本文關(guān)鍵詞：汽油油氣中多組分VOCs在吸附樹脂上的競(jìng)爭(zhēng)吸附研究　出處：《南京大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：輕質(zhì)油品在生產(chǎn)、運(yùn)輸和使用過程中,揮發(fā)產(chǎn)生的高濃度烴類混合氣,會(huì)危害人體健康、造成環(huán)境污染、影響安全生產(chǎn),還會(huì)浪費(fèi)資源,降低油品質(zhì)量。采用合理的技術(shù)回收處理油氣,具有經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和健康多重價(jià)值,其中吸附法獲得廣泛應(yīng)用。吸附樹脂具有較高的比表面積、較好的機(jī)械強(qiáng)度,良好的吸附脫附能力和易于調(diào)控的孔結(jié)構(gòu)等優(yōu)點(diǎn),采用吸附樹脂處理油氣已有研究。但是,油氣成分復(fù)雜多變,不同組分的物化參數(shù)相差很大,共同吸附過程中產(chǎn)生競(jìng)爭(zhēng)吸附,與單組分吸附行為有顯著差異;目前研究中吸附質(zhì)多為油氣中單一組分或者把油氣化簡(jiǎn)為純組分,未考慮不同組分間的相互作用。本文選用超高交聯(lián)吸附樹脂NDA-150和大孔吸附樹脂NDA-1800作為吸附劑,以油氣中常見組分正戊烷、環(huán)己烷和甲苯為吸附質(zhì),開展多組分VOCs在NDA-150和NDA-1800上的吸附平衡和固定床柱吸附研究,探究多組分吸附平衡特性和競(jìng)爭(zhēng)吸附作用機(jī)制。主要的研究?jī)?nèi)容與結(jié)果如下:(1)測(cè)定了 30℃、40℃和50℃下,單組分正戊烷、環(huán)己烷和甲苯在超高交聯(lián)吸附樹脂NDA-150和大孔吸附樹脂NDA-1800上的吸附等溫線。結(jié)果表明,在低濃度區(qū)域,NDA-150富含微孔,吸附量快速上升;在中高濃度區(qū)域,NDA-1800含有較多中孔,吸附量持續(xù)增長(zhǎng),發(fā)生了毛細(xì)管凝聚作用。采用Freundlich、Langmuir和Dubinin-Astakhov(D-A)方程對(duì)正戊烷、環(huán)己烷和甲苯吸附平衡數(shù)據(jù)進(jìn)行了擬合,對(duì)于NDA-150,擬合效果為D-AFreundlichLangmuir,而NDA-1800,擬合效果則為FreundlichLangmuirD-A。等量吸附焓計(jì)算結(jié)果表明,NDA-150對(duì)正戊烷、環(huán)己烷和甲苯的吸附作用力要大于NDA-1800。(2)測(cè)定了 30℃、40℃和50℃下,正戊烷-環(huán)己烷、正戊烷-甲苯、環(huán)己烷-甲苯雙組分,以及正戊烷-環(huán)己烷-甲苯三組分體系在超高交聯(lián)吸附樹脂NDA-150和大孔吸附樹脂NDA-1800上的吸附等溫線。結(jié)果表明,在NDA-150上,各組分共同競(jìng)爭(zhēng)微孔吸附位點(diǎn),平衡吸附量小于該濃度下的單組分吸附量,吸附作用力越弱的組分,吸附量減少量越大;但是,在NDA-1800上的多組分吸附中,各組分的吸附量與該濃度下的單組分吸附量相近。這是由于NDA-150吸附正戊烷、環(huán)己烷和甲苯的吸附熱相差較大,因此吸附作用力相差較大,在NDA-150上產(chǎn)生了競(jìng)爭(zhēng)吸附作用;而NDA-1800吸附正戊烷、環(huán)己烷和甲苯的吸附熱相差較小,因此吸附作用力相近,在NDA-1800上表現(xiàn)為多組分的共吸附。采用理想溶液理論對(duì)雙組分和三組分吸附平衡進(jìn)行了預(yù)測(cè),并與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較。理想溶液理論對(duì)環(huán)己烷和甲苯的預(yù)測(cè)效果較好(平均相對(duì)偏差小于20%),對(duì)正戊烷的預(yù)測(cè)效果較差(雙組分體系中正戊烷的平均相對(duì)偏差大于20%,三組分體系中正戊烷的平均相對(duì)偏差大于40%)。(3)測(cè)定了不同濃度和溫度下正戊烷-環(huán)己烷、正戊烷-甲苯、環(huán)己烷-甲苯雙組分在超高交聯(lián)吸附樹脂NDA-150和大孔吸附樹脂NDA-1800上的吸附穿透曲線。結(jié)果表明,在NDA-150上,吸附力弱的組分會(huì)被吸附力強(qiáng)的組分取代,吸附溫度越低,強(qiáng)吸附組分對(duì)弱吸附組分的取代作用越大;弱吸附組分的濃度越高,NDA-150對(duì)其的吸附選擇性系數(shù)增加,強(qiáng)吸附組分對(duì)其的取代作用越小。在NDA-1800上,穿透曲線中并沒有明顯的駝背峰,雙組分在NDA-1800上表現(xiàn)為共同吸附。(4)測(cè)定了不同溫度下正戊烷-環(huán)己烷-甲苯三組分在超高交聯(lián)吸附樹脂NDA-150和大孔樹脂NDA-1800上的穿透曲線。結(jié)果表明,在NDA-150上,正戊烷和環(huán)己烷先后出現(xiàn)駝背峰,吸附溫度越低,駝背峰值越大,表明正戊烷、環(huán)己烷和甲苯在NDA-150上產(chǎn)生競(jìng)爭(zhēng)吸附。在NDA-1800上,正戊烷和環(huán)己烷并沒有出現(xiàn)明顯的駝背峰,三組分在NDA-1800上共同吸附。
【學(xué)位授予單位】：南京大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：X74

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1333173