СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ УГЛЕРОДНОГО АДСОРБЕНТА Российский патент 1997 года по МПК B01J20/20 B01J21/18 

Изобретение относится к средствам осуществления технологических процессов, в особенности к способам получения содержащих свободный углерод сорбционных фильтр-материалов.

Прототипом изобретения является способ получения углеродного сорбента, включающий смешение до образования пластичной массы сажи со связующей композицией, содержащей полимер, разведенный разбавителем, гранулирование смеси, стабилизацию гранул, их карбонизацию, введение в инертную газовую среду и охлаждение в ней.

Излишняя в соответствии с указанным способом ширина поля допусков на характеристике направляемой на смешение сажи и неакцентированность на определенные связующие композиции не обеспечивает повышенной селективности сорбента.

Сущность изобретения состоит в том, что в способе, включающем смешение до образования пластичной смеси сажи и связующей композиции, содержащей полимер, разведенный разбавителем, гранулирование смеси, стабилизацию гранул, их карбонизацию, введение в инертную газовую среду и охлаждение в ней, предусмотрено использование пигментной сажи с укрывистостью 1,0-1,5 г/м² и маслоемкостью 0,1-0,3 см³/г, содержащей 53-90% мас. частиц размером 800-3000 нм, наибольшая ширина поперечного сечения которых превышает усредненный диаметр максимум на 7-15% В качестве связующей композиции используют бакелитовую смолу, разведенную изопропиловым спиртом, лесохимическую смолу, разведенную бутиловым спиртом, или полиакриламидом, разведенный разбавленным водным раствором этилового спирта, при разведении в 3,2-10,0 раз. Стабилизацию гранул осуществляют контактированием с вентиляционным агентом.

Сущность изобретения иллюстрируется примерами реализации способа.

Пример 1. Для обеспечения регламентированного течения реализуемого технологического процесса произвели смешивание до образования пластичной смеси сажи со связующей композицией, содержащей полимер, разведенный разбавителем. При этом использовали пигментную сажу марки ПМ-100. Взятая сажа обладала укрывистостью на уровне 1,0 г/м² и маслоемкостью на уровне 0,1 см³/г. В сажевом веществе имело место превышение максимум на 7% (метр.) отклонение для контролируемых 800 нм сажевых частиц наибольшей ширины поперечного сечения от усредненного диаметра, при условии, что регламентируемая доля контролируемых сажевых частиц была нормирована на уровне 53% (мас.). В качестве связующей композиции, содержащей разбавленный растворителем полимер, использовали бакелитовую смолу, разведенную изопропиловым спиртом при разведении в 3,2 раза. Это обеспечило получение сажевой смеси, наполненной 13% (мас.) углеродного компонента. Производимое смешивание продолжали 2 часа. По его завершении осуществили гранулирование смеси, для чего ее экструдировали под давлением 30-80 МПа через фильеры диаметром 1,0-1,5 мм. Затем произвели стабилизацию гранул в течение 4-х часов при 110-140^oС путем контактирования их с вентиляционным агентом, например, на основе инертного газа или воздуха. Далее произвели карбонизацию гранул. Для этого вещество гранул подвергли косвенному нагреву со скоростью 3300^oС в час до температуры 800^oС и выдерживанию в нагретом состоянии в течение 1 часа. На конечной стадии процесса произвели введение гранул в инертную среду и охлаждение в ней до 120^oС.

Характеристики полученного углеродного сорбента даны в приведенной далее по тексту таблице.

Пример 2. Реализуемый процесс вели при наличии соответствия всех условий примеру 1, за исключением того, что использовали пигментную сажу с укрывистостью 1,5 г/м² и маслоемкостью 0,3 см³/г. В сажевом веществе имело место превышение максимум на 15% (метр.) наибольшей величины поперечного сечения контролируемых сажевых частиц от усредненного диаметра. Для образования связующей композиции использовали бакелитовую смолу при разведении в 10,0 раз изопропиловым спиртом.

Характеристики полученного сорбента даны в приведенной далее таблице.

Пример 3. Реализуемый процесс вели при наличии соответствия всех условий примеру 1, за исключением того, что использовали пигментную сажу с укрывистостью 1,1 г/м² и маслоемкостью 0,15 см³/г. В сажевом веществе имело место превышение максимум на 11% (метр.) наибольшей ширины поперечного сечения контролируемых сажевых частиц от усредненного диаметра. Для образования связующей композиции использовали бакелитовую смолу при разведении в 4,0 раза изопропиловым спиртом.

Характеристики полученного сорбента даны в приведенной далее таблице.

Пример 4. Реализуемый процесс вели при наличии соответствия всех условий примеру 3, за исключением того, что в качестве связующей композиции использовали лесохимическую смолу, разведенную бутиловым спиртом в 4,0 раза.

Характеристики полученного сорбента даны в приведенной далее таблице.

Пример 5. Реализуемый процесс вели при наличии соответствия всех условий примеру 3, за исключением того, что в качестве связующей композиции использовали полиакриламид, разведенный разбавленным раствором (водным) этилового спирта при разведении в 10 раз. Стабилизацию гранул осуществляли контактированием с вентиляционным агентом, нагретым до 100^oС.

Характеристики полученного сорбента даны в приведенной далее таблице.

Техническим преимуществом предложенного способа по сравнению с прототипом является обеспечение пониженной ресурсоемкости получения сорбента.

Смешивают до образования пластичной смеси пигментную сажу с укрывистостью 1,0-1,5 г/м² и маслоемкостью 0,1-0,3 см³/г, содержащей 53-90% мас. частиц размером 800-3000 нм, наибольшая ширина поперечного сечения которых превышает усредненный диаметр максимум на 7-15%, и связующую композицию - бакелитовую смолу, разведенную бутиловым спиртом, или полиакриламид, разведенный разбавленным водным раствором этилового спирта, при разведении в 3,2-10,0 раз. Смесь гранулируют, стабилизируют контактированием с вентиляционным агентом, карбонизуют контактированием с вентиляционным агентом, карбонизуют, вводят в инертную газовую среду и охлаждают в ней. 1 табл.

1 Способ получения углеродного адсорбента, включающий смешивание до образования пластичной смеси сажи со связующей композицией, содержащей полимер, разведенный разбавителем, гранулирование смеси, стабилизацию гранул, их карбонизацию, введение в инертную газовую среду и охлаждение в ней, отличающийся тем, что используют пигментную сажу с укрывистостью 1,0 1,5 г/м<M^>2<D> и маслоемкостью 0,1 0,3 см<M^>3<D>/г, содержащей 53 90 мас. частиц размером 800 3000 нм, наибольшая ширина поперечного сечения которых превышает усредненный диаметр максимум на 7 15% а в качестве связующей композиции - бакелитовую смолу, разведенную бутиловым спиртом, или полиакриламид, разведенный разбавленным водным раствором этилового спирта, при разведении в 3,2 10,0 раз, и стабилизацию гранул осуществляют контактированием с вентиляционным агентом.