空分装置分子筛系统讲义资料60页PPT
合集下载
空分分子筛培训
启动前的准备工作
检查设备各部件是否完好， 确认电源、气源等供应是 否正常。
启动步骤
按照操作规程逐步启动设 备，包括开启电源、启动 冷却系统、启动控制系统 等。
停车步骤
在设备正常运行状态下， 按照操作规程逐步停车， 包括关闭控制系统、停止 冷却系统、切断电源等。
正常运行监控参数调整
监控参数
密切关注设备运行过程中各项参数的变化，如温度、压力、 流量等。
学员普遍认为本次培训内容充 实，理论与实践结合紧密，收
获颇丰。
通过与同行交流，拓宽了视野 ，增进了对空分分子筛领域的
了解。
实验操作环节让学员亲身体验 了空分分子筛的实际应用，加
深了对理论知识的理解。
部分学员表示，希望未来能够 举办更多类似的培训活动，以
便持续学习和提升。
未来发展趋势预测
随着环保要求的日益严格，空分分子 筛在气体分离和净化领域的应用将更 加广泛。
01
掌握了空分分子筛的基本 原理和工作机制，包括吸 附、脱附等关键过程。
02
学习了空分分子筛的选 型、设计、安装和调试 等实用技能。
03
通过案例分析，了解了空 分分子筛在实际应用中的 常见问题及解决方案。
04
进行了实验操作，熟悉 了空分分子筛的性能测 试和维护方法。
学员心得体会分享
01
02
03
04
空分分子筛的智能化、自动化程度将 不断提升，以适应工业4.0的发展趋 势。
新型空分分子筛材料的研发将成为未 来发展的重要方向，以提高吸附性能 和降低能耗。
空分分子筛的回收利用和再生技术将 得到更多关注，以实现资源的可持续 利用。
持续学习提升建议
关注行业动态，及时了解空分分子筛领域的新技术、新 产品和新应用。
空分装置分子筛系统讲义解读
二、分子筛床吸附原理
• • • • • 1、吸附净化器结构 2、分子筛 3、活性 氧铝 4、吸附 5、吸附进程
1、分子筛吸附床结构
20
2、分子筛
• 1、分子筛成分 • 2、分子筛种类 • 3、分子筛结构
2.1分子筛特性
22
气相吸附示意图
2.2、分子筛选择性
• 1、分子筛吸附的选择性 • 2、分子筛对H2O，C2H2，CO2的亲和力大小
分子筛系统开车安全事项
安全事项
• 5.3安全注意事项 • 5.3.1防止空压机加压过快或者压力来回波动，切实保护分 子筛床层免受冲击，以免破坏床层和内部结构，造成设备 无法运行的事故。 • 5.3.2防止空气带大量的游离水进入分子筛系统。 • 5.3.3严禁无气通电。
六、事故案例分析及处理
• 典型故障 • 6.1 阀门故障（堵塞，泄漏等） ； • 6.2 升压和降压期间，由于压力调节开关动作失常导致循 环中止 ； • 6.3 加热与冷却超时（再生气量不足） ； • 6.4 再生温度太低（再生气量太大，加热器功率不够） ； • 6.5 两台吸附器的压降不等（分子筛破碎程度不一，分子 筛加装量不一样），切换行期间引起进冷箱空气冷箱的压 力波动，给装置调节带来困难 ； • 6.6 吸附剂破损现象，即由于受气流冲击使吸附剂颗粒破 碎，形成粉尘（降压，升压速度过快）。
• •
•
• • •
• •
