模拟移动床在对二甲苯生产中的应用_魏军强

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模拟移动床色谱(SMB)技术在食品工业中的应用

ｎｌｇａｅａｒａｙａｐｉｄｉｈｎｕｔｏｏｙｈｖｅｄｐｌｎｔｅｉｄｓｒｌｅＵＯＰ，ＡＳｎｔｅＵｎｔｄＳａｅ，ａｄＮＯＶＡＥｎＦａｃｎｅ — ｌｅｙ，ｉｋＴｉｈｉｔｔｓｎｅＳＰｉｒｎｅａｄ史及其工作原理，综述了ＳＭＢ技术在糖类、氨基酸、玉米须黄酮及辣椒碱等
的分离中的应用并对其前景进行了展望，以期为相关研究提供参考。关键词：ＳＢ；分离；原理；应用Ｍ
中图分类号：Ｔ２１１Ｓ０．文献标识码：Ａ文章编号：１００６—２１（０１０００ —０５３２１）３— ２１５
Ａｂｓｒｔ：ＳｍｕａｅｏｉｄＣｈｏｔｇａｙｉｎｅｃｅｄｅｎｓｐｒｔｏｅｈｎｌｇｔａｃｉｌｔｄＭｖｎｇＢｅｒｍａｏｒｐｈｓａｆｉｎｔｍｏｒｅａａｉｎｔｃｏｏｙ．Ｔｈｒｒｎｄａ — ｉｅｅａｅｍａｙａｖｎｔｇｓｉｈｉｅｈｎｌｇａｅｎｔｓｔｃｏｏｙ，ｓｃｓｓｒｎｅｅｒｔｏｂｉｔｓｌｅｑｕｐｎ，ｌｗｅｏｔｌｗｎｒｎｍｅｔｌｐｌｕｕｈａｔｏｇｒｓｐａａｉｎａｌｙ，ｍａｌｒｅｉｍｅｔｏｒｃｓｓ，ｏｅｖｉｏｉｎａｏｌ— ｔｏｉｎ，ａｄｅｓｅｏｒａｉｅａｔｍａｉｏｔｏ，ｐａｔｃａｌｅｆｔｔｅｓｐａａｉｎｏａｎａｉｒｔｅｌｚｕｏｔｃｃｎｒｌｒｉｕｌｒｙｂｎｅｈｅｒｔｏｆｈｅｔ— ｓｎｓｔｅａｄｔｅｉｃｔｔｉｅｉｉｎｈｄｆｕｌｏｖｉｓｐａａｅｍａｅａｓＮｏｅｒｔｔｒｌ．ｉｗ，ｉｏｅｄｖｌｐｅｏｔｉｓ，ｓｈａｈｉｅａｅｎｓｍｅｅｏｄｃｕｎｒｅｕｃｓｔｅＵｎｔｄＳｔｔｓ，Ｆｒｎｃｎｒｎｙ，ｏＢｔｃａｅａｄＧｅｍａＳＭｅｈ—

模拟移动床技术及其在石化领域中的研究进展

综述专论刘剑*佟华芳詹海荣汲永钢张永军孙淑坤摘要：本文介绍了模拟移动床技术的工作原理及其在石化领域中分离二甲苯、乙苯、芳烃及正构烷烃分离等方面的应用。

关键词：模拟移动床技术分离石化中图分类号：TQ 0282.8　文献标志码：A文章编号：T1672-8114(2013)05-0013-04（中国石油天然气股份有限公司石油化工研究院，黑龙江大庆163714）模拟移动床[1]（S i m u l a t e d Ｍov i n g Ｂe d chromatograph ，简称SMB ）分离技术是20世纪60年代人们开发的一种新型分离技术。

它由类似色谱柱的固定床层串联起来的分离系统，以逆流连续方式操作，通过变换固定床吸附设备的物料进出口位置，产生相当于吸附剂连续向下移动，而物料连续向上移动的效果。

SM B 技术的生产能力和分离效率比固定床高，又可避免移动床吸附剂磨损、碎片或粉尘堵塞设备或管道及固体颗粒缝间的沟流等问题。

它具有分离能力强，设备体积小，投资成本低，便于实现自动控制等优点。

SM B 技术是化工技术中的一次革新，应用遍及石油化工、生物发酵、医药食品等领域。

1SMB 技术1.1S MB 技术原理SMB 原理如图1所示，进料时A 、B 二元混合物，脱附剂D 。

吸附强度次序是D>A >B 。

按进料进出位置和所起的作用不同，吸附床分四个区域。

Ⅰ区（吸附区）：向上移动的D 优先吸附进料中模拟移动床技术及其在石化领域中的研究进展的A ，同时置换出已吸附的部分D 。

该区底部将抽余液B+D 部分排出，部分循环。

Ⅱ区（精馏区）：该区底部上升的含A+B+D 的吸附剂，与顶部下降的含A+D 的物料逆流接触，吸附强度A >B ，B 脱附，上升的吸附剂只含A+D ，靠调节流量，B 可完全脱附；Ⅲ区（解吸区）：该区底部上升的吸附剂D 与塔顶循环返回塔底的B+D 逆流接触，D 置换出A ，一部分作为抽出液抽出，其余进入Ⅱ区回流。

对二甲苯吸附分离工艺改进研究

对二甲苯吸附分离工艺改进研究王德华;杨彦强;戴厚良【摘要】The model of simulated moving bed(SMB)for para-xylene separation by adsorption was established. The influence of the bed number ratio in each functional zone,the void volume between beds,and the total bed number on adsorption performance was investigated. Results showed that the op-timized ratio of the bed number in adsorption zone over that in the purification zone is in the range of 0. 5—0. 7;the optimized ratio of the bed number in desorption zone/the purification zone is in the range of 0. 4—0. 5. The suitable ratio for buffer zone over total bed number is 8. 5%-13. 0%. Increasing the total bed number and decreasing the void volume can improve the separation efficiency of the process. Test results indicated that the optimized bed numbers in eachzone(desorption,purification,ad-sorption,and buffer zone)is 3,7,4,2. This configuration reduces the number of adsorbent bed and adsorption tower under the premise of basically the same process performance.%建立了模拟移动床吸附分离对二甲苯过程的模型,研究吸附塔各功能区床层数比例、床层间空体积比例及床层总数对过程吸附性能的影响.研究结果显示:吸附区和脱附区与提纯区床层数的适宜比例分别为0. 5~0. 7和0. 4~0. 5;缓冲区占总床层数的适宜比例为8. 5%~13%;吸附剂床层总数的增加及床层间空体积的降低,可以提高分离效率.根据研究结果提出改进工艺的方案为16(3-7-4-2)床层;该方案在基本保持工艺性能前提下减少了吸附剂床层和吸附塔数量.【期刊名称】《石油炼制与化工》【年(卷),期】2018(049)005【总页数】5页(P1-5)【关键词】对二甲苯;吸附分离;模拟移动床;过程模拟【作者】王德华;杨彦强;戴厚良【作者单位】中国石化石油化工科学研究院,北京100083;中国石化石油化工科学研究院,北京100083;中国石油化工股份有限公司【正文语种】中文C8芳烃各异构体之间沸点接近，难以通过常规方法分离，工业上主要通过模拟移动床(SMB)吸附分离过程进行分离，对二甲苯(PX)是其中最重要的产品。

