Способ активации сорбента Советский патент 1985 года по МПК C02F1/28 C02F1/28 C02F101/30 C02F101/34 C02F103/14 

1

Изобретение относится к способа активации сорбентов, использующихс для очистки технологических растворов и сточных вод от растворенных органических соединений, например экстрагентов, фенолов, синтетических поверхностно-активных веществ, красителей.

Известен способ очистки солевых растворов и сточных вод от органических соединений сорбцией на макропористом сополимере стирола и дивинилбензола (МПС) с последующей регенерацией сорбента спиртоBbw раствором щелочи f . При проведении процесса сорбЩ1И при рН 1-8 осуществляется очистка от растворенных экстрагентов, например нейтральных и кислых эфиров „ фосфорной кислоты, аминов, хелатообразуюп91х агентов, карбоновых кислот, а также растворителей алифатических и ароматических углеводородов, высших спиртов и др.

Недостаток данного способа - невысокие показатели сорбционной емкости, а следовательно, эффективноти процесса очистки вследствие использования макропористых сополимеров в качестве адсорбентов без преварительной подготовки.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ активации макропоритогб сорбента на основе стирола и дивиннлбензола для очистки сточных вод и технологических растворов, в котором для повышения сорбционной емкости сорбента его предварительно перед использованием обрабатывают органическим растворителем метанолом и затем водой 2J ,

Недостатки данного способа сравнительно невысокая адсорбционная емкость сорбента, а также использование токсичного растворителя . Целью изобретения является увеличение сорбционной емкости сорбента. I

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе, включающем обработку ор1 аническим растворителем и водой, сорбент последовательно обрабатьшают органическими растворителями с возрастающей диэлектрической проницаемостью предельным углеводородом, эфиром карбоновой кислоты, кетовом и низкомолекулярным спиртом, а также

1338322

тем, что в качестве предельного углеводорода используют гексан, гептан или октан, в качестве эфира карбоновой кислоты - этилацетат или 5 амилацетат, в качестве кетона - ацетон или метилэтилкетон, а в качестве низкомолекулярного спирта - метанол или этанол.

Способ активации осуществляют следующим образом. Сорбент - макропористый сополимер стирола и дивинилбензола (МПС) помещают в стеклянную колонку, и обрабатывают в предложенной последовательности каждым

5 растворителем со скоростью 3 объема в 1 ч, а затем водой. Обработка растворителями в обратной последовательности менее эффективна на 40-60% по сравнению с обработкой в возрастающей последовательности диэлектрических проницаемостей растворителей. В качестве растворителей могут быть использованы доступные, нетоксичные и недорогие растворители. Эффективность активации сорбента (МПС) на примере извлечения растворенного экстрагента - три-н- алкиламина (ТАА, 126 мг/л) из сернокислых растворов (рН 1) при соотношении объеQ мов сорбента и раствора 1:500 приведена в табл.1. . I .

В качестве растворителей могут быть использованы не только октан, этилацетат, ацетон и этанол, как следует из табл.1, но и гексан, амилацетат, метилэтилкетон, метанол. При этом также происходит значительное увеличение сорбционйой емкости по извлекаемым органическим примесям по сравнению с обработкой сополимера одним метанолом, как по известному способу..

Пример 1. Сополимер помещают в стеклянную колонку и обраба5 тьшают последовательно гексаном (Е 1,8), амиладетатом (В 4,8,. метш1этилкетоном ( 19), метанолом ( 32,6) со скоростью 3 объема на 1 объем сополимера за 1ч,

0 после чего отмывают водой. При использовании таким образом активированного сорбента для извлечения ТАА из раствора, содержащего 100 мг/л ТАА,50 г/л , 50 г/л Hj,S04,npH соотношении объемов сорбента и раствора 1:500 и времени контакта 5 ч полученная емкость сополимера по ТАА составляет 7.1 мг/г.

Пример 2. Сополимер обрабатывают последовательно гексаном ( 1,8), амилацетатом (f 4,8), ацетоном (в 21) и этанолом ( 27,8) при условиях примера 1. Полученная емкость сорбента по 70,8 мг/г.

Влияние объемной скорости обработки сополимера органическими растворителями на его сорбционные характеристики приведено в табл.2.

Как следует из приведенных данных, оптимальным является расход 3 объема каждого растворителя на 1 объем сорбента за 1 ч. Дальнейшее увеличение количества растворителей, расходуемых за 1 ч на подготовку сорбента, не приводит к значительному увеличению его емкости.

