一種酸堿鹽分段活化天然氣吸附材料的裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種酸堿鹽分段活化天然氣吸附材料的裝置及方法。裝置由吸附材料反應(yīng)器、酸處理系統(tǒng)、堿處理系統(tǒng)、鹽處理系統(tǒng)、水沖洗系統(tǒng)構(gòu)成。酸、堿、鹽系統(tǒng)彼此獨立，依次對填充有吸附材料的反應(yīng)器進(jìn)行循環(huán)活化處理，水沖洗至反應(yīng)器內(nèi)溶液pH至中性，酸、堿、鹽處理系統(tǒng)分別由其儲液罐和泵組成，與吸附材料反應(yīng)器接口相連，構(gòu)成四條循環(huán)回路。裝置操作簡便、活化效率高，無需外界加溫加壓，能耗顯著降低，具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益。
【專利說明】—種酸堿鹽分段活化天然氣吸附材料的裝置及方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種吸附材料的活化裝置，尤其涉及一種酸堿鹽分段活化天然氣吸附材料的裝置及方法。

【背景技術(shù)】
[0002]對吸附天然氣技術(shù)來說，如何提高吸附材料的吸附性能顯的尤為重要。一方面人們圍繞吸附材料進(jìn)行了精心篩選、開發(fā)和利用，另一方面在不斷的探索和實踐中改良工藝，改善吸附材料的活化方法，以期獲得高性能的吸附材料。
[0003]目前，在吸附材料活化方法中，主要為物理活化法(水蒸氣活化法、二氧化碳活化法和空氣活化法等)和化學(xué)活化法(磷酸法、氯化鋅法、氫氧化鉀和碳酸鉀等)。化學(xué)法相比物理法活化，產(chǎn)品性能相對更加優(yōu)良。專利ZL200610086149.將堿即Κ0Η或NaOH和炭的混合物放于真空反應(yīng)器內(nèi)，在真空環(huán)境下(-0.03MPa^-0.09 MPa)升溫活化，最后進(jìn)行水洗干燥得到；專利ZL200610038065.0將酚醛樹脂與Κ0Η或NaOH的混合物放入管式活化爐中，在氮氣氣氛中，先在50(T65(TC進(jìn)行預(yù)活化，再在75(T850°C進(jìn)行活化，最后進(jìn)行酸洗水洗獲得產(chǎn)品。
[0004]此類活化方法雖然獲得了高比表面積的吸附材料，但是活化需要在高溫、強(qiáng)堿性條件且于管式爐中進(jìn)行，存在著設(shè)備投資高、工藝條件苛刻的缺陷。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供一種酸堿鹽分段活化天然氣吸附材料的裝置及方法。
[0006]本發(fā)明裝置由吸附材料反應(yīng)器、酸處理系統(tǒng)、堿處理系統(tǒng)、鹽處理系統(tǒng)、水沖洗系統(tǒng)構(gòu)成，活化裝置為四段獨立的循環(huán)回路，其中酸處理系統(tǒng)主要由酸液罐(2)和耐酸泵(3)組成，耐酸泵入口連接酸液罐出口，耐酸泵出口連接吸附材料反應(yīng)器(5)入口 M3，反應(yīng)器(5)出口 A連接酸液罐入口，構(gòu)成循環(huán)回路；堿處理系統(tǒng)主要由堿液罐(6)和耐堿泵(7)組成，耐堿泵入口連接堿液罐出口，耐堿泵出口連接吸附材料反應(yīng)器(5 )入口 M3，反應(yīng)器(5 )出口連接堿液罐入口，構(gòu)成循環(huán)回路；鹽處理系統(tǒng)主要由鹽液罐(13)和耐鹽泵(12)組成，耐鹽泵入口連接鹽液罐出口，耐鹽泵出口連接吸附材料反應(yīng)器(5)入口 M4，反應(yīng)器(5)出口 M2連接鹽液罐入口，構(gòu)成循環(huán)回路；水沖洗系統(tǒng)主要由純水罐(16)和純水泵(15)組成，純水泵入口連接純水罐出口，純水泵出口連接吸附材料反應(yīng)器(5 )入口 M4，反應(yīng)器(5 )出口 M2連接純水罐入口，構(gòu)成循環(huán)回路。
[0007]本活化裝置主要操作步驟如下:
1、將經(jīng)過預(yù)先制備和焙燒的天然氣吸附材料裝入天然氣吸附材料反應(yīng)器(5)，裝填體積量為器容積的2/3?4/5 ；