模拟移动床色谱技术的应用研究进展

模拟移动床色谱技术的应用研究进展＊
孙菲菲，崔波，晓旭张
（山东轻工业学院山东省轻工助剂重点实验室，山东济南２０５）５３３
摘要：拟移动床色谱技术是一种高效的现代化分离技术。该技术具有分离能力强、备体积小、模设投资成本低、境污染少、于实现自动控制等优点，别有利于分离热敏性物质及难分离的物系，年环便特近
来，来越受到工业界和研究者的关注，究不断深人，用领域也不断扩大。对模拟移动床色谱技术越研应
在石化、品、药三大领域的应用研究进展进行了详细的介绍，食制以期为相关研究提供参考。
ＳＮｉｅ，ＣＵ１Ｂｏ。ＺＨＡＮＧａｘＵＦｅｆｉＸｉｏｕ
（ｈｎｏｇＰｒｖｎｉｌＫｅａｏａｏｙｏｉｅＣｈｍｉａｓｈｎｏｇＩｓｉｕｅｏｉｎｕｔｙｉａ５３３，Ｃｈｎ）ＳａｄｎｏｉｃａｙＬｂｒｔｒｆＦｎｅｃｌ，ＳａｄｎｎｔｔｔｆＬｇｔＩｄｓｒ，Ｊｎｎ２０５ｉａ
ＡｂｔａｔＳｍｕａｅｏｉｇｂｄｃｏａｏｇａｈｙｉｎｅｆｃｅｏｅｎｓｐｒｔｅｈｎｌｇｙＴｈｅｅａｅｍａｙａｖｎａｅｎｔｓｓｒｃ：ｉｌｔｄｍｖｎｅｈｒｍｔｒｐｓａｆｉｉｎｔｍｄｒｅａａｉｔｃｏｏ．ｏｎｒｒｎｄａｔｇｓｉｈｉ

二甲苯模拟移动床分离过程建模与仿真

Ｍｏｄｅｌｉｎｇｏｆｓｉｍｕｌａｔｅｄｍｏｖｉｎｇｂｅｄｆｏｒｘｙｌｅｎｅｓｅｐａｒａｔｉｏｎ
ＹＡＮＧＭｉｎｇｌｅｉ。ＷＥＩＭｉｎ，ＨＵＲｏｎｇ，ＹＥＺｈｅｎｃｈｅｎｇ，ＱＩＡＮＦｅｎｇ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｓｉｍｕｌａｔｅｄｍｏｖｉｎｇｂｅｄ（ＳＭＢ）ｉｓａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｎｘｙｌｅｎｅｉｓｏｍｅｒｓｓｅｐａｒａｔｉｏｎ．ＴｈｅｒｅｆｌｕｘｒａｔｉｏｓｏｆＳＭＢｉｎｅａｃｈｚｏｎｅａｒｅｏｆｋｅｙｉｍｐｏｒｔａｎｃｅｉｎｄｅｔｅｒｍｉｎｉｎｇｔｈｅｐｕｒｉｔｙａｎｄｒｅｃｏｖｅｒｙｏｆＰＸ．Ｏｎ
ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．０４３８ — １１５７．２０１３．１２．０１０
中图分类号：ＴＱ０２８．３
文献标志码：Ａ
文章编号：０４３８ —１１５７（２０１３）１２ —４３３５～Ｏ７
第６４卷第１２期２Ｏ１３年１２月
化工学报
ＣＩＥＳＣＪｏｕｒｎａｌ
Hale Waihona Puke Ｖｏ１．６４ＮＯ．１２Ｄｅｃｅｍｂｅｒ２０１３

提高对二甲苯产量的有效途径

进料也得以改善。根据某厂的分析数据和经验，
当重整进料馏分的实沸点蒸馏温度范围从至
，调整到至
时，基础条件一节所确
定的联合装置原料组成，将发生较大的变化，
其中芳烃浓度从
提高到，甲苯和
图新鲜进料中芳烃浓度与芳烃产率的关系
效果分析
优化联合装置进料，提高芳烃浓度，调
整甲苯和芳烃比例，增产的效果比较明显。
化调整后的原料为基础。
（）物料平衡，见表。表中优化方案是指原
料优化，二甲苯异构化采用（或）催化剂，
生产能力为
（表、表同）。
表更换催化剂后的物料平衡
项目原料
甲苯芳烃
纯氢合计产品
优化方案
苯轻组分重组分合计
该物料平衡与表对比可以看出，二甲苯异
构化更换成（或）催化剂后与原料优化前
典型工艺流程主要包括：歧化及烷基转移、二甲苯分馏、吸附分离和二甲苯异构化等个操作单元。
歧化及烷基转移歧化及烷基转移是在催化剂存在条件下，通过化学反应，将甲苯和芳烃主要转化生成芳烃的过程。歧化及烷基转移过程的主要反应为： !歧化反应
"
!! !! !! !! !! !!
苯、甲苯、混合二甲苯、的价格采用 — 年东南亚国际市场的平均价，以上芳烃取号汽油价格，并考虑进口完税。价格体系的选取见表。（）投资优化进料，更换催化剂，生产能力提高到，除购买（或）催化剂及更换部分塔内
进行的主要化学反应可以看出，在主反应中，甲苯
与芳烃之间的烷基转移反应，可增加反应产物
中芳烃浓度，促进该反应的进行，有利于提高
芳烃的产率。影响甲苯与芳烃烷基转移生

