Процессы и агрегаты нефтегазовых технологий
1. Основы процессов адсорбции и их место среди процессов переработки и очистки нефти и нефтепродуктов Адсорбция (англ. adsorption) - процесс поглощения компонентов газов (паров) или жидкостей поверхностью твердых тел (адсорбентов). Адсорбцию применяют в газовой и нефтеперерабатывающей промышленности для осушки газов, например, природного газа при подготовке его к транспорту, для «отбензинивания» попутных и природных газов, разделения газов нефтепереработки с целью получения водорода и этилена, осушки жидкостей, выделения низкомолекулярных ароматических углеводородов (бензола, толуола, ксилолов) из бензиновых фракций, для очистки масел. Явление адсорбции используется в хроматографии, в противогазах, для поглощения пахучих и вредных веществ, с целью защиты окружающей среды. По сравнению с другими массообменными процессами адсорбция эффективна при малом содержании извлекаемых компонентов в исходной смеси. Так, при разделении смеси сухих углеводородных газов процесс адсорбции оказывается более выгодным, чем процесс абсорбции, тогда как для жирных газов целесообразнее применять процесс абсорбции. Аналогично для жидких смесей: при невысоком содержании извлекаемых компонентов в сырье адсорбционное разделение предпочтительнее экстракции. Различают физическую и химическую адсорбцию (хемосорбцию). При физической адсорбции молекулы адсорбента и поглощенного вещества («адсорбата») не вступают в химическое взаимодействие и их связь обусловливается силами межмолекулярного взаимодействия, при котором связь менее прочна, чем при хемосорбции. Физическая адсорбция - экзотермический процесс; для газов и паров теплота адсорбции примерно равна теплоте конденсации. Адсорбируемость веществ зависит от их природы, строения молекул, наличия функциональных групп и заместителей, а также от природы и структуры адсорбента (величины удельной поверхности, размеров пор). Адсорбируемость углеводородов обычно возрастает с увеличением их молекулярной массы, однако значительное влияние на нее оказывают структура и размеры молекул. Парафиновые и нафтеновые углеводороды поглощаются в меньшей степени, чем ароматические. Сернистые соединения лучше сорбируются, чем содержащие их парафиновые и нафтеновые углеводороды. Непредельные низкомолекулярные углеводороды (этилен, пропилен) адсорбируются лучше, чем соответствующие их предельные аналоги (этан, пропан). Адсорбенты - пористые твердые вещества естественного и синтетического происхождения с развитой поверхностью пор. Удельная поверхность пор лежит в пределах от 200 до 1700 м2/г, средний размер пор - от 3 до 100А. Промышленные адсорбенты производят в виде таблеток или шариков размером от 2 до 6мм, а также порошков с размером частиц от 20 до 500мкм. В качестве адсорбентов используют активированный уголь, силикагель, алюмосиликаты, цеолиты. Цеолиты (молекулярные сита) - природные или синтетические адсорбенты с регулярной структурой пор, представляют собой алюмосиликаты натрия, калия и других элементов. Размеры входных окон, определяющих избирательность цеолитов, изменяются от 3 до 9 А.
Slaidy.com
