论文摘要
炼厂干气中乙烯含量高达14%～22%。然而,我国目前大部分炼厂中干气都作为燃料气被烧掉。分离回收其中的乙烯具有显著的节能减排意义。本课题主要针对乙烯气体物理吸收的方法进行了汽液相平衡研究。首先,本文选择最大超额Gibbs函数法作为吸收剂的评价方法,利用化工流程模拟软件ASPEN PLUS,选择UNIFAC活度系数模型,计算了乙烯与近20种醇类、醚类、芳烃类等溶剂的活度系数和GEmax,分析结果认为芳烃与C2H4的二元体系GEmax数值相对小。收集了C2H4与一些溶剂的VLE数据,比较分析中发现,分子结构对溶剂吸收性能有一定影响,即：溶剂分子结构对称,乙烯在其中的溶解度越大。据此,选择芳环上甲基结构对称的1,3,5-三甲苯（C9H12）为C2H4的适宜吸收剂。然后,以提高汽液相平衡实验数据测定精度为目的,提出了两点取样管路的改进,实验结果表明改进有效良好。利用该装置测定了C2H4+C9H12二元体系在温度253.15K～333.15K,压力0.5MPa～3.0MPa范围内的汽液相平衡数据。采用PR状态方程对此二元体系的VLE数据进行关联,得到该方程的二元交互作用参数kij。实验数据取得了良好的热力学一致性。结果表明PR状态方程能较好的描述C2H4+C9H12二元体系的汽液相平衡行为。C2H4+C9H12二元体系的VLE实验数据表明,C2H4在C9H12中的溶解度普遍比较高,并且随温度变化,液相中的C2H4浓度变化显著。通过比较C2H4+C7H8体系的实验数据,结果可以看出1,3,5-三甲苯作为乙烯吸收剂效果要明显优于甲苯,表明1,3,5-三甲苯具有作为一种新的乙烯吸收剂的研究与开发潜力。本研究为进一步的工艺应用开发提供了热力学数据和模型基础。另一方面,研究结果也验证了GE max判据作为吸收剂判据正确性。