模拟移动床色谱技术及其在石化领域的应用

模拟移动床色谱技术及其在石化领域的应用模拟移动床色谱技术是一种高效分离技术，其原理是利用固定相和流动相的差异，在长柱上进行连续的分离。

该技术具有对样品的高灵敏度、高分离效率、快速分离和大样品处理能力的优点。

在石化领域中，模拟移动床色谱技术被广泛应用于石油加工、天然气加工、化工合成等领域。

其中，最常见的应用是用于分离石油产品中的芳烃和非芳烃化合物，以实现精细加工和高效分离。

此外，模拟移动床色谱技术还可以应用于石化催化剂的研究和开发，例如对催化剂中不同反应组分的分离和纯化，以及评估催化剂的活性和选择性。

总之，模拟移动床色谱技术在石化领域中具有重要的应用价值，其高效的分离能力和灵敏度使其成为石化行业中必不可少的分析工
具之一。

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二甲苯模拟移动吸附床说明书

模拟移动吸附床说明书1、二甲苯分离概述混合二甲苯一般用作溶剂及汽油掺合组分，它的异构体则是重要的化工原料。

对二甲苯（PX）、邻二甲苯（OX）和间二甲苯（MX）分别是合成聚酯树脂、苯酐和间苯二甲酸的主要原料。

随着聚酯工业的发展，PX的生产将迅速增长，预计年增长率在5.6%左右。

在生产中需将PX与异构体进行分离，其他异构体通过异构化反应转化为对、邻、间二甲苯平衡混合物，从而增产PX。

从混合二甲苯中分离PX的方法主要有深冷结晶法、络合分离法和吸附分离法。

目前，全世界广泛采用的是美国环球油品公司(UOP)的模拟移动床吸附分离技术。

2、模拟移动床吸附分离为了吸取固定床工艺和移动床工艺各自的优点，避免它们各自的缺点，开发了模拟移动床吸附分离工艺。

其主要构思：吸附剂床层在塔内固定不动，吸附剂不断交替的进入吸附段和解吸段，即是定期同时移动物料进出口的位置。

其操作如图1所示：图1 模拟移动吸附床吸附分离装置示意图上图为UOP公司开发的Parex模拟移动床吸附分离PX的工业装置示意图，吸附塔一般由24个塔节组成，通常为了降低塔的高度，把吸附塔分成两个，每个塔12个塔节。

用循环泵使塔内物料自下而上流动而形成吸附床层自上而下的相对移动的效果。

每个塔节都有管线与一个特殊的24通道旋转阀相联，这一阀门还联接着进料F管线（F包括吸出组分A+吸余组分B）、解吸剂D进入管线、吸出液E（A+D）及吸余液R（B+D）流出管线。

吸出液E和吸余液R分别进入精馏塔进行解吸剂的回收，将脱出的解吸剂D通过旋转阀送回吸收塔。

3、吸附塔模拟及分析3.1吸附塔模拟由于模拟移动吸附床的进出料位置时刻移动，无法采用Aspen plus进行稳态模拟，本项目采用Aspen Chromatograhy对该过程进行动态模拟。

其模拟图如图2所示：图2 24段吸附床模拟图其中混合二甲苯物料最初从第16床层进入吸附塔，解吸剂PDEB从第1床层进入，吸出液E从第7床层引出，吸余液从第22床层引出。

二甲苯模拟移动床分离过程建模与仿真

二甲苯模拟移动床分离过程建模与仿真杨明磊;魏民;胡蓉;叶贞成;钱锋【摘要】模拟移动床(SMB)是混合二甲苯分离的重要技术.模拟移动床区域回流比是决定产品质量的关键参数.在真实移动床(TMB)建模方法基础上,结合实际工况数据,建立了模拟移动床吸附分离过程机理模型,并通过分析区域回流比对产品质量的影响,得到不同产品质量要求以及进料品质的情况下区域回流比的操作区间.仿真结果表明,TMB建模方法能较好地描述模拟移动床实际工况.基于机理模型对操作区间的分析结果可以为模拟移动床分离过程的工艺设计和操作提供指导意见.【期刊名称】《化工学报》【年(卷),期】2013(064)012【总页数】7页(P4335-4341)【关键词】二甲苯;移动床;吸附;分离;仿真【作者】杨明磊;魏民;胡蓉;叶贞成;钱锋【作者单位】华东理工大学化工过程先进控制和优化技术教育部重点实验室,上海200237;华东理工大学化工过程先进控制和优化技术教育部重点实验室,上海200237;华东理工大学化工过程先进控制和优化技术教育部重点实验室,上海200237;华东理工大学化工过程先进控制和优化技术教育部重点实验室,上海200237;华东理工大学化工过程先进控制和优化技术教育部重点实验室,上海200237【正文语种】中文【中图分类】TQ028.3引言混合二甲苯分离是对二甲苯（PX）生产工艺中难度最大的一个环节[1－3]。

