Способ получения адсорбента
Иллюстрации
Реферат
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
Союз Советских
Социалистических
Республик
К ПАТЕНТУ (61) Дополнительный к патенту (22) Заявлено 22. 09 ° 78 (21) 2665602/23-2 (51ВМ (23) Приоритет — (32) 22. 09. 77 (31) (33) Япония
С 01 В 31/16
В 01 0 53/02
Государственный комитет
СССР
Il0 делам изобретений и открытий (53) MK 661. 183. 12 (088. 8) Опубликовано 0704,81,Бюллетень ¹ 13
Дата опубликования описания 07. 04. 81 (72) Авторы Иностранцы изобретения Ясуси Нисимура, Ясуо Уехара, Тамю Хага (Япония) Иностранная фирма
"Куреха Кагаку, Когио Кабусики Кайся" (Япония) (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АДСОРБЕНТА
Иэобретение относится к способу получения адсорбента, в частности, на основе активированного угля и может быть использовано в области очистки воздуха от примесей, преимущественно от этилена.
Этилен в больших количествах используется в качестве промышленного сырья. Так, например, оН используется в качестве исходного вещества для производства таких различных химических продуктов . как полиэтилен, этилен-пропиленовый каучук, хлористый винил, стирол, хлористый этилен и ацетальдегид. Кроме этого, этилен 15 превращают в окись этилена и последнюю используют в качестве сырья для синтеза различных продуктов. Этилен также используется в качестве агента, способствующего созреванию фрук- 20 тов. Хотя этилен обладает небольшой токсичностью, его выделение в окружающую атмосферу является нежелательным, поскольку этилен понйжает концентрацию кислорода s воздухе Н, следо вательно, вызывает гипоксию и помимо этого этилен сам по себе обладает анестезирующей активностью. Кроме этого, этилен известен также, как
:бдин из гормонов, способствующих со- 3О зреванию растений и используется для ускорения созревания фруктов. В этом случае возникает цепная реакция, заключакщаяся в том, что фрукты в ходе созревания выделяют этилен и этот этилен промотирует созревание фруктов. Если эффективно удалять этилен, выделяемый таким образом фрук; тами, становится возможным контролировать самосозревание фруктов и, следовательно, удлинять период хранения фруктов.
Лктивированный уголь является эффективным в некоторой степени при удалении атмосферного этилена, однако адсорбционная способность его черезвычайно низка в отношении углеводородов с низким числом атомов углерода, таких как этилен.
Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому результату является способ получения адсорбента, включающий модифицирование активированного угля водными растворами солей железа, кобальта, меди, цинка, хрома и т.п. с последующими термообработкой полученного продукта при
300-1200 С и сушкой в атмосфере инертного газа +1) .
820655
Полученный адсорбент используют в качестве десульфурирующего агента, однако адсорбционную способ-ность в отношении этилена он не проявляет.
Целью изобретения является прицание материалу адсорбционной спо5 собности по отношению к этилену.
Поставленная цель достигается описываемым способом получения адсорбента, включающим контактирование активированного угля с раствором соли металла, выбранным из группы, содержащей медь, железо, кобальт и никель в количестве 0,1-10Ъ к весу угля, в присутствии азотной кислоты с концентрацией 0,1-0,5 н. и термо- 15 обработку полученного продукта при
150-900 С. Отличием способа является то, что контактирование угля с раствором соли металла ведут в присутствии азотной кислоты, а термообработ- 7й ку осуществляют при 150-900 С. о
Другим отличием является использование азотной кислоты с концентрацией 0,1-0,5 н.
Кроме того, отличием способа является то, что металл берут в количестве 0,1-10% к,весу угля.
Способ осуществляют следующим образом.
Активированный уголь обрабатывают раствором по крайней мере одного металла, выбранного из группы, состоящей из меди, железа, кобальта и никеля или одного из соединений этих. металлов в условиях подкисления азотной кислотой, поддержанием содержания металла в активированном углероде в количестве 0,0120 вес.Ъ и последующим нагреванием полученного в результате металлсодержащего активированного угле- 40 рода в инертной атмосфере при 150900 С.
Получаемый согласно описанному способу адсорбент, наряду со способностью удалять этилен, способен 45 удалять другие газообразные компоненты. что касается типа используемого в изобретении активярованного угля, то следует отметить, что предпочтительны сферы из активированного угля, обладающие большой прочностью, полученные из пека.
