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分子筛失活的原因分析及预防措施

分子筛失活的原因分析
       从分子筛的吸附原理中可知,影响分子筛吸附能力的有以下几个主要因素:分子筛型号,温度,压力,吸附层厚度,吸附相,流速,吸附物浓度,再生程度以及杂质,在特定的生产装置中,由子许多因素被设计限定了范围,所以影响因素被缩小为吸附物浓度,流速.再生程度和杂质四个方面,商分别进行讨论。
1、吸附物浓度:从理论上讲,当吸附物浓度升高时,分子筛的有效能力增加,但是这只话田子低浓度。在生产装置中,由子受总吸附容量的限制,设计吸附物浓度总是被限制在某数值以下。而在具体的生产中,吸附物浓度会受各种因素影响,如天气、设备、操作等,往往会造成吸附物浓度超标,这样就会使分子筛的使用时间缩短,提前失活。
2、流速:在分子筛的设计和使用中,流速均被设计在湍流范国内,如果流速在层流范国内,则气流分布就可能产生沟流,造成吸附物非吸附性突破。故流速越高,则分子筛的吸附效果就越差。同时,流速高还会使分子筛颗粒间发生剧烈的相互碰撞,降低分子筛的机械强度,严重的会造成粉化。在生产中,较常出现分子筛由于流速高而损坏这一现象的,往往是由子分子筛的切换太快,造成分子筛受压突变,分子筛上下压差增大,引起分子筛颗粒间剧烈碰撞。
3、杂质:大气中主要含氧、氮、氩等气体,且它们的含量基本不变。但大气中还有各种各样的杂质,它们的含量会因地理环境不同而不同,还受天气、风向和季节等影响。特别是在工厂林立的工业区,空气中杂质的含量就更高,而且种类多。还有在生产过程中,由于工艺或机械的要求,会造成某些物质泄漏到压缩空气中。这时当杂质被吸附在分子筛孔内时,由于部分杂质与分子筛的吸附力特别强,即使再生也不易排除。在再生时,还有些杂质受高温作用而在微孔内发生化学变化,产生的物质吸附在微孔内,造成微孔的空间成少,分子筛的活性自然就降低,时间一长分子筛的活性就彻底消先。
4、再生效果:分子筛的再生彻底,它的活性就恢复得越好,吸附力也就越高。再生时间短,再生效果就不好。在生产中,当分馏塔工况发生变化时,可能导致再生气量不足,则被吸附物质解吸不完全,分子筛的活性就降低。
      在某些空分装置里,对再生气体的加热是采用蒸气加热的。在再生时,由于加热器的损坏,使蒸汽泄漏到再生气体中,因而,再生气体含有大量水份。从图1和图2中可以看出,分子筛对水的吸附力很强,而且有效吸附力与温度的依赖关系不大。即使在200℃时,吸附力还很显著,而且有较高的保持能力。在实际生产中,再生温度一般控制在170~220℃。所以,再生加热器泄漏后,再生过程反而变成了分子筛吸附水的过程。再生后的分子筛中仍吸附有大量的水份。当分子筛重新进行吸附操作时,其活性必然下降,有可能让水等物质进入分馏塔,并造成危害。

分子筛干燥设备

分子筛失活的预防措施:
通过上述分子筛失活原因的分析,应相应制定些措施加以预防。
1、加强排水工作:吸附物浓度升高超标时,呈会造成吸前穿透,但不会使分子筛彻底失活,通过再生可以使其恢复活性,在操作中应加强排水工作,尽量減少进入分子筛的水份,尤其是在湿度高的雨天。还要控制好压缩机的各级冷却湿度,把水汽形成水而排走。至于大气中的碳氢化合物的含量就不是人能控制的。
2、正确切换分子筛:分子筛的切换是导致分子筛机械强度降低及粉化的一个主要因素,因而在切换时要正确操作,要缓慢地升压和降压,切勿过急升降压,这样就不会损坏分子筛。
3、防止水份的入侵:这一措施主要是针对使用蒸汽加热器的空分装置,要对加热器定期检査,利用水份分析器定期分析再生气中的水份含量,在年度大检修时对加热器进行減压和探伤,确保设备完好,杜绝泄漏。
4、加强空气过滤:杂质是导致分子筛失活的一个主要原因,它对分子筛的危害很大,会使分子筛彻底失活。为了減少杂质的污染,一方面可以取消用油对压缩机缸体的润滑。另一方面,要加强空气压缩机入口附近的大气管理,保持空气清洁度,同时在空气进入压缩机前应安装足够的过滤设备,并对其进行定期清洗。