由于二甲苯异构体之间沸点非常接近，采用普通精馏方法几乎无法将对二甲苯从中分离。

工业上分离混合二甲苯的方法主要有深冷结晶法[4－5]和吸附分离法[6－7]。

基于连续逆流模拟移动床的分子筛吸附分离技术具备分离能力强、传质推动力大、成本低和吸附剂消耗低等特点，是目前生产对二甲苯的主流工艺技术[8－9]。

模拟移动床吸附分离过程机理复杂，且操作分为若干个区域，操作变量之间的耦合性强，建模具有一定的复杂性[10－12]。

实际生产过程中，一般通过调节模拟移动床各个区域的回流比以及步进时间从而达到一定的吸附分离效果。

对二甲苯模拟移动床分离过程的模拟与优化

对二甲苯模拟移动床分离过程的模拟与优化张东辉;沈圆辉;吴丽梅;孙伟娜;周言【摘要】对国内外模拟移动床的研究状况及模拟移动床的设计方法进行了简短的综述,基于Aspen Chromatography软件,以对二甲苯模拟移动床吸附分离过程为研究对象,结合实际工况数据,采用模拟移动床SMB模型,对模拟移动床吸附分离过程进行设计与模拟,抽取液中对二甲苯的纯度高达99.98%,,收率高达98.08%,.考察了切换时间(ts)、抽取液流量(QE)、进料量(QF)、吸附剂钝化以及管路死体积对吸附分离过程的影响.模拟结果表明:借助于Aspen Chromatography,采用SMB模型能较好地描述模拟移动床分离过程的真实情况,对模拟移动床分离过程的工艺设计、优化及操作具有重要的指导意义.%A short review of recent progress in the field of SMB technology around the world was presented, as well as the simulation method of SMB processes. By using the data obtained from real industry working conditions and the model of SMB, a simulated moving bed process for industrial xylene isomers separation was simulated successfully with Aspen Chromatography software. Results show that the purity and yield ofp-xylene (PX) product can reach 99.98% and 98.08% respectively. The effects of switching time, flow rates of the feed and extraction, deactivation of adsorbent and pipe line dead volume on the separation performance were then investigated.The results show thatthe model SMB in Aspen Chromatography can reflect the real conditions of SMB separation exactly, which can be of great importance in facilitating the design, optimization and operation of a simulated moving bed.【期刊名称】《天津大学学报》【年(卷),期】2016(049)003【总页数】8页(P279-286)【关键词】模拟移动床;Aspen Chromatography;对二甲苯;仿真;优化【作者】张东辉;沈圆辉;吴丽梅;孙伟娜;周言【作者单位】天津大学化工学院,天津 300072;化学工程联合国家重点实验室(天津大学),天津 300072;天津大学化工学院,天津 300072;化学工程联合国家重点实验室(天津大学),天津 300072;吉林石化工程设计有限公司,吉林 132002;天津大学化工学院,天津 300072;化学工程联合国家重点实验室(天津大学),天津 300072;天津大学化工学院,天津 300072;化学工程联合国家重点实验室(天津大学),天津 300072【正文语种】中文【中图分类】TQ028模拟移动床(simulated moving bed，SMB)是UOP公司于1961年提出的一种吸附分离技术，通过周期性切换进出口物料的位置模拟移动床内流动相与固相逆向运动，相比于批量制备色谱具有质量传递推动力强、固定相利用率高、溶剂消耗少以及连续化生产等优点[1].SMB的应用最初主要集中于石油化工与制糖工业，工业化成熟的模拟移动床分离工艺主要包括：采用离子交换树脂为固定相，分离玉米糖浆中葡萄糖-果糖的UOP-Sarex工艺；以K-BaX/Y分子筛为吸附剂、对二乙苯为解吸剂，混合二甲苯中分离对二甲苯的美国UOP-Parex、日本Toray-Aromax和法国IFP-Eluxyl工艺，这3种工艺的主要差异在于Parex工艺采用旋转阀切换进出口物料的位置，而Aromax和Eluxyl工艺在顺控系统(sequencecontrolsystem，SCS)的控制下，通过开关阀的切换来改变物料进出床层的位置，实现固液相模拟移动.20世纪90年代初，模拟移动床被引入精细化学品分离行业，尤其在手性药物和生物制品分离领域成果显著，迎来了模拟移动床技术发展的新时代.研究者对常规的SMB进行了改进和提升，进一步提高了分离性能，开发一系列新型SMB，拓展了SMB的应用范围，国内外均有综述型文献对其进行了报道[2-4].随着模拟移动床技术在分离领域的应用越来越广泛，国内大学及研究机构也纷纷对其开展了一系列的研究.浙江大学Wei等[5-6]报道了溶剂梯度三区SMB从三组分或四组分中分离中间组分，合理地选择洗脱液和进料液的溶剂强度，使Ⅱ区洗脱强度高于Ⅲ区，中等保留组分在Ⅱ区内随流动相前进，在Ⅲ区跟随柱子的切换而后退，即中等保留组分被截留在Ⅱ区与Ⅲ区内，从而与弱组分强组分相分离.华东理工大学Shen等[7]报道了液相SMB分离石脑油中正构烷烃与非正构烷烃，脱溶剂脱附油中正构烷烃质量分数可达到98%,，脱溶剂吸余油中非正构烷烃质量分数可达到92%,.辽宁科技大学Wang等[8]报道了以C-18键合硅胶为固定相、甲醇/水为流动相，溶剂梯度的开环三区SMB分离茶多酚中的儿茶素，分离过程分为两步：第1步通过模拟移动床将茶多酚中的重组分与含有儿茶素的轻组分分离；第2步将儿茶素与轻组分分离，抽取液中儿茶素的纯度为97.8%,，收率可达到99.8%,.吴献东等[9]报道了基于NSGA-Ⅱ算法，以分离联萘酚对映体的模拟移动床色谱分离过程作为研究对象，采用真实移动床(true moving bed，TMB)数学模型，以分离性能指标作为目标函数进行模拟移动床多目标操作优化设计.钱锋等[10]报道了采用TMB模型模拟对二甲苯模拟移动床吸附分离过程，并分析了区域回流比对产品质量的影响.石油化工科学研究院对对二甲苯(PX)吸附剂进行了长期的研究，相继开发了RAX-2000A与RAX-3000,PX吸附剂，并进行了小试、中试以及工业化Parex装置的实验，各项考核结果达到相应技术指标，打破了该领域长期被国外公司垄断的市场格局，对我国芳烃生产技术的长远发展具有重要意义[11-12].模拟移动床分离过程由于其过程操作变量的强耦合性、工艺机理的复杂性，使得模拟移动床在设计过程中操作条件的选择(如各区的流速、阀切换时间、操作温度、压力以及设备结构参数的设定)尤为困难.目前，模拟移动床的设计方法主要有以下3种.瑞士Mazzotti等[13-15]基于平衡理论的分析，提出了“三角形理论”方法，报道了线性或非线性的吸附体系及平衡或非平衡体系模拟移动床的模型参数与操作参数设计与优化，最终分析可得模拟移动床Ⅱ区与Ⅲ区液固相流速比构成可行性分离区域(呈三角形状).