3。1 晶体结构 17

3。2 吸附分离乙烯/乙烷的性能研究 20

第四章 结语与展望 22

致  谢 23

参考文献 24

第一章  绪论

1。1 吸附应用背景及前景

石油化工行业是推动世界经济发展的支柱产业之一，而乙烯作为石油化工的首要产品，现在由乙烯生产的石油化工产品已高达近75 %。所以乙烯工业在我国国民经济中有着举足轻重的地位，它的发展推动了世界石油化工的发展，进而使我国成为全球仅仅次于美国的乙烯生产第二大国。随着迅速增大的能源需求量与逐渐减少的能源，如何寻求更多乙烯生产途径成为世界关注的热点。改善对含有乙烯等有机气体排放的回收利用时的设备、方法，是节约成本、扩大乙烯生产量的重要途径，更可以保护环境。除了传统深冷分离法外，由于变压吸附分离法节约能耗、便于操作，成本费用低等特点受到广大研究者的关注。

即使我国的乙烯产量在不断增加，但还是供不应求。随着炼厂FCC（催化裂化）生产装置的增加以及生产规模的扩大，FCC干气产量也不断增加。FCC干气中主要成分为氢气（25%-40%）与乙烯（10%-20%），另外延迟焦化干气（主要成分为甲烷与乙烷）、热裂化干气中也都含有一定的乙烯。这些含有轻烃、氢气、乙烯的干气虽有较高的利用价值，但目前国内炼厂都是将其作为燃料气，这种处理方式是极大的资源浪费，还会造成大气环境污染，处理废气的成本也会随之升高。现人类正在寻求一种更优的可以将干气中乙烯回收利用的方法。

烷烯烃的分离在石油化工中占有重要地位。在化工过程中吸附分离技术是一种历史短暂但十分新颖重要的分离方法[1-3]。传统分离过程（以精馏为例）与之相比，吸附分离过程的优势不仅仅是分离纯度高，更重要的是能耗低、设备简单、易于实现自动化等。因此，虽然其在工业中应用时间较短，但发展较快，在许多化工过程中作为一个独立的单元操作应用，体现了其优越的节能效果和发展前景。

经典理论认为：分子是保持物质性质的最小单位。化学反应是在以原子和分子为基本单元的水平上进行的，便可知化学是在原子和分子的基础上研究物质及其相互转化的学科。化学反应经过再次排列组合原子与分子这些微粒来生成新的物质。利用共价键使原子依次紧凑地连接，来生成有着一定的元素原子组成、键和方式和空间构型的分子。与热力学稳定的原子集合区别之处在于，这些新的分子一旦生成，分子与分子之间就有着相互作用，有了这种相互作用，分子之间的空间结构就会随之改变。结构决定性质，因此物质的性质也会随之改变。但是依照另外一个层面来看，分子的空间结构并不能直接决定物质的性质，聚集状态才是决定因素。这种相互作用使分子与分子大量地聚集连接在一起形成可以被使用的材料。经过大量的实验验证，研究人员得出结论：结构决定性质，由于分子间相互作用力的存在，对物质性能（如物质的熔沸点、表面吸附和溶解性等）有着很大的影响。

吸附剂对不同的气体组分吸附机理不同，这样就可以将其分为物理吸附和化学吸附。物理吸附：吸附剂利用静电力或分子间作用力(即范德华力)吸引吸附质分子而达到吸附的目的，吸附机理类似于气体的液化和蒸汽的冷凝，所以结合力比较弱，吸附热比较低，吸附过程可逆，吸附速度与解析速度都很快。化学吸附：吸附质与吸附剂表面的原子有化学反应的发生，电子在吸附质和吸附剂之间转移、原子在吸附质和吸附剂之间重排或化学键的破坏与生成等。化学吸附大都具有比较高的选择性，但是它也有劣势，即分子间的结合力很强，由此就给解析带来了困难，化学吸附过程不可逆，所以不能达到变压吸附的条件。