CC BY
44
TECHNICAL SCIENCES
PROCESS OPTIMIZATION OF ADSORPTION OF GAS MIXTURES 1 2 Yusubov F.V. , Bayramova A.S. (Republic of Azerbaijan)
Email: [email protected]
1Yusubov Fakhraddin Vali oglu - Doctor of Technical Sciences, Professor;
2Bayramova Aygun Seymur qizi - Engineer, Doctoral, DEPARTMENT OF PETROCHEMICAL TECHNOLOGY AND INDUSTRIAL ECOLOGY, FACULTY OF CHEMICAL TECHNOLOGY, AZERBAIJAN STATE UNIVERSITY OF OIL AND TECHNOLOGY, BAKU, REPUBLIC OF AZERBAIJAN
Abstract: considered separation of gas mixtures allows the adsorption in respect to ternary gas mixture of H2S/NO2/ CO2, the original composition of which in %volume corresponds to - H2S - 80, CO2 - 15, NO2 - 5, using the zeolite NaX while maintaining differential pressure in the adsorption layer 0,173^0,203 kg/cm2. The optimal conditions of the process of adsorption of gas components contained in the mixture is to conduct the process at a pressure drop in the adsorption layer 0,193 kg/cm2, which provides after purification the content ofvol.%: H2S- 0,040, CO2 0,010, NO2 - 0,061. Keywords: the gas mixture, a fixed layer, zeolite NaX optimum conditions.
ОПТИМИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА АДСОРБЦИИ ГАЗОВЫХ
СМЕСЕЙ 12 Юсубов Ф.В. , Байрамова А.С. (Азербайджанская Республика)
1Юсубов Фахраддин Вали оглы - доктор технических наук, профессор;
2Байрамова Айгюн Сеймур кызы - инженер, докторант, кафедра нефтехимической технологии и промышленной экологии, химико-технологический факультет, Азербайджанский государственный университет нефти и промышленности, г. Баку, Азербайджанская Республика
Аннотация: рассмотренное разделение газовых смесей позволяет вести адсорбцию в отношении трехкомпонентной газовой смеси H2S/N02/C02, исходный состав которой в %-ом объеме соответствует- H2S - 80, СО2 - 15, N02 - 5, с использованием в качестве цеолита NaX при поддержании перепада давления в адсорбционном слое 0,173^0,203 кГ/см2. Оптимальным условием процесса адсорбции содержащихся газовых компонентов в смеси является проведение процесса при перепаде давления в адсорбционном слое 0,193 кГ/см2, который обеспечивает после очистки содержание % об.: H2S - 0,040, СО2 - 0,010, N02 - 0,061.
Ключевые слова: газовая смесь, неподвижный слой, цеолит NaX, оптимальные условия.
УДК 66.074
В настоящее время происходит интенсивное внедрение прикладных математических методов и ЭВМ в научно -исследовательские работы. Широкое распространение нашло создание математических моделей, увеличение надежности и качества получаемой информации. В процессе научной исследовательской работы возникают трудности, связанные с обработкой информации и прогнозирования. Соответственно, сперва разрабатывается математическая модель рассматриваемого процесса, производится ее оптимизация, а в дальнейшем оптимальное проектирование.
Нами проведена оптимизация процесса адсорбции газовых смесей на основе ранее разработанной модели [1]. Расчетные и теоретические результаты хорошо согласуются.
Газовую смесь И28, СО2 и N02 пропускали через неподвижный слой цеолита МаХ давление 1-6 МРа, при 20 - 400С подачей в верхнюю часть адсорбера. На неподвижном слое цеолита МаХ происходит адсорбция Н28, С02 и М02. Процесс осуществляется в 4-х адсорбционных аппаратах. Первый адсорбер работает в режиме адсорбции, второй десорбции, третий регенерации и четвертый охлаждения.
Скорость природного газа определяется гидравлическим сопротивлением слоя адсорбента. Слой цеолита №Х постепенно насыщается нежелательными компонентами Н28, С02 и М02. После полного насыщения цеолита адсорбер переключают на регенерационный режим непосредственно в адсорбере и дальше соответственно. Расход природного газа контролировали расходомером. Влагу газовых смесей на выходе из адсорбера измеряли прибором «Рагате1г1с-280». Концентрацию компонентов газовых смесей определяли прибором "КиЪоШегт". При различных значениях перепада давления слоя адсорбента определяли концентрации газовых смесей. Значение концентрации газов, в зависимости от условия процесса адсорбции, содержащихся в очищенном потоке на выходе из адсорбера, приведены в таблице 1.
