Способ определения абсорбционной способности поглотителей

Способ определения абсорбционной способности поглотителей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБВЕТЕН ИЯ

Союз Соеетсинк

Социалмстмческик

Республик

< 711468

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 09.01,78 (21) 2569228/23-26 с присоединением заявки K (23) П риоритет (51)М. Кл.

G 01 N 31/08

G 01 1ч 31/06

1Ъеударотееииьй комитет

СССР (53) УЙК 543.544 (088.8) ло делам изобретений и открытий

Опубликовано 25.01.80. Бюллетень J% 3

Дата опубликования описания 30.01.80 (72) Авторы изобретения

Л. И. Марнич, Ф. Н, Амброзевич и Л. Л. Поклонская

Украинский научно-исследовательский углехимический институт (7I ) Заявитель (54) СПОСОБ .ОПРЕДЕЛЕНИЯ АБСОРБПИОННОЙ

СПОСОБНОСТИ ПОГЛОТИТЕЛЕЙ

Изобретение относится к способам определения абсорбционной способности и качества поглотителей, используемых для извлечения углеводородов из газов, и может использоваться в коксохимической, нефтехимической и химической промышленности.

В практике химического анализа нет строго разработанной методики определения абсорбционной способности поглотителей углеводородов, Известен способ, где сопоставление поглотительных свойств осуществляют путем насыщения их абсорбируемым компонентом в одних и тех же условиях (1).

Такое определение является условным, так как в данном случае поглотнтельная способность определяется не по отношению к индивидуальным веществам, присутствующим в газе, а к целому комплексу органических соединений. Следует также учесть, что при последующем их извлечении из поглотительных масел, с одной стороны отгоняются не все компоненты, перешедшие из газа в масло (высококипящие вещества), с другой стороны может отдуваться легкокипящая часть поглотительного масла, что опять-таки искажает результаты.

Следовательно, известное определение не характеризует ни качественную, ни количественную стороны поглотительной способности, не дает дифференцированной оценки ее по отношению к различным классам соединений.

Широко применяемый метод хроматографического разделения смесей компонентов, осно ванный на различной сорбционной способности неподвижной фазы по отношению к соединениям разделяемой смеси, не позволяет определить истинную абсорбционную способность поглотителей (2).

При пропускании ларо-газовой смеси компонентов через твердый носитель, на котором находится жидкая неподвижная фаза, протекает одновременно несколько процессов: адсорбция на твердом носителе, адсорбцня на поверхности раздела фаз твердое тело-жидкость и абсорбция в жидкой фазе, что неизбежно приводит к искажению результатов.

Кроме того, на процесс абсорбции может оказывать влияние массоперепос, вследствие изменения толщины пленки жидкой фазы, Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ сравнительной оценки абсорбционной способности поглотительных масел через коэффициенты распределения, определяемые при помощи газа-жидкостной хроматографии (3).

В этом способе через хроматографическую колонку, заполненную фазой, состоящей из твердо,го носителя хромосорба W и неподвижной фазы — поглотительного масла, нанесенного на него в количестве 30%, пропускают сырой бензол, введенный в колонку в виде насыщенных паров, По полученному времени удерживания рассчитывают коэффициенты распределения основных компонентов сырого бензола в поглотительных маслах, характеризующие абсорбционную способность масел. 20

Количество жидкой неподвижной фазы-поглотителя по массе к твердому носителю, %

6,50

9,20

10,80

10,60

6,50

6,30

6,20

6,20

6,20

6,20

7,10

5,70

8,20

10,50

10,50

6,30

6,10

5,90

5,90

5,90

5,90

6,90

3,4

3,85

4,25

3,85

2,50

2,30

2,15

2,15

2,15

2,15

2,45

3,10

3,80

4,25 .

3,80

2,40

2,20

2,10

2„10

2,10

2,10

2,40

37

38, 40

При уменьшении количества жидкой непод;вижной фазы (поглотителя) ниже 35% величина f мMе нHя е т T сoвsоotе . з3нHа ч е нHиnеe, что свидетельствует о том, что в этой области протекают как процессы абсорбции, так и адсорбции на твердом носителе и на поверхности раздела фаз твердое тело — жидкость, искажающие истинную величину абсорбционной способности поглотителя.

Однако этот способ не является точным, так как не исключает побочных сорбциопных процессов". адсорбцию на твердом носителе, адсорбцию на поверхности раздела фаз твердое тело —. жидкость, искажающих истинные значе. ния показателя абсорбционной способности, Цель изобретения — повышение точности определения абсорбционной способности и возможности оценки селективности поглотителей

Из приведенных в табл. 1 данных видно, что величина коэффициента активности сохраняется постоянной для каждого компонента только в случае определенного количества жидкой неподвижной фазы (поглотителя), нанесенной на твердый носитель — динохром, а именно: 35 — 40%. Только в этом случае может быть получено истинное значение абсорбционнои способности поглотителя.

Д по о|ношению к различным компонентам, содержащимся в газе.

Цель достигается тем, что жидкую неподвижную фазу для анализа берут в количестве 35—

40% по массе к твердому носителю.

Предлагаемый способ позволяет при определении абсорбционной способности поглотителя исключить влияние побочных сорбционных процессов, искажающих истинное значение величины абсорбции, а именно адсорбцию на твердом носителе, адсорбцию на поверхности раздела фаз твердое тело — жидкость и повышение сопротивления массопереносу в пленке жидкости.

Способ осуществляют следующим образом.