2号分子筛活化恢复的情况 分子筛进水以后的活化，关键是要设法提高再生温度。平常加温气进口温度保证 160℃即可保证完全解析，在这样的特殊情况下若再生气进口温度能达到190~200℃， 那么解吸将能达到最佳效果，冷吹峰值可达到150℃以上。有条件的话，可考虑增开蒸 汽加热器、多开一台电炉等办法来提高温度。 这次在活化2号分子筛的过程中，从第三个周期开始前将调功柜温度设定值提高到了 190℃，加温气进口温度保持180℃以上，效果显著增强，冷吹峰值变化明显，详情如 下： 第一个周期冷吹峰值有37℃（调功柜温度设定为175℃，平时为173℃）加温气进 口温度165℃，出口温度最低值18℃；说明解析很不理想。 第二个周期，将调功柜温度设定到180℃，加温气进口温度上升到170℃，气体出 口最低值3℃，说明解析量增多了，但不完全，最后冷吹峰值是37℃。 到第三个周期，，将调功柜温度设定到190℃， 加温气进口温度达到了180℃，加 温气出口最低值2℃。这时，我们考虑解析条件已能基本保证，于加温阶段结束后，开 始向系统导气。本周期冷吹峰值达到48℃。 第四个周期，冷吹峰值达到61℃。 在后续的几个周期，冷吹峰值逐渐递增，分别达到93℃、112℃、127℃、133℃；2 号分子筛的工作时间在7月30日中班达到了3.5h（空气量90000 m3/h），其吸附能力 在逐渐恢复之中。
空分装置讲解课件
• 50年代后，由于空分装置逐渐的增加并趋于中型化，炼 钢和化肥工业技术的迅速发展，使空分设备迅速大型化， 促使空气分离设备制造业的发展。空分工艺经过近百年 的不断发展，现在已步入大型全低压流程。到目前为止， 世界上投产的空分设备最大制氧能力为12.25万m3（标） /h。
• 空分：简单的说就是把空气分 离的过程
空分装置的作用
• 空气是一种取之不尽的天然资源，它由具有 丰富用途的氧气、氮气、氩气等气体组成。这些 气体在空气中是均匀地相互混合在一起的，要将 他们分离开来是比较困难的，为此近百年来，随 着工业技术的发展，对空气的分离形成了三种技 术方法：吸附法、膜分离法及低温法。
空气分离技术简介
• 吸附法是一种利用分子筛对不同分子的 选择吸附性能来达到最终分离目的的技术， 该技术流程简单，操作方便，运行成本低， 但获得高纯度产品较为困难，而且装置容 量有限，所以该技术有其局限的应用范围。
•
空气
氧气 氮气
空分装置的作用
• 在以煤及油为原料的化工行业，如：化肥、 甲醇、煤制油等生产企业以及炼钢厂，都需要空 分装置，设置空分装置的主要作用是生产合格的 氧、氮及氩产品。氧的作用是助燃，如气化炉就 是煤和氧气进行燃烧反应，得到需要的水煤气 （CO+H2）；氮是惰性气体，主要作用是用于 对工厂的设备、管线进行吹扫置换、充氮保护以 及合成氨配氮（N2+3H2=2NH3）等；氩是空分 装置的副产品，可作为合金焊接的保护气，在灯 泡照明、电子工业及其它方面都得到了广泛的应 用。也有的空分装置不提取氩。
空气液化
要使空气液化首先要获得低温，工业上常 用的方法有二种，即空气通过节流阀和膨胀机 的膨胀制冷获得低温，甚至液化。这二种方法 是以气体的膨胀为基础，已应用在气体的分离 和液化技术以及气体制冷机中。
• 空分：简单的说就是把空气分 离的过程
空分装置的作用
• 空气是一种取之不尽的天然资源，它由具有 丰富用途的氧气、氮气、氩气等气体组成。这些 气体在空气中是均匀地相互混合在一起的，要将 他们分离开来是比较困难的，为此近百年来，随 着工业技术的发展，对空气的分离形成了三种技 术方法：吸附法、膜分离法及低温法。
空气分离技术简介
• 吸附法是一种利用分子筛对不同分子的 选择吸附性能来达到最终分离目的的技术， 该技术流程简单，操作方便，运行成本低， 但获得高纯度产品较为困难，而且装置容 量有限，所以该技术有其局限的应用范围。
•
空气
氧气 氮气
空分装置的作用
