Abstract
本文以高矽沸石為吸附劑, 在高壓二氧化碳下進行二甲苯異構物分離之研究。所採用之方法是利用高壓二氧化碳做為載體及脫附劑, 將二甲苯異構物通過一裝填吸附劑之固定床, 藉著吸附劑之選擇性以達到分離之目的。在分離實驗中, 高矽沸石為直徑約0.155 公分, 高約0.62公分之圓柱體顆粒, 使用量為39.9公克, 操作溫度變化範圍介于50至120℃ 間, 壓力為500 至1300psia間, 二氧化碳流量為10至30cm3/min 間, 分別探討了間二甲苯和乙苯、對二甲苯和乙苯以及四成分二甲苯異構物等三個系統。其中對於間二甲苯和乙苯之分離, 當該二成分之重量比為1.0 時, 最適之操作條件組合為, 溫度80℃, 壓力600psia 及流量 15cm3/min。在此最適操作條件下間二甲苯和乙苯之回收率 (純度為98% 以上) 分別為98.1% 和 98.4%。對於對二甲苯和乙苯之分離, 當此二成分之重量比為1.0 時, 最佳之操作條件組合為, 溫度120℃, 壓力700psia及流量 15cm3/min。在此最佳操作條件下對二甲苯和乙苯之回收率分別為68.4% 和77.5%。 對於四成份二甲苯異構物之分離, 在溫度為80℃, 壓力為650psia,流量為15cm3/min 下進行前段分離, 操作時間於120 分鐘時, 提升壓力至1200psia, 則全部分離可於350 分鐘內完成。產品分為兩部分, 前段出來的是間二甲苯和粼二甲苯, 後段出來的是對二甲苯和乙苯, 而可獲得之純乙苯量約為其進料量之34%。對於分離程序之模擬本文是以間二甲苯和乙苯系統做為模擬之系統。模擬前先以流動法測量間二甲苯和乙苯為單一溶質以及其雙溶質系統之平衡吸附關係。實驗結果顯示單一溶質之平衡吸附曲線均為BET 型態。若將分離程序考慮為局部平衡狀態, 同時存在軸向擴散效應和包括界面及內部之總質傳阻力, 另雙成份之平衡吸附關係以非理想溶液吸附理論預測時, 則利用模式計算出來之出口濃度可以合理地模擬實驗數據。