Сравнительные данные по сорбционной емкости промышленных образцов сополимеров с разной удельной поверхностью, активированных по предложенному способу и известному и использованных для адсорбции растворенного ТАА, приведены в табл.3.

Из полученных результатов следует, что обработка образцов адсорбентом по данному способу увеличивает емкость по ТАА на 66,1, 73,4 и 71,2% соответственно. Регенерация адсорбентов этанолом 100%.

Активированные сорбенты могут быть использованы для извлечения практически всех классов водорастворимых органических соединений,таких как экстрагенты, разбавители, красители, пестициды, доверхностно-активные вещества.

Пример З.К раствору,содержащему 2 г анилинового красител кислотного черного, добавляют образец сополимера, активированного по предложенному способу. При соотношении объемов адсорбента и раст-

1338324

вора 1:500 компоненты перемешивают п течение 5 ч, емкость адсорбента по красителю составляет 1990 мг/г. Емкость того же образца сополимера .без обработки по предлагаемому способу равна 25 мг/г .Регенерац 1я красителя спиртовым раствором щелочи проходит на 100%.

Пример 4. К 1л сернокислого раствора, содержащего 64 мг

10 растворенного разбавителя тетрахлорэтилена и 50 г Na SO , добавляют 2 мл активированного сополимера. После контакта в течение 0,5 ч

15 в статических условиях емкость адсорбента составляет 37 мг/г. Емкость образца сополимера, подготовленного по известному способу в сравнительных условиях,равна 16,2 мг/г.

20

Предлагаемая обработка является неотъемлемой частью способа очистки сточных вод и технологических растворов и должна повторяться через определенное количество циклов сорб25ции-десорбции, когда емкость ШС снизится на 20-30%. На испытанных растворах такую обработку необходимо повторять через 7-10 циклов. Частота обработки МПС зависит от

30 состава растворов, вида сорбируемых веществ и способа регенерации МПС.

Технико-экономическое преимущество предложенного способа активации сорбента состоит в повышении эф5фективности способов очистки технологических растворов и сточных вод от растворенных органических компонентов за счет увеличения емкости сорбента и степени очистки, в сокра0щении энергозатрат, связанных с регенерацией сорбента. Кроме .того,способ позволяет утилизировать растворенные в растворах органические вещества путем их десорбции с последующей

5 Iотгонкой и возвратом в процесс.

Таблица 1

1. СПОСОБ АКТИВАЦИИ СОРБЕНТА на основе стирола и дивинилбензола для очистки сточных вод и тех- нологических растворов, включающий обработку его перед использованием органическим растворителем и водой, отличающийся тем, что, с целью увеличения сорбционной емкости, сорбент последовательно обрабатьшают органическими растворителями с возрастающей диэлектрической проницаемостью -. предельным углеводородом, эфиром карбоновой. кислоты, кетоном и низкомолекулярным спиртом. 2. Способ ПОП.1, отличающийся тем, что в качестве предельного углеводорода используют гексан, гептан или октан, в качестве эфира карбоновой кислоты этилацетат или амилацетат, в качестве кетона - ацетон или метилэтилкетон, в качестве низкомолекулярного спирта - метанол или этанол.

ШС без подготовки (промьшшенный образец), МПС, обработанный в аппарате Сосклета метанолом МПС, обработанный этанолом, в колонне со скоростью 3V на 1 V сорбента за 1 ч

18,7 25,8

28,2

МПС, обработанный ацетоном в колонне со скоростью 3 V на 1 V сорбента за 1ч

МПС, обработанный октаном, этилацетатом, ацетоном, этанолом по 3 V на 1 V сорбента за 1 ч

МПС, обработанный в колонн этанолом, ацетоном, этилацетатом по 3 V на IV сорбента за 1 ч Примечание, 1. 2.

Продолжение табл.1

70,4

32,5

Таблица 2 Сорбция ТАА проводилась в статических условиях. Соотношение 1:500, время контакта 5 ч. ДВЕ - дивинилбензол.

Адсорбент,

Удельная поверх% сшивки нЬсть,

% порообразования

10% ДВБ

100% синтина

10% ДВБ

100% синтияа.

10% ДВБ

100% алкилбензина

Таблица 3

Емкость по ТАА, мг/г

I

предложенный способ

22,60

44,8

67,91

18,7

70,4

93,24

19,6

78,0