• 在以煤及油为原料的化工行业，如：化肥、 甲醇、煤制油等生产企业以及炼钢厂，都需要空 分装置，设置空分装置的主要作用是生产合格的 氧、氮及氩产品。氧的作用是助燃，如气化炉就 是煤和氧气进行燃烧反应，得到需要的水煤气 （CO+H2）；氮是惰性气体，主要作用是用于 对工厂的设备、管线进行吹扫置换、充氮保护以 及合成氨配氮（N2+3H2=2NH3）等；氩是空分 装置的副产品，可作为合金焊接的保护气，在灯 泡照明、电子工业及其它方面都得到了广泛的应 用。也有的空分装置不提取氩。
空气液化
要使空气液化首先要获得低温，工业上常 用的方法有二种，即空气通过节流阀和膨胀机 的膨胀制冷获得低温，甚至液化。这二种方法 是以气体的膨胀为基础，已应用在气体的分离 和液化技术以及气体制冷机中。
什么是分子筛ppt课件
的温度、较大的空速和含水量较低的情况下，仍有相当 高的吸水容量。
根本特性 ： a)分子Байду номын сангаас对水或各种气，液态化合物可逆吸附及脱附。 b)金属阳离子易被交换。 c)分子筛内部空腔和通道构成非常高的内外表积。其 内外表可高于分子筛颗粒的外外表积的 10000-100000倍。
1.根据分子大小和外形的不同选择吸附 ——分子 筛效应
3、分子筛的特性 分子筛是一类结晶的硅铝酸盐，由于它具有均一的
孔径和极高的比外表积，所以具有许多优良的特点。 (1)
按分子的大小和外形不同的选择吸附作用，即只吸附那 些小于分子筛孔径的分子。 (2)对于小的极性分子和不饱
和分子，具有选择吸附性能，极性越大，不饱和度越高， 其选择吸附性越强。 (3)具有剧烈的吸水性。哪怕在较高
• 分子筛按骨架元素组成可分为硅铝类分子 筛、磷铝类分子筛和骨架杂原子分子筛；
• 按孔道大小划分，
•
小于2 nm 微孔分子筛
•
2～50 nm 介孔分子筛
•
大于50 nm 大孔分子筛
• 按硅铝比分为A型、X型、Y型等分子筛。 • 通式为：MO.Al2O3.xSiO2.yH2O，其中M代
表K、Na、Ca等
笼〔立方笼〕
• 笼：由六个四元环 组成，又叫立方体笼
六方柱笼
• 六方柱笼：由六个四 元环和两个六元环组 成
笼
• 可以看作为在离八面体每个顶角1/3处削 去六个角而构成的。在削去顶角的地方构 成六个正方形(四元环)。原来八个三角面 变成正六边形 (六元环)，顶点成了24个 (即24个硅铝原子)。
分子筛
3A分子筛
4A分子筛
5A分子筛
13X分子筛
中空玻璃干燥剂 制冷干燥剂
根本特性 ： a)分子Байду номын сангаас对水或各种气，液态化合物可逆吸附及脱附。 b)金属阳离子易被交换。 c)分子筛内部空腔和通道构成非常高的内外表积。其 内外表可高于分子筛颗粒的外外表积的 10000-100000倍。
1.根据分子大小和外形的不同选择吸附 ——分子 筛效应
3、分子筛的特性 分子筛是一类结晶的硅铝酸盐，由于它具有均一的
孔径和极高的比外表积，所以具有许多优良的特点。 (1)
按分子的大小和外形不同的选择吸附作用，即只吸附那 些小于分子筛孔径的分子。 (2)对于小的极性分子和不饱
和分子，具有选择吸附性能，极性越大，不饱和度越高， 其选择吸附性越强。 (3)具有剧烈的吸水性。哪怕在较高
• 分子筛按骨架元素组成可分为硅铝类分子 筛、磷铝类分子筛和骨架杂原子分子筛；
• 按孔道大小划分，
•
小于2 nm 微孔分子筛
•
2～50 nm 介孔分子筛
•
大于50 nm 大孔分子筛
• 按硅铝比分为A型、X型、Y型等分子筛。 • 通式为：MO.Al2O3.xSiO2.yH2O，其中M代
