长期以来,碳分子筛成为日本和德国垄断的产品,2000年以前国内80%的份额被其占有,国际市场上更是如此。碳分子筛技术通过长兴化工厂引进国内,国内碳分子筛厂家主要分布在长兴、山东、宣城、等地。国产分子筛逐步抢占了大部分市场份额,但要想在这个行业做大做强,自主创新,提高产品性能指标,打破技术贸易壁垒。
未来几年,碳分子筛产品将向高指标、高强度、高堆密度方向发展,低指标低档次的产品将会被淘汰,空分设备将趋向小型化,对分子筛行业提出了更高的要求,因此如抓住当前的良好时机,扩大生产,逐步改变国际国内对于中国产碳分子筛低质的认识,迅速抢占国内国际市场,将有可能在两到三年内成为行业排头兵。
2012年,主要采用中低档碳分子筛,年总需求量在6000吨以上,随着我国经济的不断发展,工业尤其是化工业规模不断扩大,对碳分子筛的需求水平会逐年增长,尤其是近几年,国家对煤矿、油田、油轮的安全高度重视,强制油田、油轮配备制氮机,电子工业和材料工业的需求,进一步扩大了国内碳分子筛的需求量。据调查,自2000年以来,年平均增长率都在80%以上,前景十分广阔。
随着变压吸附技术的不断成熟,制氮机的应用领域越来越宽阔,国际上对碳分子筛的需求也越来越大,欧美等发达国家的需求量每年都稳步增长,近几年发展中国家的需求量更是突飞猛进,每年以成倍的速度增长,保守估计,2013年国际上碳分子筛总需求量在数十万吨以上。
该装置一般称为制氮机。其工艺流程是采用在常温下变压吸附法(简称P.S.A法),变压吸附为无热源的吸附分离过程,碳分子筛对被吸附组份(主要是氧分子)的吸附容量因上述原理在充压、产气时吸附,在降压排气时解吸,使碳分子筛再生。同时,床层气相富集的氮气穿过床层成为产品气,各步骤连为循环操作。 变压吸附过程循环操作包括:充压、产气;均压;降压、排气;然后再充压、产气;……几个工作阶段,形成循环操作过程。其根据流程的再生方法不同,可分为真空再生流程和常压再生流程。 P.S.A制氮机设备根据用户的需要可包括空气压缩纯化系统、变压吸附系统、阀门程序控制系统(真空再生的还需带有真空泵),及氮气供应系统。
碳分子筛制氮过程,当一个吸附塔吸附结束时,可将此吸附塔内的有压气体从上下两个方向注入另一个已再生好的吸附塔中,并使两塔气体压力相同,此一过程称为吸附塔的均压,选择适当的均压时间,即可回收能量,也可以减缓吸附塔内的分子筛受到的冲击,从而达到延长碳分子筛的使用寿命。参考伐门的切换速度一般选择均压时间为1~3秒。
碳分子筛在动力学效应的同时,又具有平衡吸附效应,吸附质分压高,吸附容量也高,因此加压吸附是有利的,但吸附压力太高,对空压机的选型要求也增高,另外常压再生与真空再生两个流程对吸附压力要求也不同,综合各项因素,建议常压再生流程的吸附压力选为5~8Kg/cm2为宜;真空再生流程的吸附压力选择为3~5Kg/cm2为宜。
PSA—N2精制装置有混合器、催化反应器、后冷却器、旋风分离器、过滤器、吸附式干燥器、氧分析仪、 流量计以及产品氮气缓冲罐组成。流程简图。根据持续监测出的实际氧含量,调节进入原料气中的配氢量。为了使过量氢达到小值,采用经特殊设计的混合装置和具有的氢气控制系统。混合气然后进入一催化反应器,在反应器内氢气与氧气发生放热反应,转化为水蒸气。经一后冷却器可使大部分水蒸气冷凝下来,并经过水分离器除去冷凝水。随后根据所需产品气露点,由一冷干机或吸附式干燥器进行干燥。冷干机可获得常压露点为-25℃的产品气,露点低于-40℃时需使用吸附式干燥器。产品气纯度通过氧分仪连续进行监测。当产品气纯度低于客户要求时放空。整套系统全部通过自控操作,无需操作人员。
产品的包装和使用 1、本产品出厂时按企业标准严格检测,确保质量指标合格。 2、产品采用塑料桶密封包装,密封性好,填装使用时再打开,严防吸潮。 3、填装须严实,可用合适的方法振实,勿用棒头直接捣之。 低于原料气N2压力0.1Mpa 温度: ≤40℃