Состав для очистки карбидного ацетилена от примесей

Состав для очистки карбидного ацетилена от примесей

Реферат

 

Может быть использовано для очистки карбидного ацетилена от примесей. Состав содержит хромовый ангидрид, свободную серную кислоту, йодистый калий, порошкообразный глинозем в качестве носителя при следующем соотношении компонентов, мас.%: хромовый ангидрид 11 - 13, свободная серная кислота 18 - 21, йодистый калий 0,001 - 0,01, порошкообразный глинозем 57 - 63, вода остальное. Изобретение позволяет улучшить физико-механические свойства состава. 2 табл.

Изобретение относится к области очистки газа от примесей, например карбидного ацетилена от фосфина и сероводорода, и может быть использовано для очистки промышленных газов от аналогичных примесей.

Известен состав для очистки газов от фосфина, содержащий хлорное железо, йодистый калий, инфузорную землю и воду /1/.

Недостатком известного состава является сравнительно низкая объемная скорость очистки газа (до 300 час^-1).

Известен состав для очистки газов от фосфина, содержащий хлорное железо, сернокислую соль двухвалентной меди, гидрат карбоната натрия, окись ртути, инфузорную землю и воду /2/.

Недостатком такого состава является также низкая объемная скорость очистки газа (до 300 час^-1), использование ядовитых соединений (окись ртути) и дороговизна.

Известен состав для очистки ацетилена от фосфина, представляющий собой порошкообразную инфузорную землю, пропитанную хромовым ангидридом и серной кислотой, с содержанием влаги до 20 мас.% /2/.

Недостатком данного состава является его большой расход в процессе очистки (в среднем 270-300 г/дм³), за счет высокого содержания влаги (до 20 мас.%), снижающей активность.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является каталитическая масса, используемая для очистки ацетилена низкого давления от фосфина, содержащая, мас.%: хромовый ангидрид - 11 - 13 свободную серную кислоту - 16-18 йодистый калий - 0,01 инфузорную землю - 51-56 воду - 13-22 очищающая активность в литрах очищаемого ацетилена на грамм каталитической массы, дм³/г - 5,0-5,5 /3/ Недостатком такого состава является также высокое содержание влаги (до 22 мас.%), снижающей его активность (в условиях повышенной влажности ацетилена) и острый дефицит инфузорной земли, используемой в качестве носителя.

Цель изобретения - повышение очищающей активности состава, увеличение объемной скорости очистки газа и расширение сырьевой базы.

Поставленную цель достигают тем, что состав, включающий хромовый ангидрид, свободную серную кислоту, йодистый калий и воду, в качестве носителя содержит порошкообразный глинозем при следующем соотношении компонентов, мас. %: хромовый ангидрид - 11 -13 свободная серная кислота - 18-21 йодистый калий - 0,001-0,01 порошкообразный глинозем - 57-63 вода - остальное очищающая активность в литрах очищенного ацетилена на грамм состава, дм/г - 6,5-7,5 Глинозем характеризуется развитой пористой структурой (объем пор составляет 0,8 г/м³ при преобладающем радиусе 500-1000 ангстрем), высокими сорбционными свойствами, химической стойкостью.

Использование порошкообразного глинозема в качестве носителя позволит улучшить физико-механические свойства состава, а именно: уменьшить слеживаемость и повысить устойчивость при хранении, в процессе эксплуатации снизить гидравлическое сопротивление, увеличить объемную скорость очистки газа до 1400 час^-1, повысить очищающую активность состава до 6,5-7,5 дм³/г по сравнению с прототипом, где очищающая активность составляет 5,0-5,5 дм³/г.

Далее, снизить содержание влаги до 14 мас.%, при увеличении срока службы очистного состава в 2-3 раза в зависимости от содержания фосфина и сероводорода в исходном ацетилене.

Активным компонентом в составе является шестивалентный хром (Cz⁺⁶), который находится в соединениях хромового ангидрида (CzO₃) или бихромата калия (K₂Cz₂O₇).

Содержание Cz⁺⁶ в составе находится в пределах 11-13 мас.%. Он наиболее активен как окислитель в кислой среде, поэтому в очистную массу вводится свободная серная кислота (H₂SO₄) в количестве до 21 мас.% и вода до 14 мас. %.

Для получения 100 г указанного состава в лабораторных условиях берется 0,1 г йодистого калия (Kl), 17 г бихромата калия (K₂Cz₂O₇), 63 г порошкообразного глинозема и загружается в месильную машину. Масса в сухом виде перемешивается в течение 30 минут.