美国普渡大学Wang 等[16-17]在模拟移动床设计过程中提出了“驻波分析”方法，分析可得到产品纯度收率与模拟移动床各区长度、固相流速、液相流速、床层容量因子及传递系数相关联的设计方程，结合初始与边界条件可以解得SMB的设计与操作参数，并通过实验对模型进一步修正，得到稳定可靠的模型，用于SMB驻波优化设计与模拟.葡萄牙波尔图大学Rodrigues等[18]在模拟移动床设计过程中考虑了质量传递阻力的影响，提出“separation volume”设计方法，考察了Ⅰ区、Ⅳ区的操作参数对Ⅱ区与Ⅲ区液固相流速比构成可行性分离区域的影响.在对二甲苯模拟与优化方面，Rodrigues等[19-21]基于gPROMS平台，模拟了对二甲苯模拟移动床吸附分离过程，并提出了两步优化策略；开发对二甲苯模拟移动床耦合反应器，即二甲苯的分离与异构化同时进行，提升了对二甲苯的产率及收率.韩国汉阳大学Lim等[22-23]通过模拟着重分析对二甲苯模拟移动床装置中死体积对分离效果的影响.模型中将装置中的死体积单元化，建立额外的死体积单元的节点模型，模拟比较了四区模拟移动床(无管路冲洗)与七区模拟移动床(引入一次及二次管路冲洗)操作策略，在保证收率的情况下，七区模型中一次管路冲洗与二次管路冲洗的引入，使对二甲苯的纯度得到提高.同时，Lim等在七区模型的基础上，设计了八区模拟移动床，以提高对二甲苯的收率与纯度.混合二甲苯吸附平衡动力学参数以及建模工艺参数的缺乏，使国内鲜有文献报道对二甲苯模拟移动床的设计、优化及操作.在实际生产过程中，针对引入的生产装置操作与管理主要依赖于原设计参数和操作经验，为保证产品质量与工艺的可运行性，操作往往偏于保守，工艺装置的运行无法到达最佳工况.结合笔者实验室长期从事吸附分离工艺模拟与优化的经验，基于上述问题，通过建立SMB的物理模型和数学模型，对SMB进行模拟，深入分析SMB分离过程，对SMB的设计、操作及优化具有重要的指导意义.本文基于Aspen Chromatography平台，结合某石化公司所提供的模拟移动床工艺设计参数和吸附剂相关数据，以对二甲苯模拟移动床吸附分离过程为研究对象进行了设计与模拟，并探讨了工艺操作条件对分离效果的影响.图1为UOP-Parex对二甲苯模拟移动床操作示意，其核心部件为吸附塔和24通旋转阀，吸附塔内由12个吸附床层构成，每个吸附床层上部安装有液体分布器，下部安装有液体“收集器”.床层通过管线与24通旋转阀相连接，由程序控制旋转阀的切换时间，沿液相流动方向定期切换物料进出口位置，模拟固定相与流动相的逆向运动.吸附分离过程中，在吸附剂的选择吸附性和对二乙苯(PDEB)的脱附作用下，强吸附组分对二甲苯(PX)富集于抽取液，弱吸附组分间二甲苯(MX)、邻二甲苯(OX)和乙苯(EB)富集于抽余液.实际生成过程中，为了避免各流股在管道内残留所引起的污染，引入一次冲洗流股和二次冲洗流股，以保证对二甲苯的纯度和收率，各流股将对二甲苯模拟移动床划分为7个区，但从各区的功能仍可以视为传统的四区，Ⅰ区～Ⅳ区的床层数分配为7-9-5-3.Ⅰ区(吸附区)：位于进料口与抽余液出口之间，吸附对二甲苯，防止对二甲苯进入抽余液中，以保证对二甲苯的高收率.Ⅱ区(精制区)：位于抽取液出口与进料口之间，通过强吸附组分对二甲苯和对二乙苯将滞留在Ⅱ区的弱吸附组分置换出去，以保证对二甲苯的高纯度.Ⅲ区(解析区)：位于解吸剂进口与抽取液出口之间，解吸剂对二乙苯将对二甲苯从吸附剂解析，完成吸附剂的再生，从底部取出富含对二甲苯的抽取液，部分解析液回流至Ⅱ区.Ⅳ区(缓冲区)：位于抽余液出口与解吸剂进口之间，进一步吸附弱吸附组分，实现解吸剂的再生.本文基于Aspen Chromatography模拟平台建立对二甲苯模拟移动床分离过程模型，为了模拟实际生产过程中物料进出口位置的真实切换，选用SMB模型.利用数学模型描述质量守恒与动力学传质过程，模拟过程中，采用了有限元正交配置法在空间上对吸附床层进行离散，并对模型进行了如下假设：(1)液体在吸附塔内的流动遵循轴向扩散模型，忽略径向扩散；(2)吸附动力学模型采用线性推动力模型；(3)吸附等温线采用扩展Langmuir方程；(4)床层填充均匀，床层的空隙率、颗粒直径和孔隙率保持不变；(5)传质系数和物化参数与液相组成无关；(6)忽略热效应和床层压降.液相物料守恒方程为传质驱动力方程为多组分吸附等温线方程为初始条件为边界条件为式中：ε为吸附剂床层的孔隙率；ci,j为j区组分i液相的浓度；qi,j为j区组分i固相吸附量；t为时间变量；z为轴向坐标；ρp为吸附剂固相密度；DL,j为轴向扩散系数；vj为j区内液相流速；kL,i为组分i的传质系数；q*为与液相浓度平衡的固相浓度；qm,i为组分i饱和i,j吸附量；Ki为组分i的吸附平衡常数；Lj为j区吸附床层的高度.进出口节点模型方程如下.原料进口节点方程为抽取液出口节点方程为二次冲洗液入口节点方程为一次冲洗液入口节点方程为解吸剂入口节点方程为一次冲洗出口节点方程为抽余液出口节点方程为式中：Qj(j＝Ⅰ，ⅡA，Ⅱ，ⅡB，ⅢA，Ⅳ)为各区的流量；Q(F,E,D,R,X,H)分别为进料、抽取液、洗脱液、抽余液、一次冲洗以及二次冲洗的流量；ci n/out(j=Ⅰ，ⅡA，i,jⅡ，ⅡB，ⅢA，Ⅳ)为各区的进出口处组分i的浓度；ci,(F,E,D,R,X,H)分别为进料、抽取液、洗脱液、抽余液、一次冲洗以及二次冲洗中组分i的浓度.模拟移动床吸附分离效果的评价参数：抽取液中PX纯度，PX收率；吸附剂的PX 产率；解吸剂的消耗.抽取液中PX的纯度(PUX，%,)为PX的收率(REX，%,)为解吸剂PDEB的消耗(DC，m3/kg)为吸附剂的PX产率(PR，kg/(m3·h))为循环稳态的判定条件为式中：cE(PX,MX,OX,EB)分别为抽取液中对二甲苯、邻二甲苯、间二甲苯以及乙苯的浓度；Vs为吸附塔内吸附剂体积；c k为模拟移动床第k次循环运行时，抽取i,E/R液或抽余液中组分i的平均浓度.本实验模拟对象为某石化公司的对二甲苯模拟移动床分离过程，模拟移动床的结构尺寸、床层分布及操作条件主要依据该公司所提供的数据进行设计，吸附剂物化性质与石科院RAX-2000A相近[12].模拟移动床的操作工况及模型参数详见表1.经简化处理，混合二甲苯原料组成(质量分数)：14.2%,乙苯，45.7%,间二甲苯，19.6%,邻二甲苯以及20.5%,对二甲苯，解吸剂为对二乙苯，二次冲洗液为对二乙苯.图2为模拟移动床运行40周期后，充分达到循环稳态，t＝1,120,s时液相各组分沿吸附床层轴向含量分布.由图可见，在Ⅰ区内进料后的PX被优先吸附，液相中PX含量沿轴向逐渐降低，至Ⅰ区末端，抽余液中PX的质量分数已降至0.8%,以下，表明吸附剂有足够的吸附容量和较快的PX吸附速率；进入Ⅱ区后，液相PX 含量明显增加，其余C8芳烃同分异构体含量迅速减少，相应吸附相中的PX纯度得到逐步的提高，表明了吸附剂具有良好的选择；Ⅲ区反映了吸附相中PX的脱附现象，从曲线的变化可知，使用PDEB为脱附剂，吸附剂具有较快的PX脱附速率.模拟结果：抽取液中的PX纯度为99.98%,，收率为98.08%,，解析剂消耗为0.008,22,m3/kg，吸附剂的产率为97.81,kg/(m3·h).表2为石化公司提供的实际生产参数与本文设计参数的对比.3.1 切换时间对SMB分离效果的影响在其他操作条件不变的情况下，考察切换时间对模拟移动床分离效果的影响，如图3所示，同时获取高纯度和高收率，切换时间操作范围较为狭窄.切换时间反映了固相吸附剂与液体流动相的接触时间，切换时间过短，吸附床层利用率低，强吸附组分从液相传递至吸附相及置换弱吸附组分效果受限，对二甲苯纯度偏低；反之，切换时间过长，过多的对二甲苯损失于抽余液中，对二甲苯的收率下降.尽管缩短切换时间，可以提高吸附塔的生产能力，但受吸附剂的吸附和解吸速度的限制以及流体速度分布的制约，将直接影响吸附剂的吸附效果与解析效果，分离能力反而下降.由此可见，模拟移动床分离过程对切换时间的变化非常敏感，在实际生产过程中，应尽量避免外部因素造成切换时间的波动.3.2 抽取液流量对SMB分离效果的影响确保其他条件不变的情况下，Ⅲ区至Ⅱ区回流比随抽取液流量变化而变化，通过分析回流比的变化，从本质上阐明了抽取液流量对模拟移动床吸附分离效果的影响，如图4所示.