2、在酸處理系統(tǒng)中，于酸液罐(2)中配制濃度為0.5?2.0 mol/L的酸-水溶液，關(guān)閉電動閥C8、電動閥D9、電動閥E10、電動閥F11、電動閥G14、電動閥H17、電動閥118，打開電動閥A1和電動閥B4，啟動耐酸泵(3)，使酸-水溶液在天然氣吸附材料反應(yīng)器(5)中循環(huán)2.5-16小時后，耐酸泵(3)停止運(yùn)行，關(guān)閉電動閥A1和電動閥B4 ；
3、在循環(huán)水系統(tǒng)中，打開電動閥G14和電動閥H17，電動閥118間歇式開關(guān)，其它電動閥保持關(guān)閉，啟動純水泵(15)，使純水在天然氣吸附材料反應(yīng)器(5)中循環(huán)或流過，直至出水pH為5-7，純水泵停止運(yùn)行，關(guān)閉電動閥G14、電動閥H17和電動閥118 ；
4、在堿處理系統(tǒng)中，于堿液罐(6)中配制濃度為0.5?2.5 mol/L的堿-水溶液，打開電動閥C8和電動閥D9，其它電動閥保持關(guān)閉，啟動耐堿泵(7 )，使堿-水溶液在天然氣吸附材料反應(yīng)器5中循環(huán)3.5-16小時后，耐堿泵停止運(yùn)行，關(guān)閉電動閥C8和電動閥D9 ；
5、重復(fù)上述第3條的步驟；
6、在鹽處理系統(tǒng)中，于鹽液罐(13)中配制濃度為0.5?3.0 mol/L的鹽-水溶液，打開電動閥E10和電動閥FI 1，其它電動閥保持關(guān)閉，啟動耐鹽泵(12 )，使鹽-水溶液在天然氣吸附材料反應(yīng)器(5)中循環(huán)3.5-12小時后，耐鹽泵(12)停止運(yùn)行，關(guān)閉電動閥E10和電動閥F11 ；
7、重復(fù)上述第3條的步驟。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1是一種酸堿鹽分段活化天然氣吸附材料的裝置及方法示意圖，數(shù)字和字母符合意義分別為:
1:電動閥A ; 2:酸液罐；3:耐酸泵；4:電動閥B4 ；5:吸附材料反應(yīng)器；6:堿液罐；7:耐堿泵；8:電動閥C8 ；9:電動閥D9 ；10:電動閥E10 ；11:電動閥F11 ；12:耐鹽泵；13:鹽液罐；14:電動閥G14 ；15:純水泵；16:純水罐；17:電動閥H17 ；18:電動閥118 ；
M1:吸附材料反應(yīng)器出口 Mi ；M2:吸附材料反應(yīng)器出口 M2 ；M3:吸附材料反應(yīng)器入口 M3 ；m4:吸附材料反應(yīng)器入口 m4。

【具體實施方式】
[0009]下面結(jié)合附圖具體說明本活化裝置及使用方法。
[0010]裝置由吸附材料反應(yīng)器、酸處理系統(tǒng)、堿處理系統(tǒng)、鹽處理系統(tǒng)、水沖洗系統(tǒng)構(gòu)成。
[0011]裝置操作步驟如下:
1、將經(jīng)過80(TC焙燒的天然氣吸附材料如天然沸石、分子篩、活性氧化鋁、硅膠、炭黑、活性炭、活性炭纖維、金屬有機(jī)框架化合物等裝入天然氣吸附材料反應(yīng)器(5)中，裝填體積量為器容積的2/3 ；
2、在酸處理系統(tǒng)中，于酸液罐(2)中配制濃度為0.5mol/L的酸-水溶液，關(guān)閉電動閥C8、電動閥D9、電動閥E10、電動閥F11、電動閥G14、電動閥H17、電動閥118，打開電動閥A1和電動閥B4，啟動耐酸泵(3)，使酸-水溶液在天然氣吸附材料反應(yīng)器(5)中循環(huán)5小時后，耐酸泵(3 )停止運(yùn)行，關(guān)閉電動閥A1和電動閥B4 ；
3、在循環(huán)水系統(tǒng)中，打開電動閥G14和電動閥H17，電動閥118間歇式開關(guān)，其它電動閥保持關(guān)閉，啟動純水泵(15)，使純水在天然氣吸附材料反應(yīng)器(5)中循環(huán)或流過，直至出水pH為7，純水泵停止運(yùn)行，關(guān)閉電動閥G14、電動閥H17和電動閥118 ；
4、在堿處理系統(tǒng)中，于堿液罐(6)中配制濃度為0.5 mol/L的堿-水溶液，打開電動閥C8和電動閥D9，其它電動閥保持關(guān)閉，啟動耐堿泵(7)，使堿-水溶液在天然氣吸附材料反應(yīng)器(5)中循環(huán)5小時后，耐堿泵停止運(yùn)行，關(guān)閉電動閥C8和電動閥D9 ；
