Back to Blog

Moleküler Eleme 5A ve 13X PSA Hidrojen Arıtma: Hangi Kalite Kazanır?

---

PSA (Basınç Değişimli Adsorpsiyon) hidrojen arıtımı, 5A ve 13X olmak üzere iki moleküler elek derecesinin rutin olarak alternatif olarak değerlendirildiği nadir uygulamalardan biridir. Doğru seçim, besleme gazı bileşimine, hedef saflığa ve sıkıştırma maliyetinin adsorban değişimi maliyetine göreli maliyetine bağlıdır.

Aluminaworld'de, hem 5A hem de 13X derecelerini rafineri hidrojen tesislerine, metanol reformcularına ve klor-alkali operatörlerine sevk ediyoruz. Aşağıdaki karar matrisi, 2018 yılından beri desteklediğimiz 80'den fazla PSA ünitesinden elde edilen verileri yansıtmaktadır, bu arada 13X'den 5A'ya geçişin elek ömrünü ikiye katladığı bir ana ürün tesisi bulunmaktadır.

Her iki elek de 5-angstrom etkili gözenek boyutuna sahiptir (5A = kalsiyum değişimli tip A; 13X = sodyum tip X, 10-angstrom gözenek boyutu ile molekül boyutuna göre ayrım yapar). Temel fark seçiciliktedir: 5A tüm dallanmış ve halkalı C6+ hidrokarbonları dışlar, 13X ise yaklaşık C12'ye kadar normal parafinleri kabul eder.

1. Gözenek Yapısı ve Seçicilik: Temel Fark 5A zeolitin gözenek açıklığı yaklaşık 4.9 angstromdur (0.49 nm), bu da normal parafinleri C5'e kadar (n-pentan kinetik çapı ~4.3 angstrom) kabul etmeye yetecek kadar büyüktür ancak tüm dallanmış ve halkalı hidrokarbonları dışlar. 13X'in gözenek açıklığı 9 ila 10 angstromdur ve farklı bir katyon düzenlemesine sahiptir, bu da C12'ye kadar normal parafinleri ve çoğu aromatik bileşiği kabul eder.

Buhar-metandan reformörden (SMR) veya kısmi oksidasyon (POX) ünitesinden hidrojen arıtımı için, besleme gazı tipik olarak şunları içerir:

H2: 70 ila 75 mol% CO2: 20 ila 25 mol% CH4: 2 ila 5 mol% CO: 1 ila 3 mol% N2: 0.5 ila 2 mol% Daha yüksek hidrokarbonlar (C2+): 50 ila 500 ppm H2S: 0 ila 5 ppm

Hem 5A hem de 13X, CO2, CH4, CO ve N2'yi adsorplarken H2'nin geçmesine izin verir. Ayrışma, daha ağır hidrokarbonlar ve iz iz kalıntılarla ortaya çıkar.

2. 5A'nın Kazandığı Durumlar: Hafif Beslemeli Rafineri Hidrojeni Besleme sadece metan (LPG eş besleme yok) ve reformör temiz çalıştığında, 5A şunları sağlar:

CO2 için çalışma kapasitesi: tipik PSA koşullarında 4.5 ila 5.5 ağırlık% CH4 için çalışma kapasitesi: 1.8 ila 2.2 ağırlık% Çevrim süresi: 10 ila 15 dakika/kat Elek ömrü: 5 ila 8 yıl Enerji tüketimi: 0.32 ila 0.38 kWh/Nm3 H2