專利名稱：用于評價輕餾分物料液相吸附分離效果的試驗裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及用來評價物料分離效果的試驗裝置，具體地說一種用于評價輕 餾分物料液相吸附分離效果的試驗裝置。它主要是考察、探索環(huán)戊烷油中超低微量苯和 正己烷被吸附的情況，特別適用于在恒壓、恒溫條件下評價各種吸附劑對苯和正己烷的 吸附效果、同種吸附劑不同空速下的吸附效果、同種吸附劑在不同劑油比條件下的飽和 吸附容量等。為評價輕餾分物料液相吸附分離效果提供準確的參考信息。
背景技術(shù)：
輕餾分物料比如環(huán)戊烷油可利用煉油廠或乙烯裂解的C5餾分原料通過精密精餾 獲得。環(huán)戊烷油是溶劑油中的一種，目前主要作為硬質(zhì)聚氨酯泡沫的新型發(fā)泡劑，用于 替代對大氣臭氧層有破壞作用的氯氟烴(CFCs)，已被廣泛用于生產(chǎn)無氟冰箱、冰柜行業(yè) 以及冷庫、管線保溫等領(lǐng)域。由于環(huán)戊烷、正戊烷、異戊烷、苯和正己烷等烴類沸點差 別較小，在精密精餾分離過程中受相平衡制約，環(huán)戊烷油中的苯和正己烷含量仍分別湯 和20 μ g/g。隨著蒙特利爾等公約規(guī)定的禁用ODS期限的臨近，CFCs和HCFCs類產(chǎn) 品不久將被禁用，環(huán)戊烷油必將成為聚氨酯發(fā)泡劑領(lǐng)域的主角。此外純度很高的環(huán)戊烷 (環(huán)戊烷質(zhì)量含量沖9.9%，苯含量《0.5yg/g，正己烷含量《2 μ g/g)還可用于特殊有機 物溶劑和色譜分析試劑。目前脫除環(huán)戊烷油中苯所采用的方法有酸堿法、加氫法、萃取精餾法、紫外 線氧化法、吸附法等，苯含量可降低至5μ g/g。脫除環(huán)戊烷油中正己烷所采用的方法是 萃取精餾法，正己烷含量可降低至20 μ g/g。酸洗易產(chǎn)生酸渣，且收率較低，已被逐漸 淘汰。對于有氫氣源的石油化工廠，傾向于采用加氫使苯飽和成為環(huán)己烷的工藝。此法 無酸渣問題，但環(huán)己烷含量增高，且成本大增。采用紫外線氧化法要通入氧氣，既不安 全，又產(chǎn)生苯酸等副產(chǎn)物需要進一步分離。對于微量苯的脫除，也有采用活性炭吸附脫 除苯的辦法。要想把環(huán)戊烷油中的苯、正己烷繼續(xù)降低(苯含量動.5yg/g，正己烷含量 <2 μ g/g)較為理想的方法是找到性能優(yōu)異的吸附劑和采用吸附工藝。為評價輕餾分物料 環(huán)戊烷油液相吸附分離效果通常要用到吸附試驗裝置。目前的吸附試驗裝置在常溫的液相吸附試驗，只要在有空調(diào)裝置的房子進行即 可解決變溫問題。壓力對一般的液相吸附影響很小，但對于在接近輕餾分物料沸點(常 壓下正戊烷沸點36.1°C，環(huán)戊烷49.3，正己烷68.95，苯80.1)時的液相吸附試驗研究，壓 力的變化不可忽視。吸附柱上方壓力與計量接收瓶壓力是否穩(wěn)定不變，以及液柱高度變 化是否緩慢對環(huán)戊烷油通過吸附柱的速度也有明顯影響。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種可在恒壓或常壓下，利用各種吸附劑對環(huán)戊烷油 中超低微量苯、正己烷進行吸附脫除，可控制停留時間，操作調(diào)節(jié)簡便、不污染環(huán)境的用于評價輕餾分物料液相吸附分離效果的試驗裝置。本實用新型提供的用于評價輕餾分物料液相吸附分離效果的試驗裝置，由上向 下依次串接有球形容量瓶、上考克閥、吸附柱、下考克閥和計量接收瓶，在球形容量瓶 上端和計量接收瓶上端之間接有一使用時可使兩者上部氣相空間連通的管子，管子上接 有一利用大氣壓力可維持該氣相空間壓力穩(wěn)定的恒壓裝置。