Вытеснительная адсорбция азота из гелий-азотных смесей при переработке природного газа

• Автор: Паламарчук, Виталий Саввович
• Шифр специальности: 02.00.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 208 с. : ил.

Содержание.
Введение

Глава 1 .Литературный обзор

1.1. Изотермическая кинетика физической адсорбции одного вещества

1.2. Изотермическая динамика адсорбции одного вещества

1.3. Неизотермическая динамика адсорбции одного вещества 1.4.Экспериментальные методы изучения адсорбции

1.5. Адсорбция азота и адсорбционное разделение газовых смесей с азотом

Глава 2. Равновесные характеристики адсорбции азота из гелийазотной смеси

2.1. Используемые материалы

2.2 Изотермы адсорбции азота из гелийазотной смеси, полученные хроматографическим методом
2.3. Исследование равновесных характеристик процесса вытеснительной адсорбции из гелийазотных смесей комбинированным методом
Глава 3. Кинетика вытеснительной адсорбции азота из гелийазотных смесей
3.1. Разработка диэлектрометрического метода исследования адсорбционных процессов
3.2. Изотермы адсорбции, полученные диэлектрическим методом
3.3. Кинетика вытеснительной адсорбции азота из гелийазотных смеси при высоких давлениях и ТК
3.4. Энергии активации внутридиффузионного переноса
Глава 4. Опытнопромышленные испытания адсорбента на Оренбургском гелиевом заводе
4.1. Краткая характеристика процесса получения гелия из природного газа
4.2. Результаты опытнопромышленных испытаний на ОГЗ
4.3. Практические рекомендации по проектированию адсорбционных аппаратов
Заключение
Выводы
Литература


Влияние этих факторов рассмотрено в работах ,. Коэффициент продольной дисперсии изменяется от минимального значения на входе в адсорбер до максимального, которое устанавливается при длине адсорбера приблизительно на два порядка превышающей диаметр зерен адсорбента. Поэтому, для адсорбционных аппаратов с большой длиной адсорбционного слоя переходной областью, где коэффициент дисперсии переменный, можно пренебречь и считать коэффициент дисперсии в уравнении не зависимым от продольной координаты. Для проведенных исследований большой интерес представляет динамика адсорбции одного вещества при таких значениях концентрации адсорбата, когда уравнение изотермы адсорбции имеет нелинейный вид. Для неравновесной модели идеального вытеснения в работе найдены условия реализации режима параллельного переноса или стационарного фрон та типа бегущей концентрационной волны. Режим параллельного переноса для неравновесной динамики адсорбции с учетом или без учета продольного перемешивания реализуется только по истечении определнного времени. Вопрос формирования концентрационного фронта рассмотрен в работах ,. Для изотермы прямоугольного вида получена аналитическая оценка величины времени формирования режима параллельного переноса . Вопрос о конечности стационарного концентрационного фронта для неравновесной адсорбции при наличии изотерм различного вида рассмотрен в ,. Динамика адсорбции в радиально цилиндрических адсорберах для линейной и прямоугольной изотерм проанализировано в работах . Для изотерм сложного вида 4, которые чаще всего встречаются на практике , распределение концентраций носит сложный характер. В работах различными методами проведен анализ возможных режимов для з образных и еще более сложного вида изотерм адсорбции. Рядом авторов изучена динамика адсорбции для более сложных моделей . Так в работе рассмотрена динамика адсорбции при наличии взаимодействующих адсорбированных молекул. Вопрос о соответствии описанных теоретических моделей реальным адсорбционным процессом в зернах адсорбентов является весьма важным для практических исследований. Этот вопрос непосредственно связан с решением обратных задач кинетики и динамики адсорбции, т. В промышленных адсорбционных аппаратах, которые часто имеют большой диаметр, значительную роль играют тепловые эффекты, оказывающие значительное влияние на массообмен при адсорбционном разделении газовых смесей. В связи с этим важно проанализировать различные режимы неизотермической динамики адсорбции. При налипши физической адсорбции на границе раздела фаз выделяется теплота, что может привести к значительному увеличению температуры внутри зерна адсорбента. Влияние тепловых эффектов на адсорбционные процессы широко представлено во многих работах как отечественных так и зарубежных исследователей ,,77. В ряде экспериментальных работ показано, что тепловые эффекты могут существенно влиять на процесс поглощение паров и газов зернами адсорбентов, причем это влияние может быть значительным даже при относительно небольших концентрациях адсорбирующего вещества 79,45. Л плотность . В большинстве работ теоретические модели кинетики неизотермической адсорбции рассмотрены для квазигомогенных пористых зерен. Чаще всего используется модель переноса вещества типа роге см. ИсГсм. Т температура в макроточке пористого зерна . Отмечая сложность анализа теоретической модели описываемой уравнениями типа 7,8, , ятя бипористых зерен, авторами рассмотрены ее основные положения. Анализ этой модели позволяет определить границы применимости квазигомогенной модели зерна. Если проводить анализ системы уравнений неизотермической динамики адсорбции одного вещества, учитывая кинетику теплообмена, описываемую уравнением , то, даже пользуясь численными методами, решить эту проблему затруднительно. Исходя из этого, следует использовать приближенную форму уравнений кинетики теплообмена, которые, как показано Филипповым Л. К., зависит от характера массообмена внутри пористого зерна. Различные приближенные выражения тепловой функции заполнения получены в 84 .