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天然气中各种烷烃的分离可以给下游化工产品提供大量的原料,有关吸附法切割分离天然气中的各烃类组分的研究报道较少,天然气的来源不同,其中烷烃的含量也就不同,因此吸附剂对各组分的吸附容量也会有所不同。不同温度和压力下各组分的吸附平衡数据是工业化设计所必需的,而直接测定多组分吸附平衡数据是非常繁琐和耗时的。目前,常用的方法是测定不同吸附剂对混合气中的单一组分的吸附等温线,根据单组分的吸附平衡数据采用适宜的计算模型来预测多组分吸附平衡时各组分的吸附量。采用静态容积法测定了不同温度(283、293、303和313K)下单组分气体甲烷、乙烷、丙烷和丁烷分别在四种吸附剂(Kit-6、CMK-3、Jx-104和HY-H型硅胶)上的吸附等温线,测定压力范围为甲烷0-3.0MPa,乙烷和丙烷0-0.3MPa,丁烷0-0.08MPa。选择了Langmuir方程、Langmuir-Freundlich方程(L-F)和空位溶液理论(VSMT)的单组分吸附等温线方程对测得的单组分吸附平衡数据进行拟合,得到各方程的拟合参数,为吸附分离的工业化设计提供数据参考。其中L-F方程和空位溶液理论都有较好的拟合效果,拟合的精度比较高。捕集法测定了四种吸附剂在303K时对四元混合气体(CH4-C2H6-C3H8-C4H10)的吸附平衡数据,最高吸附总压力为3MPa,并计算了对CH4/C2H6,C2H6/C3H8和C3H8/C4H10分离体系的吸附分离系数。结果表明,各分离体系的分离系数随吸附压力的增大而逐渐减小,在系统总压力大于1.0MPa时,逐渐趋于平缓。四种吸附剂对CH4/C2H6的吸附分离系数由高到低顺序为Jx-104>CMK-3>HY-H型硅胶>Kit-6,C3H8/C4H10分离体系的吸附分离系数从大到小的顺序依次为Kit-6>HY-H型硅胶>CMK-3>Jx-104,C2H6/C3H8体系中的吸附分离系数的顺序与C2H6/C3H8基本一致,不同的是该体系中CMK-3与活性炭Jx-104的分离系数基本相同。此外,还测定了Kit-6在不同温度下的吸附平衡数据,结果表明温度对分离系数无明显的影响。