СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АДСОРБЕНТА Российский патент 2016 года по МПК B01J20/12 B01J20/30 

Изобретение относится к области нефтехимической промышленности селективной очистки ароматических углеводородов от непредельных углеводородов, смолистых и красящих веществ. Очистка от непредельных углеводородов глинами считается более рентабельной, чем гидроочистка. Модифицированная глина частично адсорбирует олефины, а частично выступает как кислый катализатор для их полимеризации и алкилирования в высококипящие соединения, которые удаляются на последующей стадии фракционирования. При температуре 120-200°С слабокислая глина каталитически активна. На глине остаются только самые тяжелые полимеры, а основная масса их уносится из башен потоком жидкости. Подбор температурных режимов на стадии глинообработки ароматического сырья позволяет добиться оптимального соотношения каталитической активности и адсорбирующей способности глины.

Известен способ получения адсорбента для очистки ароматических углеводородов от тиофена и непредельных соединений путем адсорбции при повышенной температуре и давлении [SU 1065392 А]. В указанном способе при изготовлении адсорбента используют природную глину типа монтмориллонита таганского месторождения, активированную обработкой 20-25 % серной кислотой в течение 5-6 ч при температуре 160-190°С и давлении 16-20 атмосфер. Недостатками предлагаемого способа являются применение аппаратов высокого давления и длительность процесса активации глины.

Известен способ получения адсорбента [RU 2317851 C1] из природной глины монтмориллонито-палыгорскитовой структуры сушкой при температуре 90-140°С подогретым воздухом. Сухую глину измельчают до получения глинопорошка. Глинопорошок модифицируют в смесителе путем увлажнения раствором сульфата алюминия до получения пасты, затем формовка на шнековых грануляторах в черенковые гранулы диаметром 2,7-3,0 мм. Полученные гранулы адсорбента сушат на ленточной сушилке подогретым воздухом при температуре 90-140°С. Измельчение черенкового адсорбента и рассев целевой фракции 0,2-1,2 мм.

Недостатками данного способа получения является многостадийность процесса. Сырую природную глину предварительно сушат, измельчают, затем увлажняют раствором сульфата алюминия до получения пасты. При данном способе нанесения трудно добиться равномерного распределения сульфата алюминия во всем объеме глины.

Известен способ получения адсорбента [RU 2008104284 A] из монтмориллонито-палыгорскитовой глины, включающий стадию плавной сушки природной глины подогретым воздухом с 50 до 180°С, дробление сухой глины с получением глинопорошка, модифицирование глинопорошка в пастообразном состоянии добавлением сульфата алюминия в количестве 1,0-3,5 мас.%, механическую грануляцию, сушку экструдатов в поле СВЧ излучения, их дробление и рассев целевой фракции.

Указанный способ получения адсорбента имеет также много стадий. На стадии сушки экструдатов требуется применение дорогих промышленных СВЧ излучателей и трудность контроля влагосодержания у получаемого продукта.

Ближайшим известным решением аналогичной задачи по технической сущности является способ получения адсорбента для очистки ароматических углеводородов от непредельных соединений, который изложен в отчете по теме 573-86, договор 11/87, УДК 661.183.002, № Гос. рег. 0186.0017267 // Отчет о научно-исследовательской работе «Разработать рекомендации и оказать научно-техническую помощь при пуске и освоении промышленной установки производства адсорбента А-4М»; заключительный этап «Оказать научно-техническую помощь при пуске, освоении и эксплуатации промышленной установки пот производству адсорбента А-4М», МГО «ТЕХНОХИМ», НПО «ЛЕННЕФТЕХИМ», Краснодарский филиал, Краснодар, 1988. Данный способ предлагает сушить природную глину монтмориллонито-палыгорскитовой структуры в барабанной сушилке при температуре 130°С в среде дымовых газов. Температура дымовых газов на входе в сушилку 200°С, а на выходе 100°С. Сухую глину измельчают до получения глинопорошка. Затем готовят водную суспензию глины, которую обогащают (отделяют от шлама-песка) на виброситах и в гидроциклонах. Суспензию обогащенной глины в воде обрабатывают раствором сульфата алюминия. Суспензию модифицированной глины подвергают распылительной сушке в потоке дымовых газов. Температура дымовых газов на входе в сушилку 450-500°С, в камере сушилки 300-350°С, на выходе 125-130°С. Сухой модифицированный глинопорошок увлажняют и формуют в черенковые гранулы. Гранулы адсорбента сушат в ленточной сушилке горячим воздухом при температуре 150-160°С. Затем размол сушенного адсорбента и рассев целевой фракции 0,2-1,2 мм.

Практический интерес представляет модифицирование глины в суспензии раствором сульфата алюминия при постоянном перемешивании, что позволяет равномерно распределить компоненты во всем объеме суспензии. Поэтому данный способ взят за прототип. Недостатками данного способа получения являются:

- многостадийность процесса получения адсорбента;

- сушка водной суспензии модифицированной глины методом распыления в потоке дымовых газов приводит к частичному спеканию адсорбента и снижению его адсорбционно-каталитической активности из-за самого контакта с дымовыми газами с кислотными центрами глины;

- технология получения через распылительную сушку является энергозатратной.