增大QE，Ⅲ区至Ⅱ区回流比降低，回流至Ⅱ区的含高纯度的对二甲苯液体的量减少，弱化Ⅱ区内强组分置换弱组分的效果，Ⅱ区吸附床层中PX的纯度下降，床层切换后，解析Ⅱ区床层所得抽取液中PX纯度偏低.相反减小QE，Ⅲ区至Ⅱ区回流比增大，强化置换效果，保证了PX的高纯度，过量回流导致抽余液中的PX增多，收率和产率相应降低.分析可见，通过调节抽取液流量合理选择Ⅲ区至Ⅱ区回流比是影响PX纯度和收率的重要因素.3.3 进料量对SMB分离效果的影响保持其他操作条件不变，由物料平衡，抽余液流量随进料量变化而变化.进料量对模拟移动床吸附分离效果的影响如图5所示.增大进料量，明显改善吸附剂的PX 产率与解吸剂的消耗，但PX的收率呈下降趋势.QF的增大，意味Ⅰ区床层对原料液的处理量的增大，QF增大至一定程度后，受吸附区(Ⅰ区)吸附容量的限制，抽余液中PX含量上升，降低了PX的收率.随着QF的进一步增大，受缓冲区(Ⅳ区)吸附能力的限制，Ⅳ区床层无法完成解吸剂的再生，含有弱吸附组分(MX、OX、EB)的解吸剂循环至Ⅲ区，对吸附PX饱和的床层解析，降低了抽取液中PX纯度.3.4 吸附剂钝化对SMB分离效果的影响装载新鲜PX吸附剂的模拟移动床装置的运行周期约为10年，长时间的运行，部分吸附剂中毒、失活、颗粒磨损等，是吸附剂吸附能力及选择性下降、传质阻力增加的重要因素.吸附剂的钝化程度影响着PX纯度和收率，甚至可能导致整个装置的停工.因此，通过模拟计算考察吸附剂钝化对分离过程的影响及相应的补偿措施对实际生产过程有着重要的指导意义.笔者建模过程中，主要将吸附剂的钝化视为吸附剂吸附量的下降进行模拟计算.图6为吸附剂钝化程度(饱和吸附量/最初的饱和吸附量)对分离效果的影响.维持工艺操作条件不变，钝化程度增加，PX收率与产率下降严重，解吸剂消耗增加.PX的纯度始终维持在99%,以上，但抽取液中PX的质量分数明显下降，充分表明吸附剂的钝化恶化了模拟移动床吸附分离效果.为维持工艺操作条件(各区内流速及外部物料的流量)不变，从移动床角度分析，吸附剂饱和吸附量的下降，可通过提升固定相流动速率，以减少吸附剂的原液处理量，以改善工艺分离效果.在模拟移动床中，则可通过缩短切换时间，以实现移动床固定相流动速度提升的效果.随后考察了缩短切换时间对吸附剂钝化的补偿效果，结果见表3，缩短切换时间能有效地弥补吸附剂钝化所带来的影响，且在实际工艺操作中易实施.表3为PX吸附剂饱和吸附量为新鲜吸附剂饱和吸附量的80%,时，ts＝70.0,s 与ts＝67.9,s分离效果的对比.3.5 管路死体积对SMB分离效果的影响Parex模拟移动床装置，吸附塔的每个床层与24通阀通过单一管路相连接，意味着同一管路既用于进料，又用于出料，管路内残留的组分直接影响到抽取液中PX 的纯度.通过模拟四区模拟移动床(取消模型中一次冲洗和二次冲洗流股)，考察管路死体积对模拟移动床吸附分离效果的影响.图7为管路总体积占吸附床层总体积0～10%,范围内，对抽取液中PX纯度、收率、解吸剂的消耗以及产率的影响.管路体积占床层体积分数从0增至10%,，收率从98.10%,降至96.31%,，产率从97.82%,降至96.05%,，解吸剂的消耗从0.008 22,m3/kg增至0.008 37,m3/kg，管路死体积对以上三者的影响并不显著.分析抽取液中PX纯度的变化，从99.99%,降至93.55%,，死体积分数为0.5%,时，PX纯度降为99.50%,，可见管路死体积对抽取液PX纯度的影响非常明显，进一步表明在实际生产过程中引入冲洗管路流股的必要性.此外，一次冲洗及二次冲洗流股的流量则需要进一步优化.(1)本文以对二甲苯模拟移动床工业生产装置工况数据为基础，建立了对二甲苯模拟移动床吸附分离过程的动态分离模型；模拟结果表明：对二甲苯纯度可达99.98%,，收率可达98.08%,，设计操作参数与实际工况操作参数相近，能较好地描述模拟移动床动态分离过程，对于对二甲苯模拟移动床吸附分离过程的设计、操作、调优具有指导意义.(2)通过考察切换时间、QE、QF对模拟移动床分离效果的影响发现：模拟移动床分离效果对切换时间十分敏感，实际生产过程应尽量避免切换时间的波动；QE调节表明Ⅲ区至Ⅱ区回流比是影响产品纯度和收率的重要因素；在一定范围内增加QF，明显改善吸附剂的产率与解吸剂的消耗，对PX的纯度影响不大，但PX的收率显著下降.(3)通过考察吸附剂的钝化与管路死体积对模拟移动床分离效果的影响，模拟表明随着吸附剂吸附饱和吸附量的下降，吸附分离效果明显下降.进一步考察发现缩短阀切换时间，能有效改善模拟移动床吸附分离效果.管路死体积占吸附床层总体积分数的增加，对PX收率、解吸剂的消耗以及吸附剂的产率影响并不显著；但PX的纯度下降十分明显.【相关文献】［1］Broughton D B，Gerhold C G.Continuous Sorption Process Employing Fix Bed of Sorbent and Moving Inlets and Outlets：US，2985589[P].1961-05-23.［2］Gomes P S，Rodrigues A E.Simulated moving bed chromatography：From conceptto proof-of-concept[J].Chemical Engineering and Technology，2012，35(1)：17-34.［3］Rajendran A，Paredes G，Mazzotti M.Simulated moving bed chromatography 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的模拟移动床色谱分离过程多目标操作优化[J].化工学报，2012，58(8)：2038-2044.Wu Xiandong，Jin Xiaoming，Su Hongye.Multiobjective optimization of simulated moving bed chromatography separation based on NSGA-Ⅱ algorithm[J].CIESC Journal，2012，58(8)：2038-2044(in Chinese).［10］杨明磊，魏民，钱锋，等.二甲苯模拟移动床分离过程建模与仿真[J].化工学报，2013，64(12)：4335-4341.Yang Minglei，Wei Min，Qian Feng，et al.Modeling of simulated moving bed for xylene separation[J].CIESC Journal，2013，64(12)：4335-4341(in Chinese). ［11］王辉国，王德华，马剑锋，等.国产RAX-2000A型对二甲苯吸附剂小型模拟移动床实验[J].石油化工，2005，34(9)：850-854.Wang Huiguo，Wang Dehua，Ma Jianfeng，etal.Adsorption stripping of p-xylene on RAX-2000A adsorbent in small-scale simulated moving bed[J].Petrochemical Technology，2005，34(9)：850-854(in Chinese).［12］Li B，Wang H G，Yu Z，et mercial applications of p-xylene adsorbents RAX-2000A and RAX-3000[J].China Petroleum Processing and Petrochemical Technology，2012，15(1)：10-13.［13］Storti G，Mazzotti M，Morbidelli M，et al.Robust design of binary countercurrent adsorption separation 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分离作业

