Способ предварительной подготовки цеолита типа @ Советский патент 1986 года по МПК C01B39/02 

1225810 .1

Изобретение относится к химичес- План поиска оптимального режима

кой и нефтехимической промывшенности, а также к криогенной технике и может быть использовано при предварительной подготовке адсорбента типа NaX, применяемого для глубокой осушки и очистки газов и жидкости в установ- ках, имеющих ограниченный ресурс работы.

Цель изобретения - повьшение и стабилизация адсорбционной емкости.

Пример. Проводят предварительную подготовку нескольких проб адсорбента типа NaX из разных промышленных партий. Масса каждой пробы 5 рд- 0,5 кг. Пробу помещают в контейнер, который поочередно перемещают, из криостата в термостат и обратно с постоянной продолжительностью каждого цикла, равной 30 ьмн. При про- 20 ведении термоциклической обработки из проб отбирают образцы в размере

термоциклической обработки .адсорбента типа NaX дан в табл. 1; адсорбционная емкость адсорбента по

$ азоту при 77,4 К в зависимости от режима термоциклической обработки - в табл. 2; величины адсорбции азота при 77,4 К и давлении 86,6 кПа - табл. 3.

10

Таблица

термоциклической обработки .адсорбента типа NaX дан в табл. 1; адсорбционная емкость адсорбента по

азоту при 77,4 К в зависимости от режима термоциклической обработки - в табл. 2; величины адсорбции азота при 77,4 К и давлении 86,6 кПа - табл. 3.

Таблица

312258

Таблица 3

Из приведенных данных следует, что адсор.бционная емкость приблизительно с 80 термоциклов начинает превосходить начальную, получаемую для образцов адсорбелта типа NaX, не прошедших термоциклической обработки, и стабилизируется на протяжении до 60 термодиклов.

Скорость изменения, температуры в процессе термообработки ограничивается сверху и равна не более ZO c/MHH на основании экспериментальных данных при исследовании различных партий цеолита NaX с учетом данных по термостабильности для аналогичных по структуре материалов. Нижний предел скорости изменения температуры связан с возникновением условий для термической раскачки кристаллической решетки, приводящей к миграции катионов с частичным разрушением связей со связунлцим, что приводит к увеличению доли свободной поверхности кристаллов типа NaX, ранее ;блокируемых связующим, и не доступной адсорбируемьм веществом. При малых скоростях изменения температуры, которые обычно принято считать предельно доступными (до 2,5 С/мин), также имеют место подобные процессы Однако релаксационные явления в кристаллической решетке так велики, что

5

о

0 5 Q 5

10

возникают лишь незначительные колебания в зо.не устойчивого исходного положения, проходящие на фоне общего постепенного разрушения структуры адсорбента с постоянным падением начальной адсорбционной емкости, имеющие место на практике в эксплуатационных установках с адсорбентом типа NaX.

Термоциклическая обработка со скоростями изменения температзфы менее 15-20°С/мин экономически нецелесообразна. При этом требуются специальные установки для термоциклирования Со сложными схемами регулирования скорости как охлаждения, так и нагревания адсорбента, не решаемые только .перемещением контейнеров из термостата в криостат и обратно. Одновременно с уменьшением скорости возрастает полное время одного цикла охлаждения - нагревания, что значительно увеличивает продолжительность (в 3-4 раза) набора необходимого числа ци клов термообработки, не приводя к качественным изменениям в структзфе адсорбента типа NaX.

Положительный эффект увеличения адсорбционной емкости и ее стабилизации на достигнутом уровне, превы- ш ающём начальный, наблюдается после не менее 85 термоциклов и объясняется медленным нарастанием изменений в кристаллической решетке, связанным с миграцией катионов натрия и разрушением связей между кристаллитами и связзтощим.

Наилучшие результаты достигаются при проведении термощ клической обработки в атмосфере с влагосодержа- нием, соответствующим точке росы не более -,.

Снижение влагосодержания атмосферы (т.е. парциального давления паров воды в порах) ускоряет процесс перестройки решетки. Это связано с тем, что за счет уменьшения количества молекул воды в порах происходит их перераспределение по видам взаимодействия с уменьшением доли молекул, локализовано взаимодейст- вукицих с катионами с высокими характеристическими энергиями и тормозя- щих процесс перестройки решетки.

По данному способу предварительной подготовки создаются условия, которые позволяют повысить началь5 1225810«

ную адсорбционную емкость адсорбен- предварительной подготовки с влаго- та типа NaX перед его засьшкой в содержанием, соответствующим точке установку на 2-6% и стабилизировать росы не более , позволяет повы- ее значение на протяжении до 60 ра- сить адсорбционную емкость адсорбенбочих циклов осушки и очистки в ад-5 та типа NaX на 5-10% и стабилизиро- сорбционной установке. Использова- вать ее на протяжении 80 рабочих ние газйвой среды при проведении циклов осушки и очистки.