恒壓裝置的恒壓瓶通過一支管與管子連接，恒壓瓶的另一支管接一里面灌裝有 水或水銀的U形管。與管子連接的該支管上接有一段毛細管。U形管的空余端端口比另一端及所連接的支管的最高點位置都要高。由于吸附柱頂球形容量瓶的氣相與底部計量接收瓶的氣相連通，消除了吸附柱 兩端壓力變化的影響，有利于環(huán)戊烷油連續(xù)平穩(wěn)流過吸附柱；在球形容量瓶直徑比上考 克閥閥孔直徑5大倍以上時，球形容量瓶內(nèi)液面高度可視作不變，即認為環(huán)戊烷油恒速 流過吸附柱；當恒壓瓶的有效容積比U形管容積大50倍以上時，U形管液柱高度受外界 壓力變化而變化對吸附體系的容積改變很小時，吸附體系內(nèi)由于容積的微小變化對壓力 的影響微乎其微，即外界大氣壓力有波動，而吸附體系內(nèi)的壓力仍基本不變，即恒壓不 變。本實用新型設(shè)計合理，既可以保證在吸附過程中吸附體系壓力維持恒定，輕餾 分不揮發(fā)逸出污染環(huán)境，又可以通過計量瓶調(diào)節(jié)環(huán)戊烷油在吸附柱內(nèi)的停留時間，考察 不同空速條件吸附劑的吸附效果。吸附試驗重復性好，數(shù)據(jù)較為可信。適用于輕餾分物 料是沸點S80°C的有機化學物。

圖1本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
參照圖1，本實用新型提供的用于評價輕餾分物料液相吸附分離效果的試驗裝 置，由上向下依次串接有球形容量瓶5、上考克閥4、吸附柱3、下考克閥2和計量接收瓶 1，在球形容量瓶5上端和計量接收瓶1上端之間接有一使用時可使兩者上部氣相空間連 通的管子8，保證這兩個氣相空間壓力相同，管子8為剛性的塑料或橡膠管，管子8上接 有一利用大氣壓力可維持該氣相空間壓力穩(wěn)定的恒壓裝置。恒壓裝置的恒壓瓶11通過一 接有一段毛細管6的支管7與管子8連接，恒壓瓶11的另一支管9接一里面灌裝有水或 水銀的U形管10，U形管10的空余端端口比另一端及所連接的支管9的最高點位置都要 高。其中，球形容量瓶直徑為上考克閥閥孔直徑6倍；恒壓瓶的有效容積是U形管容積 60倍。使用時，通過在吸附柱3內(nèi)放入不同的吸附劑，球形容量瓶5內(nèi)裝入環(huán)戊烷油， 由吸附柱3底部的下考克閥2和計量接收瓶1共同控制流速可以進行吸附劑吸附性能優(yōu)劣 的評價；通過計量接收瓶和上、下考克閥(4、2)聯(lián)合控制也可以進行吸附劑不同間接觸 時間吸附效果的評價。例如，每次試驗在吸附柱3內(nèi)裝入同樣質(zhì)量的吸附劑，在球形容 量瓶5中裝入一定質(zhì)量的環(huán)戊烷油，根據(jù)計量接收瓶1刻度調(diào)節(jié)上考克閥4開度，控制好
4環(huán)戊烷油流過吸附柱3的流量，從吸附柱3中有液體流入計量接收瓶1時開始計時，直 至接收到某設(shè)定的環(huán)戊烷量時為止，計算環(huán)戊烷油流過吸附柱3的時間，從而可計算出 環(huán)戊烷油在吸附柱內(nèi)的停留(接觸)時間(或空速)；分別取環(huán)戊烷油(原料)和環(huán)戊烷 (吸附精制品)進行組分組成分析便可以知道該吸附劑在某個特定條件下的吸附效果了。下面的應用實例中，球形容量瓶直徑為上考克閥閥孔直徑6倍；恒壓瓶的有效 容積為U形管體積60倍。應用實例1:準備階段如圖1，打開上考克閥，在吸附柱內(nèi)裝入新鮮吸附劑，下考克閥經(jīng) 多次測試已調(diào)整好，每次試驗不動該考克閥；下方通過膠塞接上帶刻度的計量接收瓶； 關(guān)閉上考克閥，在球形容量瓶內(nèi)裝入500ml環(huán)戊烷油，套好吸附柱上方的塞子；連接好 恒壓瓶系統(tǒng)，此時試驗壓力與外界相同。