表K、Na、Ca等
笼〔立方笼〕
• 笼：由六个四元环 组成，又叫立方体笼
六方柱笼
• 六方柱笼：由六个四 元环和两个六元环组 成
笼
• 可以看作为在离八面体每个顶角1/3处削 去六个角而构成的。在削去顶角的地方构 成六个正方形(四元环)。原来八个三角面 变成正六边形 (六元环)，顶点成了24个 (即24个硅铝原子)。
分子筛
3A分子筛
4A分子筛
5A分子筛
13X分子筛
中空玻璃干燥剂 制冷干燥剂
空分装置分析讲义 ppt
20
-
气相色谱流程图
21
-
安捷伦7890A气相色谱仪
22
-
色谱谱图：1-甲烷；2-乙烷；3-乙烯；4-丙烷；5-环丙烷；6-丙烯；7异丁烷；8-正丁烷；9-丙二烯；10-乙炔；11-反-2-丁烯；12-正丁烯； 13-异丁烯；14-顺-2-丁烯；15-1,3-丁二烯；16-甲基乙炔
9
-
氮氧化物：当一氧化氮通过压缩机时，会聚合或局部氧化。将导 致有机碳氢化合物在深冷的液空中以固体析出后悬浮在液氧表面， 在湍急的液氧表面的撞击、摩擦打火会产生爆炸危险。
润滑油：当空压机和膨胀机的润滑油用量过多时，可能有部分 油滴或油雾随压缩空气进入精馏塔。普通润滑油在压力7Mpa、 温度高于150°C时，很容易裂解为乙炔等烃类轻馏分，其沸点比 原润滑油低很多，极易气化混入氧气中。
空分装置分析讲义
1
-
空分装置分析工作的意义
1、常规分析项目：指导装置生产，根据 我们的分析数据，装置调整参数，保证产 品质量。
2、安全分析项目：提高装置安全生产能 力，杜绝装置爆炸事故的发生。
2
-ห้องสมุดไป่ตู้
空分装置产品：氮气、液氮、仪表风、工厂风、 液空，指标如下：
序 物料名称 号
分析项目 控制指标
1 原料空压机入口空气 CH4
国标GB/T3864-2008中指标
氮气纯度：≥99.2 %（VOL） O2 含量：≤0.8%（VOL） 游离水：无
4
-
空气规格
空分、空压初步设计中指标
露点（操作压力下）：－50℃
含油量：
＜10mg/m3
分析露点、CO2分析目的：水蒸汽达到0℃和二氧化碳
达到-79℃时,就分别变成冰和干冰,•就会阻塞板式换热器的通道 和筛板上的小孔。 直接影响将来各装置气密、吹扫、置换质量。
第四节分子筛简介ppt课件
1988年 Davis成功合成了具有十八元环的VIP-5分子筛
20世纪90年代 Estermann和徐如人分别报道了两种新的具有二十元 环的超大孔Cloverite和JDF-20分子筛
1992年 Kresge用表面活性剂合成了一系列全新的MCM介孔分子筛
4
Chapter 3 篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统
AlPO4-8 VPI-5 三叶沸石
JDF-20
代号 LTA CHA ERI MTT
FER MFI MEL MTW LTL MOR OFF FAU AET VFI CLO
孔道体系 8-8-8 8-8-8 8-8 10 10 10-8 10-10 10-10 12 12 12-8 12-8-8 12-12-12 14 18 20-20-20 20-10-8
14
§3-4 分子筛 化学
Chapter 3 篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统
p区元素化学
§3-4 分子筛 化学
（3）笼——主要结构单元
