Способ получения гранулированного углеродного молекулярного сита для разделения кислорода и азота Советский патент 1991 года по МПК B01J20/20 

Изобретение относится к неорганической химии, а именно к способу получения углеродного молекулярного сита (УМС), и может быть использовано для получения обогащенных азота и кислорода из их смесей.

Цель изобретения - повышение разделительной способности молекулярного сита.

Пример 1.80кг угля технологической группы Гб измельчают в вибромельнице до величины частиц менее 60 мкм и гранулируют в тарельчатом грануляторе с добавкой к угольной пыли 20 кг 2,5%-ного раствора сульфитно-дрожжевой бражки. Влажность сырых гранул 20%. Сырые гранулы сушат в ленточной сушилке и подвергают карбонизации до достижения выхода летучих 10% во вращающейся муфельной печи с внешним обогревом при температуре на входе гранул в печь 300°С, а на выходе 600°С При этом образуется 68 кг карбонизата Охлажденный карбонизат загружают в реактор и заливают 90,7 л водного раствора моноал- килфенилового эфира полиэтиленгликоля

формулы СпН2п+1СбН40(С2Н40)т Н, Где П

8-10, ш 10-12, содержащего 0,35 г последнего в 100 мл воды, что составляет 0,47 кг на 100 кг карбонизата.

Гранулы выдерживают в растворе в течение 30 мин, после чего раствор сливают, а гранулы сушат сначала на воздухе, а затем при температуре 97°С до остаточной влажности 1%. Выход углеродного молекулярного сита 68 кг. В готовом продукте определяют разделение компонентов воздуха за одну стадию на короткоцикловой установке, состоящей из двух параллельно работающих адсорберов емкостью 2 л каждый с осуществлением адсорбции при 5 эти и десорбции при 20 торр, и концентрацию компонентов в обогащенном газе Длительность цикла адсорбции составляет 2 мин

О

сь

Ю

ел

GJ СО

Производительность установки по обогащенному газу 120 л/л адсорбента в 1 ч.

Для оценки эффективности адсорбционного разделения компонентов воздуха (кислорода и азота) используют коэффициент разделения, представляющий собой отношение величин адсорбции разделяемых компонентов к их парциальным давлениям в исходной смеси

302 PN2 о 7R а02 rPN2 , / О -- (

8 N2 РО2

3N2 Р02

в воздухе

- 3/76).

Данные опытов по примерам представлены в таблице.

Пример 2. Аналогичен примеру 1. за исключением количества моноалкилфени- лового эфира полиэтиленгликоля в растворе и его массового отношения к гранулам кар- бонизата (см. табл.).

При м-еры Зи4. Аналогичны примерам 1 и 2 соответственно ,за исключением того, что используют моноалкилфениловый эфир полиэтиленгликоля общей формулы (СНзЬС CeH/iO(C2H40)mH, где и (см. табл.).

Примеры 5 и 6. Аналогичны примерам 1 и 2 соответственно, за исключением того, что используют моноалкилфеииловый эфир полиэтиленгликоля общей формулы

СпН2п+1СбН Ю (С2Н40)т, где п - 8-10. m -6-7 (см. табл.).

Примеры 7и8. Аналогичны примеру 1, за исключением температуры сушки (100°С)и влажности гранул после сушки (1,5 и 20% соответственно, см. табл.).

Примеры 9и10. Аналогичны примеру 1. за исключением того, что карбонизацию гранул ведут до содержания летучих 8 и 12 % соответственно (см. табл.).

Формула изобретения

1.Способ получения гранулированного углеродного молекулярного сита для разделения кислорода и азота, включающий смешивание измельченного угля со связующим, гранулирование смеси, карбонизацию гранул, их обработку водным раствором эфира полиэтиленгликоля и сушку, отличающийся тем, что, с целью повышения разделительной способности молекулярного сита, обработку гранул осуществляют водным раствором моноалкилфенилового эфира полиэтиленгликоля общей формулы СпН2п-нСбН40(С2Н40)тН, где , т

-6-12, при массовом соотношении моноалкилфенилового эфира полиэтиленгликоля и гранул 0,47-0,53:100.

2.Способ по п. 1,отличающийся тем, что карбонизацию гранул ведут до содержания летучих 8-12%, а сушку-до влажности гранул - 1-2%.

Изобретение относится к способам получения гранулированного углеродного молекулярного сита для разделения кислорода и азота и позволяет повысить разделительную способность молекулярного сита. Измельченный уголь смешивают со связующим, гранулируют смесь, карбонизуют гранулы до содержания летучих 8 - 12%, обрабатывают их водным раствором моноалкилфенилового эфира общей формулы C_NH_2N+1C₆H₄O(C₂H₄O)_MH, где N = 4 - 10, M = 6 - 12, при массовом соотношении моноалкилфенилового эфира полиэтиленгликоля и гранул 0,47 - 0,53 : 100 и сушат до влажности гранул 1 - 2%. 1 з.п.ф-лы, 1 табл.