Способ обработки натрийсодержащих синтетических цеолитов

 

Изобретение относится к способам обработки натрийсодержащих синтетических цеолитов и позволяет повысить адсорбционные свойства цеолитовпо газам, молекулы которых имеют квадрупольный момент. Цеолиты NaX или NaA подвергают термообработке при 300-450 С в газовой среде (воздух, азот, гелий, аргон и т.д.) при концентрации паров воды менее 200 мг/м и содержании диоксида углерода в среде 0,15-10 об.%. Обработку ведут при 350°С и вьше в течение 0,5-1 ч или при 300°С 10-15 ч. 4 табл. со о ел ел

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) А1 лрл

;1

У !

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3989537/31-26 (22) 13. 12. 85 (46) 23.04.87. Бюл. Р 15 (71) Московский химико-технологический институт им. Д.И.Менделеева (72) M Б.Алехина, 10.К.Андреев, J0.А.Серегин, А.И.Сидоров, Е,M,Øìåëåâà, J0.И.Шумяцкий и Б.M.Ýñòðèí (53) 66!.183(088.8) (56) Кельцев Н.В. Основы адсорбционной техники.-M. Химия, 1984, с. 592. (54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ НАТРИЙСОДЕРЖАЩИХ СИНТЕТИЧЕСКИХ ЦЕОЛИТОВ (51) 4 C-01 В 33/286 В 01 3 20/18 (57) Изобретение относится к способам обработки натрийсодержащих синтетических цеолитов и позволяет повысить адсорбционные свойства цеолитов по газам, молекулы которых имеют квадрупольный момент. Цеолиты NaX или

NaA подвергают термообработке при

300-450 С в газовой среде (воздух, азот, гелий, аргон и т.д.) при кон— центрации паров воды менее 200 MI /м и содержании диоксида углерода в среде 0,15-10 об.%. Обработку ведут при

350 С и вьппе в течение 0,5-1 ч или о при 300 С 10 — 15 ч. 4 табл.

1305125

Изобретение относится к адсорбционной технике, конкретно к технике подготовки цеолитов, используемых для очистки газовых потоков путем адсорбционного извлечения из них ве- 5

Йеств, молекулы которых обладают квадруполным моментом (например, диоксид углерода, монооксид углерода, азот) .

Целью изобретения является улучше- 11 ние адсорбционных свойств по газам, молекулы которых имеют квадрупольный момент.

Пример l. Гранулиров анный цеолит без связующего типа NaA в количестве 100 мл помещают в кварцевую

Ф о трубку, нагревают до 350 С и выдерживают в токе сухого воздуха, в который вводят диоксид углерода в течение

5 ч. В каждом опыте берут свежую на- веску цеолита и выдерживают ее в среде с концентрацией диоксида углерода, постоянной в данном опыте, но варьируемой от опыта к опыту.

Обработанную, укаэанным образом навеску цеолита охлаждают и по обычной методике определяют равновесную активность обработанного образца.

Условия определения активности в этом и в следующих примерах постояно ны и соответствуют 25 С, давление СО

4 мм рт. ст.

Данные по изменению активности в зависимости от содержания диоксида углерода в воздухе, используемом при 35 термогазовой обработке, представлены в табл.1.

Данные табл. 1 свидетельствуют о том, что термогазовая обработка натрийсодержащего цеолита в условиях, 40 соответствующих предлагаемому способу, приводит к повышению активности адсорбента по диоксиду углерода — веществу, обладающему квадрупольным момен-, том. Представленные данные определяют 4> общий интервал концентрации диоксида углерода в газовой среде в период термогазовой обработки 0,15-10,0 об.X.

Пример 2. При содержании диок-gg сида углерода 0,5 об.7. и прочих усло- виях, укаэанных в примере 1, обрабатывают 13 образцов неолитов типа NaA, относящихся к разным партиям цеолита

NaA без связующего. В условиях, укаэанных в примере 1, определяют равновесную активность цеолита каждой партии до и после термогазовой обработки.

Результать1 опытов представлены в табл. 2.

Из данных табл. 2 следует, что тер могазовая обработка, проведенная по предложенному способу, IIoBbTHIBpT активность всех партий цеолитов пример. но до постоянного уровня, характерного для лучшей партии цеолитов этого типа (8,3 г/100 г).

Образец цеолита 13 подвергают дополнительным испытаниям во многоцикловых опытах по очистке воздуха от диоксида углерода. Результаты этих испытаний: активность исходного образца, не прошедшего термогазовую обработку, после 60 циклов снижается с 6,00 до 4,7 г/100 г, активность этого же образца, прошедшего предварительную термогазовую обработку, после 60 циклов снижается с 8,28 до

6,60 г/100 r. Данные этого опыта свидетельствуют о том, что термогазовая обработка, выполненная по предлагаемому способу повышает стабильность я натрийсодержащего цеолита в условиях многоцикловой работы.