各种环通过氧桥相互连接成三维空间的多面体叫晶 穴或孔穴，也有称为空腔，通常以笼(cage)来称呼。由笼 再进一步排列即成各种沸石的骨架结构。
p区元素化学
§3-4 分子筛 化学
• 按硅铝比分为A型、X型、Y型等分子筛
通式为：MO·Al2O3·xSiO2·yH2O 其中M代表K、Na、Ca等
习惯上：
SiO2/Al2O3摩尔比：2.2~3.0 叫X型分子筛； SiO2/Al2O3摩尔比：>3.0叫Y型分子筛； A型分子筛的硅铝比接近1：1。
20世纪90年代 Estermann和徐如人分别报道了两种新的具有二十元 环的超大孔Cloverite和JDF-20分子筛
1992年 Kresge用表面活性剂合成了一系列全新的MCM介孔分子筛
4
Chapter 3 篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统
AlPO4-8 VPI-5 三叶沸石
JDF-20
代号 LTA CHA ERI MTT
FER MFI MEL MTW LTL MOR OFF FAU AET VFI CLO
孔道体系 8-8-8 8-8-8 8-8 10 10 10-8 10-10 10-10 12 12 12-8 12-8-8 12-12-12 14 18 20-20-20 20-10-8
14
§3-4 分子筛 化学
Chapter 3 篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统
p区元素化学
§3-4 分子筛 化学
（3）笼——主要结构单元
各种环通过氧桥相互连接成三维空间的多面体叫晶 穴或孔穴，也有称为空腔，通常以笼(cage)来称呼。由笼 再进一步排列即成各种沸石的骨架结构。
p区元素化学
§3-4 分子筛 化学
• 按硅铝比分为A型、X型、Y型等分子筛
通式为：MO·Al2O3·xSiO2·yH2O 其中M代表K、Na、Ca等
习惯上：
SiO2/Al2O3摩尔比：2.2~3.0 叫X型分子筛； SiO2/Al2O3摩尔比：>3.0叫Y型分子筛； A型分子筛的硅铝比接近1：1。
分子筛(ppt文档)
20世纪50年代中期至80年代初期，微孔分子筛迅速全面，至今已广 泛应用于石油炼制和石油化工等领域； 介孔分子筛
1992年Mobil公司的kresge C T报道了：以表面活性剂作为模板剂 合成了M41S系列介孔分子筛。这标志着介孔分子筛合成的开始。
微孔分子筛将反应物的尺寸限制在约1nm以下，即使通过孔道修饰与 改性也受到原来孔径尺寸的限制而难以改变，介孔分子筛的出现为大 分子反应物参加反应提供了机会。
分子筛催化剂的催化性能与调变
根据分子筛具有明确的孔腔分布，具有极高 的内表面积(典型的达600m2／g)，有良好的热稳 定性(依赖于其骨架组成，在空气中热处理可达 1000℃)，故广泛地用作工业催化剂或催化剂载体。 在沸石分子筛结构内部进行催化反应，是起始于 本世纪50年代后期Mobil公司的实验室，该发现标 志着分子筛催化研究的开端。多相催化过程通常 需要考虑三个性能指标，即催化剂活性、选择性 和操作稳定性。现在就分子筛催化剂来说，已可 能做到一个个单独而系统地进行调变。
• 油品的分子筛脱蜡，重油的加氢裂化等 。
• (B) 产物的择形催化
•
Mobil公司开发的混合二甲苯经择形催化生产
P-X的技术 。
• (C) 过渡状态限制的择形催化 • 如，二烷基苯分子酸催化的烷基转移反应
• 表3-6 甲、乙苯烷基转移反应过渡状态限制的择形催化