Испытуемый поглогитель (каменноугольное масло, соляровое масло, сольвент и др.) наносят на твердый носитель — динохром Н в количестве 35 — 40% по массе. Полученной фазой з полняют хроматографическую колонку, которую помещают в термостат хроматографа. Затем в поток аза-носителя вводят а6сорбируемый компонент и по полученным параметрам хроматографического опыта рассчитывают абсорбционную способность ноглотителя.

В табл. 1 приведены экспериментальные данные по определению величины коэффициента ,активности при абсорбции поглотителем (ка1 менноугольное поглотительное масло) различных компонентов.

Таблица 1

711468

При увеличении количества жидкой неподвижной фазы выше оптимального значения ) (40%), также имеет место изменение значения в силу повышения сопротивления массопереносу, ято сопровождается размыванием хроматографических полос и приводит к получению искаженных результатов.

Пример. Определение абсорбционной способности каменноугольного поглотительного масла (плотность авэо — — 1,05 г/см, отгон 270 С 95 o).

2,86 г масла наносят на 7,05 г твердого носителя динохрома — Н, что составляет 38 вес.% твердого носцтеля.

Приготовленной фазой заполняют хроматографическую колонку длиной 1 м и диаметром

3 мм, которую помещают в термостат с темпераэурой 40 С. Затем в поток газа-носителя гелия, имеющего скорость 60 мл/мин, вводят

0,2 мл абсорбируемого компонента бенэола.

Хроматографический опыт проводят в следующих условиях: время удерживания абсорбирующего бензола (тк)16,46 мин; время удерживания несорбирующего газа (t„0,208 мин; вес жидкой неподвижной фазы — каменно. угольного поглотительного масла (g) 2,86 г;

Таблиц 2

Компоненты сырого бензола ого масла тгон вь!ше

300 С

415 462

568 642

1263 1392

194 208

387

5"./

1014

183

594

188

Бензол

Тиофен

Тол уол

Циклогексан которой приведены показатели абсорбционной способности наиболее распространенных в практике коксохимического проиэводс1ва поглоти4S телей (каменноугольного и солярового масел) по отношению к типичньIM представителям ароматического и парафинового ряда соединений — бензолу и н-октану соответственно.

Таблица 3

600

Бензол

210 ! 050

820 н-октан

Из табл. 2 випно, что наилучшей абсор!эциоиной способностью обладают те фракции каменноугольного масла, температура кипения когорых выше, что находится в соответствии с законами фазового равновесия.

Селективность поглотителей к различным веществам подтверждается данными табл. 3, в

Абсорбируемый Температура компонент абсорбции С

6 вес твердого носигеля дннохрома 7,(Ь г; поправка на сжимасмость газа при прохождении через хроматографическую колонку (J)

0,873; атмосферное давление (P„„, 1 748.2 мм рт. сэ; давление на входе в колонку (Рвх)

975 мм рт с объемная скорость газа-носителя в колонке при 40 С (Fîá) 6289 м-"/м"н.

Величина абсорбнионной способности каменноугольного поглотительного масла по отношению к бенэолу Равна: (Ск-tà.) ЕОБ

А(<6, + Ь -ñÕ2ÎÅ).0,873. 62,89

= Б6 Мл 1.

Таким же путем определяют абсорбционную способность (A;) различных поглотителей по отношению к бенэолу.

Наибольшей абсорбционной способностью к бенэолу обладают тетралин, а метилнафталин и каменноугольное масло.

В табл. 2 приведены показатели определения абсорбционной способности каменноуг0JIb. ного поглотительного масла и I.ro фракции к различным компонентам, содержащимся в сы-, ром бенэоле.

711468

Составитель А. Жаворонкова

Техред М.Пегко Корректор М. Пожо

Редактор 3. Шубенко

Заказ 8611/22

Тираж 1019 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб,, д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Сопоставительная оценка абсорбционных свойств этих поглотителей при различных температурах показывает, что каменноугольное масло является, для бензола лучшим поглотителем, так как оно имеет более высокую абсорбционную способность к бензолу и более низкую к н-октаиу в сравнении с соляровым маслом.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет оценить абсорбционную способность пог- 1о лотителя к индивидуальным абсорбируемым компонентам.

Предлагаемый способ дает возможность определить селективность поглотителя по отношению к различным классам соединений и выбирать тот поглотитель, который обладает наибольшей селективностыо к аромати еским углеводородам и наименьшей — к углеводородам парафинового ряда, присутствующим в газе одновременно.

Это имеет практическое значение при выборе поглотителя, в частности, для уЛавливания бензольных углеводородов иэ коксового газа в присутствии парафиновых углеводородов, так как последние, концентрируясь в сыром

25 бензоле, являются крайне нежелательными примесями при дальнейшей его переработке.

Лучшим поглотителем, сочетающим высокую селективность по отношению к ароматическим

8 углеводородам и относительно низкую к пара1финовым углеводородам, является каменноутольное масло.

Формула изобретения

Способ определения абсорбционной способности поглотителей по отношению к углеводородам с применением хроматографии, где в качестве твердого носителя применяют дино хром, а в качестве жидкой неподвижной фазы используют испытуемый поглотитель, через который пропускают абсорбируемые компоненты, по отношению. к которым определяют абсорбционную способность, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения этого показателя и возможности оценки селективности поглотителей по отношению к различным компонентам, содержащимся в газе, жидкую неподвижную фазу берут в количестве

35 — 40% по массе к твердому носителю.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. "Кокс и химия", Р 9, 1977, с. 41 — 45.

2. Гольберт К. А. Курс газовой хроматографии. М., "Химия", 1974, с. 78-112, 3. "Кокс и химия", Р 8, 1968, с. 35 — 39 (прототип) .