سینتیک نفوذ اتان، اتیلن و مخلوط‌های دوتایی آن‌ها در جاذب‌های انتخابی اتان

سینتیک جذب سطحی اجزای منفرد و مخلوط‌های دوتایی اتان و اتیلن در نمونه‌های پودری و پلت شده جاذب‌های پارافین انتخابی Ni(bdc)(ted)0.5 و ZIF-7 با استفاده از تکنیک ستون صفر طول (ZLC)‏ برای جداسازی الفین / پارافین مورد بررسی قرار گرفت. ضریب نفوذ میان بلوری در دمای ۲۵ درجه سانتی گراد تعیین شد و نتایج به منظور بررسی اثرات جذب سطحی برای مخلوط‌های گازی دوتایی و همچنین نفوذ در جاذب‌های سطحی شده مقایسه شدند. ثابت‌های زمانی نفوذ اندازه‌گیری شده برای اتان و اتیلن از طریق ZIF-7 و Ni(bdc)(ted)0.5 به شکل پودر و پلت مشابه بودند و به ترتیب در محدوده ۲.۶۸–۳.۳۵ × ۱۰−۳ s−۱ و ۱.۲۳–۴.۰۷ × ۱۰−۳ s−۱ بودند. علاوه بر این، نفوذ اتیلن برای هر دو آزمایش تک جزیی و مخلوط دوتایی، حضور مقاومت سطحی را با توجه به فعل و انفعالات قوی بین پیوند دوگانه C-C و سطح بلوری خارجی جاذب‌ها نشان داد. یافته‌های این مطالعه ویژگی‌های سینتیکی جدیدی را بر روی جاذب‌های پارافین انتخابی برای جداسازی اتان و اتیلن فراهم می‌کند.

Highlights•Determining the diffusion time constants for ethane and ethylene using ZLC technique.•Smaller diffusivity values in binary gas trials versus single component trials.•Hindered ethylene diffusion by surface resistances occurring at pore openings.•Reduced diffusivity values for pellets compared to the powder samples.AbstractSorption kinetics of single component and binary mixtures of ethane and ethylene in powder and pellet samples of paraffin-selective adsorbents Ni(bdc)(ted)0.5 and ZIF-7 were investigated by zero-length column (ZLC) technique for the purpose of olefin/paraffin separation. The intracrystalline diffusivities were determined at 25 °C and the results were compared in order to investigate the effects of coadsorption for binary gas mixtures and also diffusion in pelletized adsorbents. The diffusion time constants measured for ethane and ethylene through both ZIF-7 and Ni(bdc)(ted)0.5 in powder and pellet forms were similar and found to be in the ranges of 2.68–۳.۳۵