Кроме этого, можно применять формованный, дробленый или порошкообраэный уголь, получаемый из кокосовой 55 шелухи и других древесных материалоь и угля.
Используемыми металлами являются медь, железо, кобальт и никель.
Они могут использоваться либо сами д по себе, либо в комбинации из одного или более металлов. Количество металла, входящего в активированный уголь, лежит в интервале 0,01-20 вес.В„ предпочтительно 0,1-10 вес.В,в расчете на вес активированного углерода.
Если количество металла ниже указанного интервала, то не удаетая достичь удовлетворительного эффекта в результате добавления металла.
Если количество металла выше указанного интервала, то ожидаемый эффект не повышается пропорционально добавляемому количеству и, следовательно, эффективность введенного металла ухудшается и адсорбционная способность активированного угля относительно других газообразных компонентов ухудшается соответствующим образом.
Введение металла в активированный уголь лучше всего производить путем адсорбции активированным углеродом водного раствора соли металла. Для этой цели активированный углерод может быть диспер.ирован в большом объеме водного раствора соли металла и после завершения адсорбции соли металла, активированный уголь выделяют из раствора фильтрацией. В целях удобства и простоты,активированный уголь и водный раствор соли металла можно смешивать в нужных количествах таким образом, что практически весь водный раствор будет адсорбироваться активированным углем.
Как указано выше, введение металла в активированный уголь осуществляется при подкислении азотной кислотой. Не удается оказать поло>кительного влияния на адсорбционную способность ни при использовании нейтральной или щелочной соли, ни в результате использования соли любой органической кислоты, такой как ацетат.
Для подкисления используют азотную кислоту с концентрацией от 0,1 до менее 5 н. Использование азотной кислоты с концентрацией, превышающей
5 н., является нежелательным, поскольку азотная кислота разлагается активированным углем. Обычно допусти- . мые концентрации азотной кислоты, используемой для подкисления, лежат в интервале 0,5-2 н.
Далее активированный уголь, в который введен металл, сушат и нагревают в инертной атмосфере. Могут использоваться гелий, аргон, азот и т.п. в широком температурном интервале. При температурах, не превышающих 700 С, для такой цели можно использовать пар или водород. Температура, при которой проводят sargeвание, лежит в интервале 150-900 С
О
I предпочтительно 200-700 С. Нагревание, проводимое при температуре ниже 150 С, не дает нужный продукт. о
Если нагревание проводят при температуре выше 900 С, эффект теряется из-за спекания металла на угле«, роде. Продолжительность такого на820655 гревания обычно составляет от 0,1 ч до нескольких часов.
Пример., 100. мл водного раствора солей металлов,подкисленного или неподкисленного азотной кислотой (до 0,5 н.), и 100 г гранулированного активированного угля различного типа (углеродные сферы, полученные из смолы, дробленый уголь из кокосовой шелухи) тщательно смешивают друг с другом до полной адсорбции акого раствора активированным углеродом. Затем пропитанный солью активный уголь сушат при температуре 110-120 С,нагревают в кварцевой трубке в токе азота или пара при изменяющейся температуре в течение одного часа с помощью трубчатой электрической печи, затем охлаждают до комнатной температуры и выгружают из трубки для использования в качестве испытуемого образца.Б тех случаях, когда для нагревания активированного угля применяют пар, проводят нагревание до 200 С в токе азота.
Затем испытуемый образец полученного таким образом адсорбента (5г) помещают в стеклянный резервуар с внутренним объемом 1,1 л и после подачи в резервуар газооб разного этилена определяют измене- ,ние концентрации газообразного эти5 лена в резеРвуаре во времени с помощью газового хроматографа,снабженного пламенно-ионизационным детектором.. Условия получения каждого иэ испытуемых образцов и реэульта о ты удаления газообразного этилена представлены в таблице. Скорость удаления газообразного этилена представлена следующей формулой: скорость удаления газообразного этиле- на (В) = (концентрация этилена в обработанном газе / концентрация этилена в исходном газе) 100.
Таким образом, как следует из представленных данных,"удаление
20 газообразного этилена в резервуаре практически достигает равновесия через 10 мин контакта. Все адсорбенты, полученные по предложенному способу, обеспечивают полное удаление газообразного этилена.