模拟移动床吸附分离技术李泽1，王杰1，刘瑞娟2，李春增1（1.烟台大学化111-1，；2.烟台大学化111-2）摘要：模拟移动床作为一种高效的吸附分离技术一直备受关注，其应用领域从石油化工领域逐步延伸至制药行业，用于手性药物和生物制品的分离。

本文主要介绍了模拟移动床的工作原理、工艺流程、优缺点、应用领域和发展前景及存在的问题。

关键词：吸附分离；吸附剂；吸附机理；模拟移动床1.引言（Introduction）模拟移动床（simulated moving bed，SMB）是UOP 公司于1961年提出的一种吸附分离技术，它实现了色谱分离的连续操作，在产品浓度、产率溶剂消耗等诸多方面明显优于间歇洗脱式制备色谱。

SMB 最初用于石油化工和制糖工业-，随后被成功引入到制药行业，用于分离手性药物和生物制品，由此获得广泛关注。

2.正文（Text）1.1.模拟移动床概述（Summary of SMB）模拟移动床（SMB）是在移动床的基础上发展起来的一种新型的现代化分离技术。

是一种利用吸附原理进行液体分离操作的传质设备，是属于连续逆流吸附一种，常在液体吸附分离时使用。

以逆流连续操作方式，通过变换固定床吸咐设备的物料进出口位置，产生相当于吸附剂连续向下移动，而物料连续向上移动的效果。

模拟移动床分离装置可分为两大类：分离塔固定式和分离塔旋转式。

分离塔固定式依进出料液流分配方式又分为多通旋转分配阀式（以UOP公司）和多个两通阀式。

分离塔旋转式是分离塔与旋转阀动盘一起同步旋转。

不同类型的模拟移动床分离装置各有特点，可据装置的规模和条件进行类型选择。

1.2.模拟移动床的发展(The development of SMB)该技术在20世纪70年代到80年代主要用于石油产品的分离，其本身就是在研究分离石油产品的过程中发展起来的。

1969年美国UOP公司将模拟移动床色谱技术用于分离对二甲苯和间二甲苯，该分离过程被其成为Parex过程。

对二甲苯生产装置吸附分离塔管道的设计

对二甲苯生产装置吸附分离塔管道的设计司冠飞;王遂锋【摘要】Paraxylene (PX) is an important aromatic product used by polyester plant as feedstock.In the piping design,the piping layout of adsorption tower is the core part of the unit.In a case study of an operating PX unit,the essentials of the adsorption tower's equipment and design characteristics of adsorption tower structure,etc of the Eluxyl process are introduced.In addition,the arrangement characteristics of adsorption tower's header line of 10 streams,tower branch line of 120 streams,bed connection line of 24 streams and pump to tower circulation line of 2 streams are described in detail.In addition,the important difficult aspects,precautions and recommendations in the design of piping layout of adsorption tower are proposed,hopefully to provide a good reference for the engineering of similar units in the future.%对二甲苯是重要的芳烃产品,是聚酯工业的基础原料.在进行管道工程设计阶段,吸附分离塔的管道布置又是装置管道设计的核心部分.以某对二甲苯生产装置为例,对Eluxyl吸附分离工艺中吸附塔设备的特征、吸附分离构架设计特点等相关要素进行了介绍,着重阐述了吸附分离塔10路敷塔总管、120路敷塔分支管、24路床层连通管和2路泵-塔循环管的布置特点.指出了吸附分离塔关键管道布置的重点、难点和注意事项,以期对后续同类装置的设计提供借鉴.【期刊名称】《炼油技术与工程》【年(卷),期】2017(047)005【总页数】4页(P42-45)【关键词】吸附分离塔;管道设计;对二甲苯;Eluxyl工艺【作者】司冠飞;王遂锋【作者单位】中石化洛阳工程有限公司,河南省洛阳市471003;中石化洛阳工程有限公司,河南省洛阳市471003【正文语种】中文Eluxyl对二甲苯吸附分离工艺是法国AXENS公司开发成功的生产高纯度对二甲苯(PX)的专利技术。

