СПОСОБ ОЧИСТКИ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ ОТ ПИРИДИНА Российский патент 2013 года по МПК C02F1/28 B01D15/00 B01J20/20 C01B31/08 

Изобретение относится к области адсорбционной техники и может быть использовано для очистки технологических стоков предприятий химической промышленности.

Известен (RU, патент №2240863, МПК B01J 20/20, С01В 31/08, опубл. 27.11.2004) способ очистки от пиридина, заключающийся в том, что процесс извлечения пиридина проводят на активных углях (АУ), обработанных последовательно пероксидом водорода с концентрацией 36% (соотношение угля и пероксида водорода 1:1,3) в течение 2,5 ч и 10% (соотношение угля и пероксида водорода 1:3) в течение 1,5 ч с последующей сушкой на воздухе.

Недостаток данного способа - сложность получения активных углей: необходимость применения агрессивных химических реагентов с высокой концентрацией, обработка АУ в две стадии и длительность процесса получения АУ.

Наиболее близким аналогом (RU, патент №2367598 МПК С01В 31/16, B01J 20/20; опубл. 20.09.2009) является способ очистки от пиридина, заключающийся в том, что проводят извлечение пиридина на АУ, обработанных озоном в термостатированном реакторе с постоянным перемешиванием с непрерывной подачей озоно-кислородной смеси в течение 3 часов.

Недостаток данного способа - сложность получения активных углей: трудоемкость, сложное оборудование и использование дорогих реагентов для получения АУ.

Технической задачей изобретения является повышение экономичности и эффективности процесса очистки водных растворов от пиридина за счет использования АУ, полученных дешевым и безопасным способом.

Поставленная задача достигается очисткой водных растворов от пиридина на АУ обработанных хлоридом аммония с концентрацией 5-10 мг/дм³ при соотношении массы АУ в граммах к объему раствора хлорида аммония в см³ 1:100 в течение 3 ч, при температуре 25±2°С.

При этом повышается адсорбционная емкость по пиридину, что обусловлено способностью хлорида аммония разрушать гидратную оболочку пиридина и создавать вторичные адсорбционные центры для дополнительной адсорбции пиридина на поверхности АУ.

Навеску активного угля заливали раствором хлорида аммония с концентрацией 0,05-50 мг/дм³ при соотношении массы угля (г) и объема раствора хлорида аммония (см³) 1:50-150, обрабатывали в течение 2-6 часов. Затем на полученном АУ осуществляли адсорбцию пиридина из его водного раствора в статических условиях.

Пример 1.

АУ обрабатывали раствором хлоридом аммония с концентрацией 0,05; мг/дм³ в течение 3 часов, при соотношении массы угля (г) к объему раствора хлорида аммония (см³) 1:100. На полученном АУ осуществляли адсорбцию пиридина из его водного раствора в статических условиях.

Пример 2, 3, 4, 5, 6, 7.

АУ обрабатывали описанным способом раствором хлоридом аммония с концентрацией, соответственно, 0,1; 0,5; 2,5; 5; 10; 50 мг/дм³. На полученном АУ осуществляли адсорбцию пиридина из его водного раствора в статических условиях. Полученные результаты представлены в таблице 1.

Таблица 1 № п/п концентрация NH₄Cl, мг/дм³ повышение сорбционной емкости АУ, %

1 0,05 42 2 0,1 53 3 0,5 59 4 2,5 66 5 5 80 6 10 79 7 50 79

Пример 8.

АУ обрабатывали раствором хлоридом аммония с концентрацией 5 мг/дм³ в течение 3 часов, при соотношении массы угля (г): объем раствора хлорида аммония (см³) 1:50. На полученном АУ осуществляли адсорбцию пиридина из его водного раствора в статических условиях.

Пример 9, 10.

АУ обрабатывали описанным способом при соотношении массы угля (г): объем раствора хлорида аммония (см³) соответственно 1:100 и 1:150. На полученном АУ осуществляли адсорбцию пиридина из его водного раствора в статических условиях. Полученные результаты представлены в таблице 2.

Таблица 2 № п/п соотношение АУ : водный раствор NH₄Cl повышение сорбционной емкости АУ, % 1 1:50 50 2 1:100 80 3 1:150 84

Пример 11.

АУ обрабатывали раствором хлоридом аммония с концентрацией 5 мг/дм³, при соотношении массы угля (г): объем раствора хлорида аммония (см³) 1:100 в течение 2 часов. На полученном АУ осуществляли адсорбцию пиридина из его водного раствора в статических условиях.

Пример 12, 13, 14, 15.

АУ обрабатывали описанным способом в течение 3, 4, 5, 6 часов, соответственно. На полученном АУ осуществляли адсорбцию пиридина из его водного раствора в статических условиях. Полученные результаты представлены в таблице 3.

Таблица 3 № п/п длительность процесса, ч повышение сорбционной емкости АУ, % 1 2 66 2 3 80 3 4 81 4 5 82 5 6 83

В результате проведенных исследований были выбраны следующие условия получения АУ: обработка промышленных активных углей раствором хлорида аммония с концентрацией 5 мг/дм³ в течение 3 часов при соотношении масса АУ в граммах к объему NH₄Cl в см³ 1:100.

Проведение процесса на АУ, обработанных хлоридом аммония данным способом повышает сорбционную емкость активных углей по отношению к пиридину, исключает расход дорогих реагентов, электроэнергии и образование вторичных отходов.

Изобретение может быть использовано для очистки технологических стоков предприятий химической промышленности. Способ очистки водных растворов от пиридина адсорбцией активным углем включает обработку активного угля хлоридом аммония с концентрацией 5 мг/дм³ в течение 3 часов. Соотношение массы активного угля к объему раствора хлорида аммония составляет 1:100. Адсорбцию пиридина из его водного раствора проводят в статических условиях. Изобретение позволяет повысить эффективность и экономичность процесса очистки. 3 табл., 15 пр.

Способ очистки водных растворов от пиридина адсорбцией активным углем, обработанным химическими реагентами, отличающийся тем, что в качестве химического реагента для обработки активного угля используют хлорид аммония с концентрацией 5 мг/дм³, при этом соотношение массы активного угля к объему раствора хлорида аммония составляет 1:100, обработку проводят в течение 3 ч, а адсорбцию пиридина из его водного раствора проводят в статических условиях.