• (D) 分子交通控制的择形催化 • 具有两种不同形状和大小的孔道分子筛 ，如ZSM-
（4） 碱性催化；
（5）生物催化；
（6）光催化
等。。。。。。
氧化/还原： 众所周知，TS-1和TS-2在烃类的氧化反应中具有独特的催化作用，
然而，由于受催化剂孔径的限制，使得它只限于小分子参与反应。
1992年Mobil公司的kresge C T报道了：以表面活性剂作为模板剂 合成了M41S系列介孔分子筛。这标志着介孔分子筛合成的开始。
微孔分子筛将反应物的尺寸限制在约1nm以下，即使通过孔道修饰与 改性也受到原来孔径尺寸的限制而难以改变，介孔分子筛的出现为大 分子反应物参加反应提供了机会。
分子筛催化剂的催化性能与调变
根据分子筛具有明确的孔腔分布，具有极高 的内表面积(典型的达600m2／g)，有良好的热稳 定性(依赖于其骨架组成，在空气中热处理可达 1000℃)，故广泛地用作工业催化剂或催化剂载体。 在沸石分子筛结构内部进行催化反应，是起始于 本世纪50年代后期Mobil公司的实验室，该发现标 志着分子筛催化研究的开端。多相催化过程通常 需要考虑三个性能指标，即催化剂活性、选择性 和操作稳定性。现在就分子筛催化剂来说，已可 能做到一个个单独而系统地进行调变。
• 油品的分子筛脱蜡，重油的加氢裂化等 。
• (B) 产物的择形催化
•
Mobil公司开发的混合二甲苯经择形催化生产
P-X的技术 。
• (C) 过渡状态限制的择形催化 • 如，二烷基苯分子酸催化的烷基转移反应
• 表3-6 甲、乙苯烷基转移反应过渡状态限制的择形催化
• (D) 分子交通控制的择形催化 • 具有两种不同形状和大小的孔道分子筛 ，如ZSM-
（4） 碱性催化；
（5）生物催化；
（6）光催化
等。。。。。。
氧化/还原： 众所周知，TS-1和TS-2在烃类的氧化反应中具有独特的催化作用，
然而，由于受催化剂孔径的限制，使得它只限于小分子参与反应。
2024年度-空分装置培训PPT课件
空气的精馏
在精馏塔中，通过精馏过 程将空气分离成氧、氮和 其他组分。
产品的提取和纯化
从精馏塔中提取出所需的 产品，如氧气、氮气等， 并通过纯化装置去除杂质 ，得到高纯度的产品。
4
ห้องสมุดไป่ตู้
空分装置主要构成部分
冷却器
用于将压缩后的空 气冷却至接近液化 温度。
提取装置
用于从精馏塔中提 取出所需的产品。
压缩机
用于将空气压缩至 所需压力。
设备压力异常故障排除
检查压缩机运行状态，修复或更换故障部件；清理管道堵 塞物，确保管道畅通；检查阀门开关状态，修复或更换损 坏的阀门。
冷却系统故障排除
检查冷却水流量和压力，确保冷却水供应充足；清理冷却 器内部的杂质和堵塞物，提高冷却效率；检查冷却风扇运 行状态，修复或更换故障风扇。
15
04
空分设备性能评估与 优化措施
深冷分离技术
制冷方式、设备结构及性能提升措施
26
未来发展趋势预测
空分装置大型化、高效化发展趋 势
智能化、自动化技术在空分领域 的应用前景
绿色低碳发展对空分技术的影响 及应对策略
27
THANK YOU
28
空分装置培训PPT课件
1
目录
• 空分装置基本原理与构成 • 空分设备核心部件详解 • 空分装置运行维护与故障排除 • 空分设备性能评估与优化措施 • 安全操作与事故应急处理 • 空分装置发展趋势及新技术应用
2
01
空分装置基本原理与 构成
3
空分装置工作原理
01
02
03
空气的压缩和冷却
利用压缩机将空气压缩， 并通过冷却器将空气冷却 至接近液化温度。