820655 х
Ю С Ъ о
1Ч ф а
Э Ф
& I!l о Ф оа
4 нэх
<хх
Э н
0 0
1%! В 0 1
< <
O о
1 п ф х ахх
Q ф
Д %%! Я
XQe
Ф а !
% 4
%!! н
Ф
1О а
0 о о о о о о
О О О О О
%л %о сч %л л
О
О
%л о о о о о о о о
%О с%! %с% %О
О О .О О
О О О О
° %л л л5
1 о
«%
I х Ф
М М сс и !%
0 Е х! I 0
l!Ie Е Н о!х ахи
Э k(1% X Э о Ф х э
ОЭИ ж+ Z
НЮ Н 1!
ХФ Х Э Хо х Е х Я ж м н ф ф !
%х ах 1
Ф Ц !% Ц с ФХЭ I I
4Е жй!
% х ж х!
%II Ф е ж
Д в
0 1 оа мох л
1: 0
ЙОЭ 4
ОХа
Х4Ю
ХОЦ ххо !!! Pi
0ХФ !
% !% Ц
OIC4!
Х Ф >ю
Е
0 н
0 юо
;Ф хg
%%! 16
Ц х и
Э lll !
% х
Л 0 !
% х
v о х о о о о о о о о о О о о о о о о о о о о о о о о о о о о
%-1 %-% %-1 %Ч %-% %-4 %-1 тЧ %.Ч Ч . Н Н
О О О О О СО О О О C) о о о о о о о о о в о о о О о о о о
%Ч % Ч %-% ч н
О %О %Л СО CO %Л %П О О С0 о о о о
О . В Ch СП Ch СП В О О Ch о о о о
% % %-% %-% %-% %-% %-%
О В О О О %Л CO Е Ю %О Л- !.- CO
Ch CO О% Ch Ch Ch Ch Ch О% О\ Ch Ch Ю о %л о %% о %ч сч о % о о л r t r л r со со Л CO CO I l
Ф н и ! ! а 0 а
0 6 Р) Э я 0 ! ! И
Е»
Ф Э
K 1 I I 1 1 1
0 а а с s В В
X 0 1 I 1 I 1 1 и
820655
СО о со
СО о о о о о о
ОЪ 0Ъ
М
ljj ljj х н
vo
: к н vv
Фс!Хх ж х > х
Ф с! н хо е н к о о в mх о ! г Х ч н
Ф ж
Ю
aj
С!
О С!
vs м с! а
ljj
И о ч к о
O> g g r. о5 с
С! Е хо ф l1) к с!
С1 н
С! ОхйI х х ф С! с
5хО цон
>хх
A glD
veo о ао
O1 jjj !
С С!
OmX о j а, а а о
CO 00 СО СО И!
С! Ю !С! О
Ф СО С0 СО о а сс! . л ю а о
Ф . W W CO CO СО Ф а а С С СО !
О Lll 1О Ю Ю С1
Ф н щ ! о С C
С! ю4 ч
Щ ! Ю х в в О ! tA
jf
С! С!
j4 Р3 н нх нй н
С! (6 К, С! О Ю Ю нх не ае а!с н н !Р5 ех на нх ж ж 2х 26 хо ж
820655
Формула изобретения
Составитель В. Виноградова
Редактор Л. Курасова Техред М.федорнак Корректор С. Некмар, Заказ 1429/38 Тираж 505 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4
1 ° Способ получения адсорбента, включающлй контактирование активированного угля с раствором соли металла, выбранным иэ группы, садерI жащей медь, железо, кобальт и никель, с последующими сумкой и термообработкой полученного продукта, отличающийся тем, что, с целью придания материалу адсорбционных свойств по отношению к этилену, контактирование с раствором соли металла ведут в присутствии
1 азотной кислоты, а термообработку осуществляют прй 150-900 С.
2. Способ по п.1, о т л и ч аю щ н и с я тем, что используют азотную кислоту с концентрацией
5 0 1-0,5
3. Способ по п.1, о т л и ч аю шийся тем, что металл берут в количестве 0,1-10% к весу угля.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Патент Франции Р 2117397, кл. В 01 О 53/00, 21.07.72 (прототип)..