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模拟移动床 , 对吸附剂来说是不动的固定床使吸附剂静止 , 而通过周期性地改变流体进出口的位置 , 液流进出口位置沿着流体方向移动以达到流体与吸附剂相对运动的目的 , 以此来模拟固体相对移动的作用。因此 , 从效果上看 , 它达到了移动床的效果 , 这过程是连续的 , 但对床层本身来说并没移动 , 由于床层是固定的 (下转第 772页 )
一般情况下选择性随着浓度的改变会有一点变化。但是如果浓度变化范围是在吸附过程允许的操作条件下之内 , 选择性可视为常量。
下文提到的解吸剂 PDEB与有关芳烃的相对选择性如下 :
H2 O>BZ>PX>PDEB>TOL>EB>OX>MX>NA 其中 :β PX/EB≈3, 说明通过吸附分离可以进行有效分离。
1 吸附剂的性能
1.1 吸附剂吸附剂 :是一种分子筛 , 由多微孔晶体构成 ,
因 C8 A各异构体的相对碱度不同 , 晶孔表面静电场与各异构体的亲合力便不同 , 导致吸附剂对 PX 有很强的吸附能力。 1.2 选择性系数
吸附剂对各种组分吸附能力的差别叫做吸附剂的选择性 , 衡量吸附剂选择性大小用选择性系
WEIJun-qiang, XVQin
(DragonAromatics(Zhangzhou)Co., Ltd., Zhangzhou363200, China) Abstract:Thetheoryoftheadsorptionseparationprocessintheproductionofparaxylenewasintroduced.Thesimulatedmoving bedtechnologywithcomputercontroltosynthesizeparaxylene(PX)wasdiscussed. Keywords:Adsorptionseparation;Simulatedmovingbed;Paraxylene;Adsorbent
2 解吸剂
收稿日期 : 2009-05-11 作者简介 : 魏军强 (1972 -), 男 , 助理工程师。
第 38卷第 10期魏军强 , 等 :模拟移动床在对二甲苯生产中的应用
7 47
解吸剂的作用是将易吸附组分 (PX)从难吸附组分 (MX、OX、EB)中分离出来。解吸剂的被吸附能力要介于进料中易吸附组分和难吸附组分之间 , 解吸剂能通过蒸馏与进料组分进行分离。只有解吸剂的被吸附能力介于易吸附组分和难吸附组分之间 , 它才能在吸附剂上轻易解吸 MX、 OX、EB, 并和 PX互为置换。所以 , 吸附塔内 C8A 的 4种异构体和解吸剂之间在吸附剂上一直进行着吸附、解吸这样的过程。
第 38卷第 10期 2009年 10月
辽宁化工 LiaoningChemicalIndustry
Vol.38, No.10 October, 2009
模拟移动床在对二甲苯生产中的应用
魏军强 , 许琴摘要 : 介绍了工业生产对二甲苯 (PX)的吸附分离工艺原理 , 并阐述了利用计算机控制模拟移动床技术生产对二甲苯的方法。关键词 : 吸附分离 ;模拟移动床 ;对二甲苯 ;吸附剂中图分类号 : TQ241 文献标识码 : A 文章编号 : 1004 0935(2009)10 0746 03
(上接第 747页 )
则吸附剂不会造成磨损 , 又能仔细地填充吸附剂 , 尽可能使液流在床层中均匀分布 , 减少沟流与返混 , 提高分离效果 ;同时又吸取了移动床连续操作 , 质量稳定 , 处理量大 , 便于自动化操作的优点。
本工艺采用了两个串联的吸附塔、循环泵、 144个程控阀组成了模拟移动床装置。每个吸附塔内有 12个床层 , A塔 No.1 ～ No.12床层 , B塔 No.13 ～ No.24床层。利用 2用 1备的循环泵 , 将两个塔首尾相连 , 使 24个床层形成一个闭合回路 , 循环泵就维持液流周期性地绕 24 个床层循环。
表 1 床层分配常规值
Ⅰ区 2A Ⅲ区
各区床层数
4 2 7
Ⅱ区 2B Ⅳ区
各区床层数
10 8 3
图 1 移动床原理图
(1)Ⅰ区是 PX解吸区。 Ⅰ 区位于 PDEB与抽出液两股物流之间。其作用是从分子筛微孔解吸出大部分被吸收的 PX 组分。进入 Ⅰ区顶部液相是基本上是纯解吸剂。 (2)Ⅱ区是 EB/MX/OX解吸区。
DeterminationofZincContentinChildren'sHairbyAtomicAbsorptionSpectrumetry
ZHANGGui-wen
(ExperimentdepartmentofHunanChemicalVocationTechnologyInstitute, Zhuzhou412004, China) Abstract:Thedeterminationmethodofzinccontentinthechildren'hairwiththeatomicabsorptionspectrum ofair-acetylene flameswasputforward.Digestionandtreatmentconditionsandrelativefactorsofinfluencingdeterminationwerediscussed.The analyticmethodwasestablished.Thismethodhasmanycharacteristicsofhighersensitivity, goodrepeatability, fewinterference. Keywords:Atomicabsorptionspectrumetry;Hair;Zinccontent
77 2
辽宁化工 2009年 10月
对不同的儿童头发样品进行加标回收试验 8 次 , 表明本方法有较好的准确度。结果如表 6。
4 结论
采用原子吸收光谱法对儿童头发中锌含量测定的研究结果表明 , 该方法具有较高的灵敏度 , 很好的重现性和较高的准确度 , 以及操作简单 , 容易掌握 , 干扰少等特点 , 适合于各种头发样中锌含量
数来表示。吸附平衡 :当吸附剂浸在液体混合物中 , 若易
吸附组分在吸附相和液相中的浓度趋于稳定达到恒定时 , 难吸附组分在吸附相和吸余相也趋于恒定时 , 称为吸附平衡状态。吸附平衡为动平衡 , 某一组分在两相中的浓度比称为平衡常数 :
KA =Z XA A KB =Z XB B 式中 :KA, KB— 两组分平衡常数 ;
移动床连续进行吸附分离 , 必须保证固相和液相连续逆向流动 , 固相流向 Ⅳ区 ※Ⅲ区 ※Ⅱ区 ※Ⅰ区 , 液相流向 Ⅰ 区 ※Ⅱ区 ※Ⅲ区 ※Ⅳ区。移动床操作怎样使固体循环流动是个很棘手的问题 , 当固体循环流动时 , 第一带来了吸附剂机械磨损问题 , 第二是很难做到固体均匀流动 , 若固体流动不均匀 , 吸附分离效果大大降低 ;因此开辟了模拟移动床工艺 , 即保持了逆向流动的工艺特性 , 又不存在吸附剂移动带来的困难。 3.2 模拟移动床原理
通过计算机程序控制这些阀门的切换操作 , 来实现模拟移动吸附分离。 144个程控阀用来周期性地改变各物料进出口位置 , 但各物料间的相对位置 (间隔的床层数和相互次序 )保持不变。在实际操作的任何一个时间内 , 只有 25个阀门处于开启状态 , 其余 119个阀门全部关闭。由于控
(3)Ⅲ区是 PX吸附区。 Ⅲ区位于进料和抽余液两股物流之间 , 其作用是把 PX从液相吸附到分子筛微孔中。 (4)Ⅳ区是 EB/MX/OX吸附区。 Ⅳ区位于抽余液和解吸剂注入口之间 , 其作用是吸附少部分不易吸附的组分 , 即 EB、MX和 OX。为了达到产品规格要求 , 另一股物流被引入 Ⅱ区 :反洗通过用脱除 PDEB的抽出液巧妙的冲洗来实现。这股物流能够保证抽出液在抽出高纯度产物前避免 C8 芳烃异构体的污染。并且 , 其能够起到提高 PX纯度和稀释杂质的作用。反洗是从抽出液塔侧线抽出的。对于分馏 , 要有一个注入点和采出点的最佳选择位置 , 对于吸附 , 也要有一个注入和采出的最佳选择位置。表 1 中列出了床层分配的常规值 [ 2] 。
制阀彼此之间相对独立 , 适应性强 , 可根据工艺需要改变吸附塔四个区之间床层数的分配来协调 PX的纯度与收率之间的关系。
在两台吸附塔循环泵出口设置了在线罗曼光谱仪 , 能及时并直观地检测和观察到吸附塔操作中浓度的分布和变化趋势 , 便于分析问题和调整操作。
4 结语
吸附分离法是利用分子筛与四种异构体亲和力的不同进行分离 , 计算机控制的模拟移动床吸附分离法可得到高纯度的对二甲苯产品 , 单程收率高 , 物料循环量小 , 能耗低 , 基建投资较低 , 但吸附塔控制要求较高。
工业生产对二甲苯的过程中 , 原料是混合 C8 芳烃 , 由于混合 C8 芳烃的四种异构体对二甲苯、间二甲苯、邻二甲苯、乙苯的物化性质很相似 , 用常规精馏和萃取方法很难分出对二甲苯。
目前 , 以吸附分离法分离混合二甲苯最为先进。世界上以吸附分离法为原理的工艺主要有美国 UOP的 Parex工艺和法国 AXENS的 Eluxyl工艺。
ZA— 易吸附组分在吸附相中的浓度 ; ZB— 难吸附组分在吸附相中的浓度 ; XA— 易吸附组分在液相中的浓度 ; XB— 难吸附组分在液相中的浓度。
选择性系数定义为两吸附组分的平衡常数之比 :
βA/B =K KBA =ZZBA//X XA B
β 值越大 , 表明吸附剂对该两组分越容易分离 , β =1时 , 该两组分无法分离。
的分析测定。
参考文献