Способ получения углеродного адсор-бЕНТА для пОглОщЕНия пОляРНыХ гАзОВ Советский патент 1981 года по МПК B01J20/20 C01B31/16 

Изобретение относится к способу получения углеродного адсорбента и может быть использовано в адсорбцион ной технике для очистки и разделения газов. Известен способ получения углерод ного адсорбента для поглощения полярных газов, включающий грануляцию торфа со связующим, карбонизацию и парогазовую активацию гранул 1. Недостатком известного способа яв ляется низкая степень сорбционной способности по углекислому газу и. ксенону. Цель изобретения - повышение сорб ционнОй способности в отношении углекислого газа и криптона. Поставленная цель достигается тем что в способе получения углеродного адсорбента для поглощения полярных газов в качестве углеродсодержащего сырья берут продукт сополиконденса ции Нефтяных асфальтитов, фурфурола и кислого гудрона, взятых в соотношении весовых частей 1:1:1,2-1,5, Способ осуществляют следующим образом. Продукт сополиконденсации готовят смешением порошкообразного асфальтита с фурфуролом, затем при перемешивании добавляют кислый гудрон. Смесь вьздерживают в течение 0,54, при этом происходит экзотермическая реакция и температура увеличивается от 20 до ДОС С. Для завершения реакции сополиконденсат нагревают в термостате при 100 С в течение 0,5ч, Для реакции применяют нефтяные асфальтиты (асфальтеновые концентраты) - новые продукты нефтепереработки, получение при деасфальтизации нефтяных остатков бензином (Добен -процесс) . Асфальтиты Добен-процёсса содержат 75-800 асфальтбнов, 10-20Ур Нефтяных смол и остаточные масла. Основная масса асфальтитов - асфальтены и смолы представляют собой высококонденсированные ароматические и гетероциклические продукты гибридного строения, 4Содержащие,%: С 83-85, И 8-10 S 5-6; N0,5-0,8. . Кислые гудроны - отходы, получаемые при сернокислотной очистке нефтецродуктов, содержат определённое количество смолисто-асфальтеновых веществ (10-400/0), сульфокислот (20-, 30о/с) , и свободную серную кислоту (до 700/0) . Смолисто-асфальтеновые вещества кислых гудронов могут служить: дополнительным источником сырья для сополиконденсата и суЛьфокислоты. Полученный блцк сополиконденсата дробят и..0змельчйют в шаровой мельнице до фракций . размером 0,1 мм, затем смешивают в двухлопастном смесителе при 30-90 С в течение 10-20 мин с препарированной лесохимической смолой и каменноугольной пылью в соотношении весовых частей 50:33:17. В процессе смешения добавляют 50 мл водьа на 1кг шихты. Полученную массу гранулируют горячим шнек-прессованием через фильеры 1,5-3,5 мм и да влением в формующей части шнека 50200 кг/см при 95-105° С Гранулы выдерживают на воздухе при 15-35 С 4-бч. Карбонизацию гранул осуществляют во вращающейся барабанной печи в атмосфере COii при линейном повышении температуры 750-800 С со скоростью нагрева 150-600 град/ч. Выдержка при конечной температуре карбонизации 1ч Уголь - сырец активируют водяным паром при 800-820 С до обгаров 67610/0 J Выход угля составляет 23-35олз При этом получают углеродные адсорбенты, имеющие параметры пористой структуры, см/см- : 0,09-0,ll; Vмeio 0,02-0,04;У„д роО,17; 0,40-0,46, где В - константа. Механическая прочность 88-90%. Пример 1. В эмалированный реактор, снабженый мешалкой, капельной воронкой и термометром, насыпа ют 320 г асфальтита, затем добавляют 280 г технического фурфурола и при слабом перемешивании постепенно добавляют 400 г кислого гудрона, получендо го при сернокислотной очистке бензола. После прибавления всего тр буемого количества кислого гудрона перемешивание прекращают и реакцион ную смесь выдерживают 0,5ч. При это температура повышается до 75° С. За тем реактор закрывают и ставят в те мостат на 0,5ч при 100 °С, после че го полученный блок сополиконденсат извлекают из реактора, дробят до по лучения фракций размером 0,1 мм. 500 г сополиконденсата смоиивают с 330 г лесохимической смолы, 170 г каменноугольной пыли и 50 мл воды в течение 15 мин. Полученную массу гранулируют на шнек-, прессе через Фильеры 2,5 мм и давлении в формукадей части шнека 130 кг/см . Гранулы вылеживают на воздухе при 20° с 5 ч. Карбонизацию осуществляют во вращающейся печи в атмосфере COg при повышении температуры до 800 С со- скоростью нагрева 600 град/ч. После карбонизации гранулы вылёживают 1ч. За- тем уголь-сырец активируют при 800 С водяным паром до обгара 3,24%. Вы-, ход угля 35,2%. Объемы пор,найденные из изотермы сорбция йаров бензола на весах Мак-Бена при 20° С составляют, см /см 0,09;Умег 5 0,02; мокроО/17 ,43. Механическая прочность 90%. П р и м е р 2. Отличается ; от примера 1 тем, что для получения фураноформолита используют 280 г асфальтита, 420 г кислого гудрона и 300 г фурфурола. Выход угля 31%. Активацию проводят до обгара 27,8%. Объемы пор составляют, см /см г V 0,11;Умего 0,04Умо,ро 0,16; В-10 0,39, Механическая прочность 89%. В таблице приведены данные по сорбционнй способности газов с высокой поляризуемостью. Из таблицы видно, что обладая такими же, как известный, удерживаемыми объемами по азоту и метану, предлагае1«ый адсорбент превосходит его по удерживаемым объемам молекул с более высокой поляризуемостью (по СОи на 22-27% и по Хе на 24-36%). Соотношение удерживаемых объемов газов с близкими размерами, но равной поляризуемостью у предлагаемого адсорбента больше,.чем у известного 4oa/ /N5 на 31-38% и Vye/YcH на 36-39%), что имеет важное значение при сорбции газой с высокой поляризуемостью, а также при разделении газов с одинаковыми размерами молекул, но разной по гяризуёмостью.

е. Мсяекулы газов г СО, и Хе обримечаниладают критическим диаметром d , равным аоответственн о 3,0, 4,00, 2,80 , 4, 36 А и по(1яризуемостью ot , равной соответственно 1,74; 2,60; 2,90; .О.А

Формула изобретения способ получения углеродного адсорбента для поглощения полярных , включающий грануляцию углеродсоде ржащего сырья со связукщим, карбонизацию и парогазовую.активацию полученных гранул, отличающийся f&if что, с целью повышения сорбционной способности в отношении углекислого газа и криптона, в качестве

углеродсодержащего сырья берут продукт сополиконденсации нефтяных ас- . фальтитов, фурфурола и киелого гудрона, взятых в соотношении :весовш частей 1:1:1,2-1,5.

iИсточники информации,

принятые во внимание при экспертизе 1, Плаченов Т.Г. Технология сор-г бейтов. Активные угли. Л., 1941,

,с.-17-20 (прототип)i