АДСОРБЕНТ НА ОСНОВЕ МОЛЕКУЛЯРНОГО СИТА Российский патент 1996 года по МПК B01J20/18 

Изобретение описывает адсорбент на молекулярно-решетчатой основе, использующийся преимущественно в форме гранул и помещающийся в адсорбционную установку для очистки природного газа.

В целом речь идет о гранулах со значительным содержанием компонентов синтетических цеолитов и связующих веществ, помещающихся в газообразные и жидкие среды для удаления соединений серы.

Известен адсорбент для очистки газов на основе цеолита СаA с глинистым связующим [I]
При удалении соединений серы из природного газа при помощи адсорбентов на молекулярно-решетчатой основе, посредством реакции сероводорода с диоксидом углерода, образуется конечный продукт реакции сероуглерода (COS) и вода. Данное образование (СOS) снижает степень очищения природного газа, а также качество очищенного газа после адсорбции. Причиной каталитической реакции между сероводородом и диоксидом углерода являются соединения используемых цеолитов, в особенности известных своими структурно-активными отношениями. Доказательства о влиянии связующих веществ на реакцию, вследствие которой происходит преобразование цеолитов, до сих пор не известны.

В основе изобретения стоит задача проведения очистки природного газа в адсорбционных установках, причем в очищенном газе содержание газообразных сернистых веществ сероводорода и сероокиси углерода снижается до минимума. Было найдено, что с помощью смеси cвязующих, состоящей из компонентов аттапульгита и способного к хорошему набуханию бентонита и пластификатора можно получить связанные адсорбенты на основе молекулярного сита, с помощью которых в адсорбционных установках в значительной степени можно удалить сероводород из природного газа, так что сильно сокращается образование сероокиси углерода при одновременно высокой динамической емкости адсорбции H₂S.

Обнаружено, что при участии связующего вещества, состоящего из компонентов аттапульгита и бентонита, обладающего высокой способностью к набуханию, а также пластификатора, могут быть получены адсорбенты, при помощи которых из природного газа в адсорбционной установке удаляются соединения серы, причем образование сероуглерода (СOS) значительно снижается при одновременно высокой динамической адсорбционной поглощаемости H₂S.

Адсорбирующий агент на молекулярно-решетчатой основе, согласно изобретению, может быть получен известными способами, например, следующим образом: порошок типа NaCaA c молекулярно-решетчатой структурой со степенью ионообменности, равной 60 75% перемешивается в сухом виде с порошкообразным бентонитом, обладающим высокой способностью к набуханию, с порошкообразным аттапульгитом, а также с пластификатором. Далее, добавляя формующую жидкость, доводят смесь до пластической массы и формуют из нее гранулы различного вида (круглые, палочкообразные и т.д.), после чего полученный адсорбент на молекулярно-решетчатой основе подвергают сушке и обжигу. В качестве пластификатора может быть использован поливиниловый спирт и углеродоксиметилцеллюлоза в различных пределах вязкости.

Общий объем гранул в процессе их образования колеблется в определенных границах, значения которых даны в специальной литературе.

Обнаружено, что в общем связующем веществе количество аттапульгита и бентонита, обладающего высокой способностью к набуханию, может быть выбрано произвольно, но предпочтительное количественное соотношение аттапульгита и бентонита должно быть равно соответственно 2 7% и 93 98%
Полученный адсорбент на молекулярно-решетчатой основе и с комбинацией связующих веществ аттапульгита-бентонита обладает высокой адсорбционной возможностью по отношению к сероводороду и малой каталитической активностью при переходе сероводорода в сероуглерод (СOS): что позволяет не применять дополнительные операции по удалению из очищенного газа сероуглерода (СOS). Таким образом, одновременно происходит повышение качества процесса очищения и качества очищенного газа, причем экономичность процесса очистки природного газа в установках повышается.

Одновременно, с сохранением высоких механических качеств, может быть сведено до минимума образование пыли в адсорбенте, благодаря чему продлевается время его пригодности в момент использования в адсорбционной установке.

Дальнейшее пояснение открытия происходит на основе вводного примера.

Пример. Цеолит NaCaA со степенью ионообменности, равной 75% перемешивается в сухом виде до однородного состояния с 22% связующего вещества с добавлением пластификатора, причем ведется расчет обезвоженных субстанций. Связующее вещество составляется из аттапульгита, бентонита или из смеси компонентов. После образования однородной порошкообразной смеси и добавления воды получают пластическую массу, которую пропускают сквозь поперечник диаметром 1,8 мм. Затем полученный продукт, подверженный сушке и обжигу, приобретает определенные механические и адсорбционные свойства.

Гранулированный материал помещается в адсорбционную установку для удаления соединений серы из природного газа, а в потоке очищенного газа измеряется содержание сероуглерода (COS). Данные содержатся в нижеприведенной таблице.

Как видно из таблицы, палочкообразные гранулы, помещенные в адсорбционную установку для удаления соединений серы из природного газа, способствуют наименьшему образованию сероуглерода, одновременно обладают высокой динамической адсорбционной способностью поглощения сероводорода H₂S в потоке очищаемого газа, по сравнению с гранулами, произведенными с участием только глинистых связующих веществ.

Гранулы, полученные при использовании смеси связующих веществ аттапульгита-бентонита, имеют в достаточной степени положительные механические свойства и обладают длительным временем пригодности в момент их использования в адсорбционной установке.

Изобретение относится к адсорбентам на молекулярно-решетчатой основе, используемым преимущественно для очистки природного газа. Новый адсорбент на молекулярно-решетчатой основе должен способствовать снижению образования соединения сероуглерода (СOS) в адсорбционной установке и одновременно обладать высокой динамической адсорбционной способностью поглощения сероводорода Н₂S в потоке очищаемого газа. Обнаружено, что при использовании смеси связующих веществ, состоящий из компонентов аттапульгита и бентонита, обладающего высокой способностью к набуханию, и пластификатора, могут быть получены адсорбенты на основе цеолита типа NaCaA, при помощи которых из природного газа в адсорбционной установке удаляются соединения серы, причем образование сероуглерода значительно понижается. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.

1. Адсорбент на основе молекулярного сита, преимущественно для очистки природного газа от газообразных сернистых веществ, содержащий цеолит типа NaCaA и связующее на основе глинистых минералов, отличающийся тем, что связующее содержит смесь из аттапульгита и бентонита при их соотношении 2 7% и 93 98% соответственно. 2. Адсорбент по п.1, отличающийся тем, что он содержит, мас.

Цеолит типа NaCaA 78
Глинистое связующее 22
3. Адсорбент по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что он содержит цеолит типа NaCaA со степенью ионообменности Na⁺ 60 75 моль. Ca⁺⁺ 25 40 мол.