Целью предлагаемого изобретения является разработка способа получения адсорбента для очистки ароматического сырья от непредельных углеводородов, который бы имел меньше технологических стадий и позволил при этом сохранить высокую активность адсорбента.

Поставленная цель достигается следующим образом. Сырую природную глину монтмориллонито-палыгорскитовой структуры распускают в растворе сульфата алюминия до получения густой суспензии с концентрацией по сухому веществу 500-600 г/л. Содержание Al₂(SO₄)₃ в растворе 0,8-3,6 масс.% к общей массе сухой глины. Полученную суспензию сушат в гребковой сушилке при температуре 130-150°С с паровым обогревом через рубашку. В процессе сушки при перемешивании происходит более равномерное распределение сульфата алюминия в глине и упаривание суспензии до образования глинопорошка. Рассев полученного глинопорошка от крупных инертных включений. Обогащенный глинопорошок в смесителе с Z-образными лопастями доводится до формуемого состояния и гранулируется с помощью шнекового экструдера. Экструдат сушат горячим воздухом при температуре 130°С до остаточного влагосодержания не более 15%. Высушенный экструдат измельчают и полученный продукт рассевают с выделением целевой фракции частиц размером 0,2-1,2 мм. Мелкую и крупную фракции возвращают на стадию приготовления суспензии из глины.

Таким образом, существенным отличием предлагаемого способа получения адсорбента является отсутствие стадии предварительной сушки сырой природной глины и дробление. Совмещение стадий модифицирования глины приготовлением суспензии в растворе сульфата алюминия, упаривание и дробление до глинопорошка в гребковой сушилке с паровым обогревом рубашки в заявляемом способе соответствует критерию "новизна".

Промышленная применимость предлагаемого способа получения адсорбента подтверждается следующими примерами.

Пример 1

В гребковой сушилке сырую природную глину монтмориллонито-палыгорскитовой структуры распускают в растворе сульфата алюминия до получения густой суспензии с концентрацией по сухому веществу 500-600г/л. Содержание Al₂(SO₄)₃ в растворе 0,8 масс.% к общей массе сухой глины. Полученную суспензию сушат в гребковой сушилке при температуре 130-150°С с паровым обогревом через рубашку. Рассев полученного глинопорошка от крупных инертных включений. Обогащенный глинопорошок в смесителе с Z-образными лопастями доводится до формуемого состояния и гранулируется с помощью шнекового экструдера. Экструдат сушат горячим воздухом при температуре 130°С до остаточного влагосодержания не более 15%. Высушенный экструдат измельчают и полученный продукт рассевают с выделением целевой фракции частиц размером 0,2-1,2 мм.

Пример 2

Процесс ведут аналогично примеру 1, но содержание Al₂(SO₄)₃ 3,6 масс.%.

Пример 3

Процесс ведут аналогично примеру 1, но содержание Al₂(SO₄)₃ 0,5 масс.%.

Пример 4

Процесс ведут аналогично примеру 1, но содержание Al₂(SO₄)₃ 4 масс.%.

Пример 5

Процесс ведут аналогично примеру 1, но сушку в гребковой сушилке ведут при температуре 160-170°С с паровым обогревом через рубашку.

Пример 6

Процесс ведут аналогично примеру 1, но сушку в экструдатов ведут в среде дымовых газов при температуре 130°С.

У полученных образцов затем определяли их насыпную плотность и адсорбционно-каталитическую активность при очистке смеси бензола с 1% гексен-1. Результаты определений приведены в таблице №1.

Таблица №1   Адсорбционно-каталитическая активность по очищенному ароматическому сырью на 1 г адсорбента, г/г Насыпная плотность,
г/см³ Пример 1 35 0,78 Пример 2 40 0,79 Пример 3 33 0,78 Пример 4 40 0,80 Пример 5 31 0,80 Пример 6 27 0,81

Анализ представленных материалов позволяет сделать вывод о том, что предлагаемое техническое решение дает возможность получать адсорбент для очистки ароматических сырья от непредельных углеводородов с высокой адсорбционно-каталитической активностью.

Предлагаемый способ позволит значительно упростить способ получения адсорбента и сохранить высокую адсорбционно-каталитическую активность.

Изобретение относится к области получения сорбентов. Природную глину монтмориллонито-палыгорскитового типа подвергают модифицированию в растворе сульфата алюминия до получения суспензии с концентрацией по сухому веществу 500-600 г/л. Полученную суспензию сушат в гребковой сушилке при температуре 130-150°С. Осуществляют рассев глинопорошка и гранулирование с помощью шнекового экструдера. Экструдат сушат, измельчают и рассевают с выделением целевой фракции. Изобретение позволяет получить адсорбент для селективной очистки ароматических углеводородов от непредельных соединений с высокой адсорбционно-каталитической активностью. 1 табл., 6 пр.

Способ получения адсорбента, включающий формовку модифицированного порошка монтмориллонито-палыгорскитовой глины, сушку экструдатов, дробление и рассев, отличающийся тем, что модифицирование глины произведено путём приготовления суспензии монтмориллонито-палыгорскитовой глины в растворе сульфата алюминия из расчета 0,8-3,6 масс. % Al₂(SO₄)₃ к массе глины и сушки суспензии глины, имеющей концентрацию по сухому веществу 500-600 г/л, в гребковой сушилке при температуре 130-150°C.