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GPCOS变压吸附PSA一氧化碳CO吸附剂

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作者 : Jamie Shaw
更新时间 : 2020-07-17 16:19:35
化学工业对CO有大量的需求,如TDI、乙二醇、甲酸、乙酸、丙酸、聚碳酸酯、聚氨酯、二甲基甲酰胺、碳酸二甲酯等生产过程都需要较高纯度的CO。CO虽然资源丰富,但往往与H2、N2、CH4、CO2等气体共存,需要对其进行分离提纯后才能资源化利用。此外,CO在绝大多数工业气体中又是有害气体,微量CO存在即可使多种催化剂中毒失活,因此需要对其深度脱除。在合成气、水煤气、半水煤气、高炉气、电石炉尾气、铜洗再生气、德士古炉气、转炉气、冶炼厂、黄磷尾气、焦炭发生气、炭黑尾气和有的化工厂的尾气中都含有大量CO以及H2、N2、CH4、CO2、水汽等,将CO分离提纯用作化工原料具有可观的经济价值。

传统的一氧化碳分离法:
工业上CO分离通常采用深冷分离法,利用CO与其他混合气沸点的差异实现分离,适用于大规模制备高纯CO。但此法设备投入大、流程复杂、操作成本高、能耗高、只有在大规模分离的场合才会更经济一些。70 年代初,美国Tenneco化学品公司开发出“Cosorb法”,所用吸收剂为四氯亚铜铝与甲苯的配合物
(CuAlCl4·C6H5CH3),其原理是与CO发生如下络合反应:
CuAlCl4·C6H5CH3+CO →CuAlCl4·CO·C6H5CH3
 
 
借此,在常温加压条件下吸收CO,使之与气体中其它组分分离,然后把含CO的络合吸收液减压、加温进行解吸。此法CO回收率高(≥99%),所得CO经甲苯回收处理后含量可达99.5%以上。但该络合吸附剂会对设备造成严重腐蚀,投资和操作成本较高。

变压吸附一氧化碳提纯工艺
变压吸附法(PSA)工艺原理是采用变压吸附工艺从含一氧化碳、氢气、氮气、甲烷、二氧化碳等组分的混合气中提纯一氧化碳。原料气进入一段PSA装置,吸附除去二氧化碳、水分及微量硫;脱碳后的净化气进入二段PSA装置,吸附的一氧化碳经减压真空解吸作为产品输出。PSA-CO技术具有工艺简单、自动化程度高、操作方便、能耗低、无设备腐蚀和环境污染等优点。其中高效CO吸附剂是核心关键。常规的5A和13X分子筛由于对CO吸附量小、选择性差,已不能满足工业分离需求。

顾兴GPCOS高效CO吸附剂
GPCOS高效CO吸附剂具有CO吸附容量大,CO对N2、CH4、H2、CO2等混合气分离系数大等优点,适用于变压吸附(PSA)回收高纯度CO和混合气体中少量CO的深度脱除。

GPCOS高效CO吸附剂基本性能指标如下:
 
外形:蓝绿色、深棕色条状颗粒(φ1.6-2.0mm)
CO吸附容量:≥48 NL/Kg(25℃,760mmHg)
抗压强度:≥40N(25粒平均)
堆积密度:≥0.75Kg/L(振实)

下图为GPCOS CO吸附剂和GPH-5分子筛在25℃下对CO、CO2、CH4和N2的吸附等温线。对比图片可以看出,GPCOS比传统PSA制CO吸附剂GPH-5分子筛具有更高的CO吸附容量(1bar下GPCOS的CO吸附容量为50.2 NL/Kg,GPH-5分子筛为33.8 NL/Kg)。此外,GPCOS对CO2、CH4、N2等吸附容量显著下降,使其CO/CH4、CO/N2、CO/CO2分离系数显著提升,显示出GPCOS对CO优良的选择性吸附能力。

GPCOS高效CO吸附剂与GPH-5分子筛吸附等温线对比:


实验结论
GPCOS分子筛更高的CO吸附容量和更优的选择性使其在PSA制CO实际应用中单位装填量具有更高的CO产率和回收率


 
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