5、重復(fù)上述第3條的步驟；
6、在鹽處理系統(tǒng)中，于鹽液罐(13)中配制濃度為3.0mol/L的鹽-水溶液，打開電動閥E10和電動閥F11，其它電動閥保持關(guān)閉，啟動耐鹽泵(12)，使鹽-水溶液在天然氣吸附材料反應(yīng)器(5)中循環(huán)5小時后，耐鹽泵(12)停止運(yùn)行，關(guān)閉電動閥E10和電動閥F11 ；
7、重復(fù)上述第3條的步驟。
【權(quán)利要求】
1.一種酸堿鹽分段活化天然氣吸附材料的裝置及方法，其特征在于裝置由吸附材料反應(yīng)器、酸處理系統(tǒng)、堿處理系統(tǒng)、鹽處理系統(tǒng)、水沖洗系統(tǒng)構(gòu)成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種酸堿鹽分段活化天然氣吸附材料的裝置及方法，其特征在于活化裝置為四段獨立的循環(huán)回路，其中酸處理系統(tǒng)主要由酸液罐(2)和耐酸泵(3)組成，耐酸泵入口連接酸液罐出口，耐酸泵出口連接吸附材料反應(yīng)器(5)入口 M3，反應(yīng)器(5)出口札連接酸液罐入口，構(gòu)成循環(huán)回路；堿處理系統(tǒng)主要由堿液罐(6)和耐堿泵(7)組成，耐堿泵入口連接堿液罐出口，耐堿泵出口連接吸附材料反應(yīng)器(5)入口 M3，反應(yīng)器(5)出口 M1連接堿液罐入口，構(gòu)成循環(huán)回路；鹽處理系統(tǒng)主要由鹽液罐(13)和耐鹽泵(12)組成，耐鹽泵入口連接鹽液罐出口，耐鹽泵出口連接吸附材料反應(yīng)器(5)入口 M4，反應(yīng)器(5)出口 M2連接鹽液罐入口，構(gòu)成循環(huán)回路；水沖洗系統(tǒng)主要由純水罐(16)和純水泵(15)組成，純水泵入口連接純水罐出口，純水泵出口連接吸附材料反應(yīng)器(5 )入口 M4,反應(yīng)器(5 )出口 M2連接純水罐入口，構(gòu)成循環(huán)回路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種酸堿鹽分段活化天然氣吸附材料的裝置及方法，其特征在于方法按如下步驟: (1)裝填:填充吸附材料于吸附材料反應(yīng)器(5)中，裝填量為器容積的2/3?4/5； (2)入酸:在酸處理系統(tǒng)中調(diào)控電動閥Al和電動閥B4，啟動耐酸泵(3)將濃度為0.5?.2.0 mo I/L的酸-水溶液于吸附材料反應(yīng)器(5)中循環(huán)2.5-16小時，關(guān)閉耐酸泵和電動閥A1、B4 ； (3)水洗:酸處理后，在循環(huán)水處理系統(tǒng)中調(diào)控電動閥G14和電動閥H17，電動閥118間歇式開關(guān)，啟動純水泵(15)，使水在天然氣吸附材料反應(yīng)器(5)中循環(huán)或流過，直至出水pH為 5-7 ； (4)堿處理:在堿處理系統(tǒng)中調(diào)控電動閥C8和電動閥D9，啟動耐堿泵(7)，使?jié)舛葹?0.5?2.5 mo I/L的堿-水溶液在吸附材料反應(yīng)器(5)中循環(huán)3.5-16小時后，停止運(yùn)行耐喊栗，關(guān)閉電動閥C8、D9 ； (5)重復(fù)上述第二步水洗操作； (6)鹽處理:在鹽處理系統(tǒng)中調(diào)控電動閥ElO和電動閥FlI，啟動耐鹽泵(12)，使?jié)舛葹?0.5?3.0 mo I/L的鹽-水溶液在吸附材料反應(yīng)器(5)中循環(huán)3.5-12小時后，停止運(yùn)行耐鹽泵(12)，關(guān)閉電動閥E10,Fll ； (7)水洗:重復(fù)上述第二步水洗操作。
【文檔編號】C10L3/10GK104258834SQ201410530117
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年10月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月10日
【發(fā)明者】楊惠琳, 張立忠, 李國明, 馬利海 申請人:寧夏寶塔石化科技實業(yè)發(fā)展有限公司