試驗階段；如圖1，打開上考克閥，讓環(huán)戊烷油流入吸附柱，并經(jīng)下考克閥流 入帶刻度的計量接收瓶；從第一滴液體滴落計量接收瓶開始計算時間，并記錄室內(nèi)、外 溫度，大氣壓力，U形管液柱高度差，計量接收瓶中環(huán)戊烷量；至1200秒(20分鐘)再 記錄一次試驗數(shù)據(jù)；到2400秒(40分鐘)時關(guān)閉下考克閥，記錄好試驗數(shù)據(jù)。試驗數(shù)據(jù) 見表1。表1輕餾分物料液相恒壓吸附試驗條件記錄試驗時間室外室內(nèi)大氣壓力U形管液柱吸附體計量接收
權(quán)利要求1.一種用于評價輕餾分物料液相吸附分離效果的試驗裝置，由上向下依次串接有球 形容量瓶[5]、上考克閥[4]、吸附柱[3]、下考克閥[2]和計量接收瓶[1]，其特征是在球 形容量瓶[5]上端和計量接收瓶[1]上端之間接有一使用時可使兩者上部氣相空間連通的 管子[8]，管子[8]上接有一利用大氣壓力可維持該氣相空間壓力穩(wěn)定的恒壓裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于評價輕餾分物料液相吸附分離效果的試驗裝置，其特征 是恒壓裝置的恒壓瓶[U]通過一支管[7]與管子間連接，恒壓瓶[11]的另一支管[9]接 一里面灌裝有水或水銀的U形管[10]。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于評價輕餾分物料液相吸附分離效果的試驗裝置，其特征 是與管子[8]連接的該支管[7]上接有一段毛細管[6]。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于評價輕餾分物料液相吸附分離效果的試驗裝置，其特征 是U形管[10]的空余端端口比另一端及所連接的支管[9]的最高點位置都要高。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于評價輕餾分物料液相吸附分離效果的試驗裝置，其特征 是球形容量瓶[5]直徑比上考克閥[4]閥孔直徑大5倍以上。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于評價輕餾分物料液相吸附分離效果的試驗裝置，其特征 是恒壓瓶[11]的有效容積比U形管[10]容積大50倍以上。
專利摘要一種用于評價輕餾分物料液相吸附分離效果的試驗裝置，由上向下依次串接有球形容量瓶[5]、上考克閥[4]、吸附柱[3]、下考克閥[2]和計量接收瓶[1]，在球形容量瓶[5]上端和計量接收瓶[1]上端之間接有一使用時可使兩者上部氣相空間連通的管子[8]，管子[8]上接有一利用大氣壓力可維持該氣相空間壓力穩(wěn)定的恒壓裝置。本實用新型既可以保證在吸附過程中吸附體系壓力維持恒定，輕餾分不揮發(fā)逸出污染環(huán)境，又可以通過計量瓶調(diào)節(jié)環(huán)戊烷油在吸附柱內(nèi)的停留時間，考察不同空速條件吸附劑的吸附效果。吸附試驗重復性好，數(shù)據(jù)較為可信。適用于輕餾分物料是沸點≤80℃的有機化學物。
文檔編號G01N33/00GK201796027SQ20102053553
公開日2011年4月13日 申請日期2010年9月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月20日
發(fā)明者吳世逵, 孫晶磊, 張浩杰, 曹光明, 林尤雄, 梁朝林, 洪曉瑛, 鐘杭英 申請人:廣東石油化工學院, 茂名石化實華股份有限公司