В условиях примера 2 термогазовой обработке подвергают три образца цеолита NaA со связующим. После это" го определяют их равновесную активность по диоксиду углерода.

Результаты опытов представлены в табл.3.

Таким образом, предлагаемый способ может быть применен для обработки цеолитов типа NaA, полученных разными технологическими путями.

Пример 3. В условиях примера 2 проводят термогазовую обработку двух образцов цеолита NaX разных заводов-изготовителей. В условиях примера 1 измеряют равновесную активность образцов по диоксиду углерода до и после обработки. По известным методикам измеряют также равновесные активности цеолита 1 до и после обработки по другим веществам — воде, сероводороду, кислороду, аргону, азоту, монооксиду углерода.

В ходе определений термогазовая обработка, осуществляемая по предлагаемому способу, не приводит к изменению равновесной активности цеолита по полярным (вода, сероводород) и аполярным (кислород, аргон) веществам, но увеличивает активность цеолитов по всем веществам, молекулы которых

0,03 (воз- 6,00 дух) 6- 7

6,60

8 — 10

6,30

6,40

О, 15

7,20

5,80

0,20

8,20

100

5,60

0,6

7,60

2,0

Таблица 2

Образец до обработки после обработки

4,15

8,07

6,50

8,10

4,40

8,68

3 13051 имеют квадрупольный момент (СО, СО, азот).

Активность цеолитов по этим веществам до и после обработки указана в табл.4 (активность по монооксиду углерода и по азоту измеряют при ато мосферном давлении и 25 С).

Данные табл.4 свидетельствуют о применимости термогазовой обработки, осуществляемой в соответствии с пред- 10 лагаемым способом для улучшения адсорбционных свойств натрийсодержащих цеолитов различных структурных типов по ряду веществ, если молекулы их обладают квадрупольным моментом. Обра- 15 ботка кальций- и калийсодержащих цеолитов не дает положительных резуль татов.

В ходе дополнительных испытаний установлено, что продолжительность 20 термогазовой обработки, осуществляемой в соответствии с предлагаемым

0 ,"способом, при 350 С и выше должна сос тавлять не менее 0,5-1 ч, при 300 С .

10-15 ч. Обработка одинаково эффектив25 на, если в качестве основы дпя газовой среды используют воздух, азот, гелий, аргон. Эффект достигается только в тех случаях, когда содержание паров воды в газовой среде не превы- 30 шает 200 мг/м . Количественные реЭ эультаты дополнительных опытов совпаСодержание Активность, C0, об.% г/100 r дают с данными, приведенными в примерах.

Таким образом, осуществление термогаэовой обработки обеспечивает улучшение адсорбционных свойств натрийсодержащих образцов цеолитов по веществам, молекулы которых имеют квадрупольный момент, что закладывает реальные предпосылки для создания надежно функционирующей адсорбционной аппаратуры для таких промышленно важных процессов, как получение защитных газов, очистка воздуха от диоксида углерода при ннзкотемпературном разделении, некриогенное разделение воздуха, очистка синтез-газа в производстве аммиака и др.

Формула и э о б р е т е н и я

Способ обработки натрийсодержащих . синтетических цеолитов, включающии о их термообработку при 300-450 С в газовой среде при содержании паров воды не более 200 мг/м, о т л и—

Л чающий ся тем, что, сцелью улучшения адсорбционных свойств по газам, молекулы которых имеют квадрупольный момент, термообработку ведут в присутствии диоксида углерода в среде в количестве 0,15-10 об.%.

Таблица 1

Содержание Активность, C0, об.% г/100 r

1305125

Продолжение табл 2 до обработки после обработки

9,47

7,75

8,47.

7,11

8,94

7,50

8,40

6,60

6,95

7,60

7,45

6,15

6,30

8,71

7,53

6,75

9,50

8,30

8,28

6,00

Таблица 3

Равновесная активность по СО, г/100 г

Образец до обработки после обработки

7,61

6,65

6,54

5,66

6,50

6,00

Т а б л и ц а 4

Обра- Активность по СО, зец г/100 r до обра- после обботки работки до обра- после до обра- после ботки обра ботки ботки

12,9

14,2 9,1

10,8

5,82

3,31

6,60

7,14

BHHNIH Заказ 1379/19 Тираж 456 Подписное

Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, . ул. Проектная, 4

Образец

Активность по э азоту, нсм /r тивность по СО, нсм /г з