Isothermal column sorption of ethylene—carbon dioxide mixtures with azeotropic behaviour

Authors


Abstract

Isothermal breakthrough curves were determined for ethylene-carbon dioxide mixtures in nitrogen fed to a bed of Linde 5A 1/8″ molecular sieve pellets. The system had previously been shown(11) to have azeotropic equilibrium compositions in the range − 50 to + 50°C and at a total solute pressure of 1.07 kPa. The present column experiments covered the range −15 to + 50°C and total solute pressures of 0.40 - 2.67 kPa. Three major types of adsorption breakthrough curves were observed. In two of these the solutes broke through simultaneously and could not be separated by extending the bed length. Carbon dioxide exceeded and then dropped back to the feed concentration in some of these runs, in others the inlet value was reached directly. In the third type of curve, the sorption fronts did separate, but the light component did not always exceed the feed concentration in the classical manner of a Langmuir solute. A tentative explanation of these phenomena is given in terms of equilibrium theory.

Abstract

On a déterminé les courbes de capacité d'adsorption isothermique dans le cas de mélanges d'éthylène et d'anhydride carbonique dans de l'azote qu'on introduisait dans un lit de granulés de tamis moléculaire Linde 5A 1/8;″ il avait déjà été montré(11) que le système possédait des compositions azéotro-piques d'équilibre dans la gamme de températures de − 50°C à + 50 °C et pour une pression absolue du soluté de 1.07 kPa. On a employé, dans les expériences présentes effectuées dans des colonnes, une gamme de températures de − 15°C à + 50°C et des pressions absolues et totales du soluté de 0.40 à 2.67 kPa. On a observé trois types principaux de courbes de capacité d'absorption: dans deux de ces types, l'adsorption des solutés croissait simultanément et l'on n'a pas pu les séparer en augmentant la longeur du lit. Dans certaines expériences, l'anhydride carbonique a excédé la concentration d'alimentation, puis y est revenu; dans d'autres, la concentration à l'entrée a été atteinte directement. Dans le troisième type de courbe, les fronts d'adsorption ont été séparés, mais le composant léger n'a pas toujours excédé la concentration du produit d'alimentation, comme le fait d'une manière classique le soluté de Langmuir. On donne une explication possible de ces phénomènes dans les termes de la théorie de l'équilibre.

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