Затем 11 см³ технической очищенной воды разбавляют 11 см³ H₂SO₄ с плотностью 1,84 г/см³ и заливают в замес при постоянном перемешивании.

После добавления всего количества кислоты перемешивание продолжается в течение часа.

Полученный состав опробирован в лабораторных и промышленных условиях на реальном газе.

Схема установки, условия испытания в лабораторных условиях и определение очищающей активности состава выполнялись в соответствии с ТУ 6-21- 33-78, с изм.1-5 /3/.

В U-образную трубку загружали 40 см³ испытуемого состава.

Расход карбидного ацетилена (объемную скорость 1400 час^-1) определяли газовым счетчиком.

Отбор проб проводили каждые 0,5 часа в течение всего опыта. Содержание фосфина и сероводорода в газе до и после очистки определяли по методике, описанной в ГОСТ 5457-75, с изм. 1-3 /4/.

Содержание примесей в карбидном ацетилене (об.%) получено: 1. Фосфина до очистки 0,08-0,09, после очистки 0,01-0,04 (норма не более 0,08); 2. Сероводорода до очистки 0,1, после очистки 0,005-0,01 (норма не более 0,05).

В табл. 1 приведена очищающая активность предлагаемого состава.

Пример 1. Приготовляют состав для очистки карбидного ацетилена от фосфина и сероводорода, содержащий, мас.%: хромовый ангидрид - 13 свободную серную кислоту - 21 порошкообразный глинозем - 63 вода - 3 очищающая активность в литрах очищенного ацетилена на грамм состава, дм³/г - 7,5 Примеры 2-7. Составы, полученные по вышеуказанному способу, но с указанным в табл. 1 соотношением компонентов. Очищающая активность получена в пределах 6,5-7,5 дм/г.

Примеры 8-10 (сравнительные). Составы получают с внеограниченным соотношением компонентов. Очищающая активность состава получена в пределах 1,5-6,3 дм³/г.

Как видно из табл. 1 предложенный состав (примеры 1-7) обладает более высокой очищающей активностью (6,5-7,5 дм³/г) по сравнению с прототипом (5,0-5,5 дм³/г).

В примерах 8-10 наблюдалась более низкая активность (1,5-6,3 дм³/г) вследствие неоптимального содержания компонентов в составе.

Промышленные испытания проведены на техническом ацетилене, полученном из карбида кальция в стационарных генераторах.

Испытуемый состав соответствовал составу примера 1 (табл. 1) с очищающей активностью 7,5 дм³/г. В процессе испытания контролировали содержание фосфина и сероводорода в карбидном ацетилене до и после очистки.

В результате проведенных испытаний получено (табл. 2) остаточное содержание в газе (об. %): фосфина 0,02-0,05 (на входе 0,09), сероводорода 0,005-0,01 (на входе 0,1). Норма по фосфину не более 0,08, по сероводороду не более 0,05.

Предложенный состав не содержит ядовитых соединений, обладает более высокой очищающей активностью, при объемной скорости очистки 1400 час^-1. Очищенный карбидный ацетилен отвечает требованиям Госстандарта по остаточному содержанию примесей в виде фосфина и сероводорода. Существенно снижены затраты при приготовлении и эксплуатации состава, за счет использования порошкообразного глинозема.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ 1. Авторское свидетельство N 521916, кл. В 01 D 53/14, 1975 г.

2. Стрижевский И.И. Технические основы и безопасность производства газообразного и растворенного ацетилена. Изд-во "Химия", 1968, с. 72-75.

3. ТУ 6-21-33-78, с изм.1-5 "Масса каталитическая для очистки ацетилена от фосфористого водорода" (прототип).

4. ГОСТ 5457-75 с изм.1-3 "Ацетилен растворенный и газообразный технический".

Формула изобретения

Состав для очистки карбидного ацетилена от фосфина и сероводорода, содержащий хромовый ангидрид, свободную серную кислоту, йодистый калий, носитель и воду, отличающийся тем, что в качестве носителя он содержит порошкообразный глинозем при следующем соотношении компонентов, мас.%: Хромовый ангидрид - 11 - 13 Свободная серная кислота - 18 - 21 Йодистый калий - 0,001 - 0,01 Порошкообразный глинозем - 57 - 63 Вода - Остальное

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2