3A分子筛和活性氧化铝--乙烯裂解气干燥剂

3A分子筛和活性氧化铝--乙烯裂解气干燥剂  
       
       3A分子筛和活性氧化铝用于乙烯装置中裂解气、氢气、碳二和碳三馏分的含水量不高，但要求脱水后物料的干燥度很高，均采用3A分子筛或活性氧化铝为干燥剂的吸附法进行干燥。
3A分子筛或活性氧化铝为干燥剂的技术指标如下：

干燥剂	堆积密度 g/cm3	比表面积 m2/g	孔容 cm3/g	平均孔径 nm	抗压强度 N/颗	静态水吸附，%
						相对湿度 20%	相对湿度50%	相对湿度20%
3A分子筛	0.68~0.75	≥600	-	8 在2~52之间	≥85 (φ3~5mm)	21	21	21
活性氧化铝	0.67~0.73	≥300	≥0.4	3	≥100 (φ3~5mm)	9	16	76

比表面积采用BET氮吸附法.
    

       上图是活性氧化铝和3A分子筛吸附水分的等温吸附曲线和等压吸附曲线。分子筛是典型的平缓接近饱和值的郞格谬尔型等温吸附曲线，在相对温度达20%以上时，其平衡吸附量接近饱和值。但即使在很低的相对温度之下，仍具有较大的吸附能力。而活性氧化铝的吸附容量随相对湿度变化而变化很大，在相对湿度超过60%时，其吸附容量高于分子筛。随着相对湿度的降低，其吸附容量远低于分子筛。由等压曲线可见，在低于100℃的范围内，分子筛吸附容量受温度的影响较小，而活性氧化铝的吸附量受温度的影响较大.
        3A分子筛是离子型极性吸附剂，对极性分子特别是水有*的亲和力，易于吸附；而对于H₂、CH₄和碳三以上烃类均不易吸附。因而用于裂解气和烃类干燥时，不仅烃的损失少，也可减少高温再生时形成聚合物或结焦而使吸附剂吸附性能劣化。相反，活性氧化铝可吸附碳四不饱和烃，不仅造成碳四烯烃损失，影响操作周期，而且再生时易形成聚合物或结焦而使吸附剂性能恶化。
       下图是裂解气干燥时，经多次干燥后吸附剂性能的劣化情况。3A分子筛劣化的主要原因是由于细孔内钾离子的入口被堵塞所致，循环初期劣化速度较快，以后慢慢趋向一个定值。其劣化度约为初始吸附量的30%左右。较活性氧化铝为优。目前，裂解气干燥脱水均采用3A分子筛，而氢气、碳二和碳三馏分脱水时，则3A分子筛与活性氧化铝均有采用。


        乙烯装置正常操作中均以深冷分离所得甲烷馏分为再生气，其露点在-70℃以下，按此，再生温度为200~220℃，裂解气的干燥度*低可达-96℃~102℃之间。在乙烯装置开工运行中，当甲烷馏分尚未合格时，不宜用甲烷作为再生气。此时，一般用氮气进行再生。为节省氮气用量，一些装置使用燃料气压缩机使氮气循环使用。在这种情况下，氮气露点在14~20℃之间（在0.35Mpa和38~40℃之下的饱和水量）。显然，当再生温度达200℃以上，其干燥度仍可达到-70℃露点的要求。此外，在乙烯装置试运转期间进行系统干燥时，一般用干燥器出口空气再生，此时可以达到较高的干燥度。