隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，石油開采量和需求量之間的矛盾日益突出，因此，無水乙醇汽車混合油的生產(chǎn)技術(shù)倍受矚目。通過在汽油中混合燃料乙醇，可以減少汽車尾氣對環(huán)境的污染，提高發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比和熱效率，加大輸出功率。因此，汽油乙醇混合燃料成為一個(gè)新的發(fā)展方向。乙醇脫水的傳統(tǒng)工藝為共沸精餾法，該方法具有能耗高、設(shè)備復(fù)雜、回收脫水劑困難的缺點(diǎn)，為了降低無水乙醇的價(jià)格，吸引廠家投資，必須采用新型工藝。分子篩吸附脫水法由于具有節(jié)能、流程簡便、經(jīng)濟(jì)的點(diǎn)，近年來成為國內(nèi)外研究的熱點(diǎn)¨'2 J，但已有的文獻(xiàn)舊'41大多集中于液相吸附。

 

對吸附體系的研究先需要測定吸附等溫線。吸附等溫線的測量一般分為靜態(tài)法和動(dòng)態(tài)法。其中靜態(tài)法是一種常用的、的方法；動(dòng)態(tài)法操作簡單，對實(shí)驗(yàn)設(shè)備精密度要求不高，但測定數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度不如靜態(tài)法。本工作采用真空靜態(tài)法，在較寬的溫度范圍內(nèi)對氣態(tài)水在3A分子篩上的吸附和擴(kuò)散過程進(jìn)行了探討，得到了吸附量與溫度的關(guān)聯(lián)式，討論了模型各參數(shù)與溫度的關(guān)系，驗(yàn)證了擴(kuò)散控制步驟并得出了校正擴(kuò)散系數(shù)隨溫度和吸附質(zhì)濃度的變化規(guī)律，為高效節(jié)能的設(shè)計(jì)乙醇脫水吸附流程提供了一定的參考數(shù)據(jù)。

 

1 實(shí)驗(yàn)部分

 

水和乙醇的臨界分子直徑分別是0．27，0．47 nm，為了避免共吸附問題，選擇孔徑為0．3 nm的分子篩作為吸附劑¨’6 J。本實(shí)驗(yàn)采用的3A分子篩由大連藝秀分子篩廠提供，實(shí)驗(yàn)前先將分子篩置于馬弗爐中在450℃下培燒4 h，然后直接放入真空干燥箱中冷卻至室溫。吸附等溫?cái)?shù)據(jù)由靜態(tài)真空吸附法測得，吸附設(shè)備為德國NETzSCH—Ger萏tebao Gmbh 公司制造的TG一209熱重天平，靈敏度1×10一。7 g。設(shè)備示意圖如圖1所示。用高純氮?dú)鉀_洗氣路。在每次測定吸附等溫線前，先將分子篩置于天平吸附室，高溫真空(1．33  Pa，673  K)處理12  h，令分子篩充分脫水，然后將天平降溫到需要的實(shí)驗(yàn)溫度，天平真空度保持不變。由氮?dú)鈹y帶水蒸氣通入天平室，在進(jìn)入天平室前，用氣相色譜分析進(jìn)樣氣體中的水含量。當(dāng)進(jìn)入天平室的氣體量達(dá)到實(shí)驗(yàn)的需求后，關(guān)閉天平室通氣閥門，使天平處于全封閉狀態(tài)。實(shí)驗(yàn)溫度、吸附壓力、吸附劑質(zhì)量變化由計(jì)算機(jī)自動(dòng)記錄。以吸附劑質(zhì)量在一定時(shí)間內(nèi)不再波動(dòng)近似當(dāng)作吸附平衡的終點(diǎn)，從而得到不同溫度下的吸附平衡數(shù)據(jù)。