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本论文选用γ-Al2O3、活性炭、4A分子筛、5A分子筛、13X分子筛为载体,选用CuCl、AgNO3为活性组分,采用等体积浸渍法制备多种吸附剂,并将其用于碳四丁烷/丁烯混合体系的动态吸附分离装置的实验,从中筛选出具有性能优良的CuCl/13X吸附剂,并对其吸附和再生性能进行系统研究。 研究的主要内容包括: 文献综述。首先对碳四工业进行简述;其次介绍碳四资源的利用和分离方法;然后详细综述π-络合吸附技术的原理、发展、应用;最后概括本论文的研究思路和内容。 第二章概述了吸附分离丁烷/丁烯混合体系所用的实验材料、仪器设备、吸附剂的制备方法等。重点讲述了动态吸附装置及流程、吸附再生操作步骤、尾气分析方法、吸附剂的评价指标以及吸附装置的可靠性分析。 第三章选用CuCl、AgNO3为活性组分,采用等体积浸渍法制备以γ-Al2O3、椰壳活性炭为载体的吸附剂,并在吸附分离丁烷/丁烯混合体系的装置上对吸附剂的性能进行了考察。所制备的吸附剂对碳四丁烷/丁烯混合体系的吸附分离效果较差,无法达到预期目的。 第四章选用4A分子筛、5A分子筛、13X分子筛为载体,按照第三章的实验步骤对制备的吸附剂进行性能考察。结果表明:5A分子筛、13X分子筛是分离混合碳四丁烷/丁烯体系吸附剂的优良载体。5A分子筛吸附剂主要依靠动力学因素分离,13X分子筛吸附剂主要通过π-络合作用分离丁烷/丁烯混合体系。 第五章制备一系列负载型CuCl/13X分子筛吸附剂;考察该类吸附剂中CuCl2负载量、吸附温度、制备方法、吸附压力、再生次数等对吸附剂性能的影响。当CuCl2负载量为6.0%,350℃焙烧1.0 h,吸附温度为35~40℃,吸附效果最佳,最大吸附量为4.03g。适当的提高吸附压力会增加吸附剂的平衡吸附量,多次再生后的吸附剂仍维持良好的活性。TPD分析发现丁烯各组分与CuCl/13X分子筛吸附剂的结合强度顺序为:反2-丁烯>顺2-丁烯>1-丁烯>异丁烯。烷烃组分与吸附剂只存在物理吸附作用,脱附过程较为简单。考察了热再生法、真空再生法、真空吹扫再生法对CuCl/13X分子筛吸附剂再生的效果。热脱附再生法和真空再生法不能使吸附剂有效再生,利用抽真空吹扫再生法对吸附剂再生,投资低,主要是真空泵的费用,再生周期短,是适宜的再生方式。