Таблица 1. Значения концентрации газов, содержащихся в очищенном потоке на выходе из адсорбера в зависимости от условия процесса адсорбции
Значение перепада давления в адсорбционном слое, кГ/см2 Содержание компонентов газовых смесей после очистки, % об
H2S CO2 NO2
0.153 0.059 0.041 0.087
0.163 0.054 0.033 0.08
0.173 0.047 0.018 0.07
0.183 0.042 0.012 0.062
0.193 0.040 0.011 0.061
0.203 0.041 0.010 0.067
0.214 0.042 0.014 0.074
0.224 0.043 0.020 0.086
0.234 0.047 0.026 0.092
Таким образом, предлагаемый метод разделения газовых смесей позволяет вести адсорбцию в отношении трехкомпонентной газовой смеси Н^/Ы02/ С02, исходный состав которой в %-ном объеме соответствует- И28 - 80%, С02 - 15%, М02 - 5%, с использованием в качестве цеолита NaХ при поддержании перепада давления в адсорбционном слое 0,173-0,203 кГ/см2. Оптимальными условиями процесса адсорбции содержащихся газовых компонентов в смеси является проведение процесса при перепаде давления в адсорбционном слое 0,193 кГ/см2, который обеспечивает после очистки содержание % об.: И28 - 0,040, С02 - 0,010, Ш2 - 0,061.
Ранее степень недоиспользования адсорбционной емкости составлял на различных цеолитах NaХ - 49%, №А - 42% и СаА - 23% [2].
Проведенные нами экспериментальные данные показывают, что при скорости газа 1,5 м/с и при поддержании перепада давления в адсорбционном слое 0,173 - 0,203 кГ/см3 степени недоиспользования адсорбционной емкости приближаются к нулю.
Способ очистки газовой смеси содержащей диоксид углерода, диоксид азота и сероводород, включающий контактирование газового потока с синтетическим
цеолитом NaX, отличающийся тем, что процесс осуществляют при перепаде давления в адсорбционном слое 0,173 - 0,203 кГ/см3.
Задачей метода разработки - является разделение газовых смесей, позволяющего осуществить очистку от одновременного присутствия сероводорода, диоксида серы и N02 [3].
Поставленная задача решена предлагаемым способом очистки: путем контактирования газового потока, содержащего СО2, H2S и N02 с адсорбентом NaX при перепаде давления в адсорбционном слое 0,173- 0,203 кГ/см2.
Предлагаемый метод разделения газовых смесей позволяет вести адсорбцию в отношении трехкомпонентной газовой смеси H2S/N02/C02, исходный состав которой в %-ном об. соответствует- H2S - 80%, СО2 - 15%, N02 - 5%, с использованием в качестве цеолита NaX при поддержании перепада давления в адсорбционном слое.
При решении проблем тонкой очистки природных газов от СО2, H2S и NO2 наряду с абсорбционными и каталитическими методами широкое распространение получили адсорбционные процессы. Адсорбция СО2, H2S и NO2 из газовых смесей может протекать на цеолитах, на силикагелях и на активированных углях [4].
При экспериментальном исследовании изучены кривые изотермы адсорбции СО2, H2S и NO2 из газовых смесей. Изотермы адсорбции определены в различных адсорбентах: цеолитах NaX, активированных углях ТА 95, ТА 120 и в силикагелях КСМ. Получены результаты исследований адсорбционной способности различных адсорбентов по СО2, H2S и NO2 из газовых смесей в идентичных условиях [5]. Выявлено преимущественное использование для сорбционного разделения СО2, H2S и NO2 на цеолите NaX. Определена предельная статическая активность адсорбента NaX по СО2 - 11.0. H2S— 12.6 и NO2 - 9.8 г/100 г. Процесс очистки газовых смесей на цеолитах является циклическим.
Список литературы /References
1. Юсубов Ф.В. Математическая модель динамики неравновесной адсорбции в неподвижном слое // Химия и технология топлив и масел. № 4, 2007. С. 16-19.
2. Юсубов Ф.В., Байрамова А.С. Исследование диффузионных параметров адсорбционной очистки природных газов // Журнал нефтегазовые технологии. Москва. Россия. № 4, 2016. С. 64-69.
3. Юсубов Ф.В., Байрамова А.С. Новый подход к тонкой очистке природных газов. Журнал «Нефтепереработка и нефтехимия». № 10. Москва, 2016. С. 25-29.
4. Юсубов Ф.В., Зейналов Р.И., Ибрагимов Ч.Ш. Исследование сорбционных процессов в переходном режиме // Журнал прикладной химии. Т. 74. Вып. 69. Санкт-Петербург. Россия, 2001. С. 59-62.
