phoenix - 5 -第二章 变压吸附过程及模拟2.1流程简述图2-1 变压吸附塔流程示意图以A塔为例，原料气由下部的进气口进料，通过1号阀进入吸附塔，在塔内，原料气中的N2,O2等被吸附，作为产品的异丁烯通过吸附柱，通过上部的6号阀被排出，完成吸附操作后，塔内剩下的气体通过上部的5号阀与C塔一次均压降，然后通过5号阀为D塔提高冲洗和二次均压降，随后吸附剂.上被吸附的N2、O2等通过下部的2号阀逆放被排出，此时塔内压力降至大气压力，通过5号阀由B塔为其提高冲洗和一次均压升，再由C塔为其提高二次均压升，最后通过1号阀提高原料气为塔最终升压至操作压力。这样A塔完成一次循环操作，其余B,C,D塔操作原理与A塔相同。表2-1四塔变压吸附时序表123456789101112A吸附一均降提供冲洗二均降逆放冲洗一均升二均降最终充压B二均降最终充压吸附一均降提供冲洗二均降逆放冲洗一均升C逆放冲洗一均升二均降最终充压吸附一均降提供冲洗二均降D一均降提供冲洗二均降逆放冲洗一均升二均降最终充压吸附2.2流程模拟PSA异丁烯纯化是一个动态变化的过程，无法用Aspen Plus进行稳态的模拟，故本项目选用Aspen Adsorption软件对异丁烯纯化进行详细模拟。其模拟流程图如图2-2所示图2-2 变压吸附模拟流程图 详细参数参照Aspe