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器、酸處理系統、堿處理系統、鹽處理系統、水沖洗系統構成。酸、堿、鹽系統彼此獨立，依次對填充有吸附材料的反應器進行循環活化處理，水沖洗至反應器內溶液pH至中性，酸、堿、鹽處理系統分別由其儲液罐和泵組成，與吸附材料反應器接口相連，構成四條循環回路。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，具有明顯的經濟效益。
【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
【技術領域】
[0001]本發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】
[0002]對吸附天然氣技術來說，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行了精心篩選、開發和利用，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)和化學活化法(磷酸法、氯化鋅法、氫氧化鉀和碳酸鉀等)。化學法相比物理法活化，產品性能相對更加優良。專利ZL200610086149.將堿即Κ0Η或NaOH和炭的混合物放于真空反應器內，在真空環境下(-0.03MPa^-0.09 MPa)升溫活化，最后進行水洗干燥得到；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進行預活化，再在75(T850°C進行活化，最后進行酸洗水洗獲得產品。
[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、強堿性條件且于管式爐中進行，存在著設備投資高、工藝條件苛刻的缺陷。
【發明內容】
[0005]本發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]本發明裝置由吸附材料反應器、酸處理系統、堿處理系統、鹽處理系統、水沖洗系統構成，活化裝置為四段獨立的循環回路，其中酸處理系統主要由酸液罐(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器(5)入口 M3，反應器(5)出口 A連接酸液罐入口，構成循環回路；堿處理系統主要由堿液罐(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器(5 )入口 M3，反應器(5 )出口連接堿液罐入口，構成循環回路；鹽處理系統主要由鹽液罐(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器(5)入口 M4，反應器(5)出口 M2連接鹽液罐入口，構成循環回路；水沖洗系統主要由純水罐(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器(5 )入口 M4，反應器(5 )出口 M2連接純水罐入口，構成循環回路。
[0007]本活化裝置主要操作步驟如下:
1、將經過預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器(5)，裝填體積量為器容積的2/3?4/5 ；
2、在酸處理系統中，于酸液罐(2)中配制濃度為0.5?2.0 mol/L的酸-水溶液，關閉電動閥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器(5)中循環2.5-16小時后，耐酸泵(3)停止運行，關閉電動閥A1和電動閥B4 ；
3、在循環水系統中，打開電動閥G14和電動閥H17，電動閥118間歇式開關，其它電動閥保持關閉，啟動純水泵(15)，使純水在天然氣吸附材料反應器(5)中循環或流過，直至出水pH為5-7，純水泵停止運行，關閉電動閥G14、電動閥H17和電動閥118 ；
4、在堿處理系統中，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，其它電動閥保持關閉，啟動耐堿泵(7 )，使堿-水溶液在天然氣吸附材料反應器5中循環3.5-16小時后，耐堿泵停止運行，關閉電動閥C8和電動閥D9 ；
5、重復上述第3條的步驟；
6、在鹽處理系統中，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，其它電動閥保持關閉，啟動耐鹽泵(12 )，使鹽-水溶液在天然氣吸附材料反應器(5)中循環3.5-12小時后，耐鹽泵(12)停止運行，關閉電動閥E10和電動閥F11 ；
7、重復上述第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:吸附材料反應器出口 Mi ；M2:吸附材料反應器出口 M2 ；M3:吸附材料反應器入口 M3 ；m4:吸附材料反應器入口 m4。
【具體實施方式】
[0009]下面結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器、酸處理系統、堿處理系統、鹽處理系統、水沖洗系統構成。
[0011]裝置操作步驟如下:
1、將經過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、金屬有機框架化合物等裝入天然氣吸附材料反應器(5)中，裝填體積量為器容積的2/3 ；
2、在酸處理系統中，于酸液罐(2)中配制濃度為0.5mol/L的酸-水溶液，關閉電動閥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器(5)中循環5小時后，耐酸泵(3 )停止運行，關閉電動閥A1和電動閥B4 ；
3、在循環水系統中，打開電動閥G14和電動閥H17，電動閥118間歇式開關，其它電動閥保持關閉，啟動純水泵(15)，使純水在天然氣吸附材料反應器(5)中循環或流過，直至出水pH為7，純水泵停止運行，關閉電動閥G14、電動閥H17和電動閥118 ；
4、在堿處理系統中，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，其它電動閥保持關閉，啟動耐堿泵(7)，使堿-水溶液在天然氣吸附材料反應器(5)中循環5小時后，耐堿泵停止運行，關閉電動閥C8和電動閥D9 ；
5、重復上述第3條的步驟；
6、在鹽處理系統中，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，其它電動閥保持關閉，啟動耐鹽泵(12)，使鹽-水溶液在天然氣吸附材料反應器(5)中循環5小時后，耐鹽泵(12)停止運行，關閉電動閥E10和電動閥F11 ；
7、重復上述第3條的步驟。
【權利要求】
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器、酸處理系統、堿處理系統、鹽處理系統、水沖洗系統構成。
2.根據權利要求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回路，其中酸處理系統主要由酸液罐(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器(5)入口 M3，反應器(5)出口札連接酸液罐入口，構成循環回路；堿處理系統主要由堿液罐(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器(5)入口 M3，反應器(5)出口 M1連接堿液罐入口，構成循環回路；鹽處理系統主要由鹽液罐(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器(5)入口 M4，反應器(5)出口 M2連接鹽液罐入口，構成循環回路；水沖洗系統主要由純水罐(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器(5 )入口 M4,反應器(5 )出口 M2連接純水罐入口，構成循環回路。
3.根據權利要求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器(5)中，裝填量為器容積的2/3?4/5； (2)入酸:在酸處理系統中調控電動閥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器(5)中循環2.5-16小時，關閉耐酸泵和電動閥A1、B4 ； (3)水洗:酸處理后，在循環水處理系統中調控電動閥G14和電動閥H17，電動閥118間歇式開關，啟動純水泵(15)，使水在天然氣吸附材料反應器(5)中循環或流過，直至出水pH為 5-7 ； (4)堿處理:在堿處理系統中調控電動閥C8和電動閥D9，啟動耐堿泵(7)，使濃度為.0.5?2.5 mo I/L的堿-水溶液在吸附材料反應器(5)中循環3.5-16小時后，停止運行耐喊栗，關閉電動閥C8、D9 ； (5)重復上述第二步水洗操作； (6)鹽處理:在鹽處理系統中調控電動閥ElO和電動閥FlI，啟動耐鹽泵(12)，使濃度為.0.5?3.0 mo I/L的鹽-水溶液在吸附材料反應器(5)中循環3.5-12小時后，停止運行耐鹽泵(12)，關閉電動閥E10,Fll ； (7)水洗:重復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 優先權日:2014年10月10日
【發明者】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發展有限公司