5. Юсубов Ф.В., Зейналов Р.И., Ибрагимов Ч.Ш. Математическое моделирование и исследование диффузионных параметров жидкофазной адсорбции в неподвижном слое. Журнал прикладной химии. Санкт-Петербург. Россия. Т. 67. Вып. 5, 1994. С. 861-863.
Reference in English / Список литературы на английском языке
1. Yusubov F. V. Mathematical model of dynamics of non-equilibrium adsorption in a fixed bed // Chemistry and technology of fuels and oils. № 4, 2007. P. 16-19.
2. Yusubov F.V., Bayramova A.S. Study of the diffusion parameters of adsorption purification of natural gases // Journal of oil and gas technology. Moscow. Russia. № 4, 2016. P. 64-69.
3. Yusubov F.V., Bayramova A.S. New approach to fine purification of natural gas. The magazine "Refining and petrochemicals". № 10, 2016. Moscow. P. 25-29.
4. Yusubov F.V., Zeynalov RI., Ibrahimov Ch.Sh. Study of sorption processes in the transitional regime // Journal of applied chemistry. Vol. 74. vol. 69. Saint Petersburg, Russia, 2001. P. 59-62.
5. Yusubov F. V., Zeynalov R.I., Ibrahimov Ch.Sh. Mathematical modeling and investigation of the diffusion parameters of liquid-phase adsorption in a fixed bed. Journal of applied chemistry. Saint Petersburg, Russia. V. 67. № 5, 1994. P. 861-863.
GETTING ISOBUTENE AND ISOBUTYLENE HIGH-PURITY
ISOBUTENE-ISOBUTAN FRACTIONS OF PYROLYSIS GAS 1 2 Ibragimov Ch.Sh. , Guliyeva S.N. (Republic of Azerbaijan)
Email: [email protected]
1Ibrahimov Chingiz Shirin oglu - Doctor of Technical Sciences, Professor; 2Guliyeva Sevinj Nizami qizi - Senior Assistant, DEPARTMENT OF PETROCHEMICAL TECHNOLOGY AND INDUSTRIAL ECOLOGY, FACULTY OF CHEMICAL TECHNOLOGY, AZERBAIJAN STATE UNIVERSITY OF OIL AND INDUSTRY, BAKU, REPUBLIC OF AZERBAIJAN
Abstract: conducted research and developed technology for the process of obtaining high-purity isobutene and isobutane from the isobutane-isobutilene fraction of the pyrolysis gas. With this purpose, to clean isobutane fraction from the impurities of isobutylene selected adsorbent brand AR-3, and to clean isobutilene fraction from impurity of n-butylenes picked up by a zeolite of the brand and the CAA carried out adsorption treatment. Due to the high selective ability and the activity of these adsorbentov compared to impurities obtained the degree ofpurity of the isobutylene and isobutane 99,9%.
To implement these processes in existing in the production system, which was implemented two adsorption units, thereby obtained a new modified technological scheme. Keywords: isobutene, isobutylene, pyrolysis gas, isobutane-isobutylene fraction, n-butylenes, extraction, adsorption, activated coal AR-3, zeolite, CaA.
ПОЛУЧЕНИЕ ИЗОБУТАНА И ИЗОБУТИЛЕНА ВЫСОКОЙ
ЧИСТОТЫ ИЗ ИЗОБУТАН-ИЗОБУТИЛЕНОВОЙ
ФРАКЦИИ ПИРОЛИЗНОГО ГАЗА 12
Ибрагимов Ч.Ш. , Гулиева С.Н. (Азербайджанская Республика)
1Ибрагимов Чингиз Ширин оглы - доктор технических наук, профессор; 2Гулиева Севиндж Низами кызы - старший лаборант, кафедра нефтехимической технологии и промышленной экологии, химико-технологический факультет, Азербайджанский государственный университет нефти и промышленности, г. Баку, Азербайджанская Республика
Аннотация: проведены исследования и разработана технология процесса получения высокочистого изобутилена и изобутана из изобутан-изобутиленовой фракции пиролизного газа. С этой целью для очистки изобутановой фракции от примеси изобутилена подобран адсорбент марки АР-3, а для очистки изобутиленовой фракции от примеси н-бутиленов подобран цеолит марки СаА и проведены адсорбционные очистки. Благодаря высокой избирательной способности и активности этих адосрбентов по отношению к данным примесям получена степень чистоты изобутилена и изобутана 99,9%.
