Способ получения осушающего элемента

 

Через слой цеолита пропускают равный обьему слоя о&ьем тетраэтоксисилана и раствор , содержащий на ЮОмас.ч. 7--20%-ного раствора термостойкого полимера, 0,35-4,0 мае.ч тетраэтоксисилана и 0.03-0,4 мае.ч, дибутилдилаурината олова, или диэтилкаприлата олова, или октоата олова, после чего выдерживают 30-60 мин при 20-25°С. а затем продувают воздухом и выдерживают 14-24ч при . 2 табл

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si).-. В 01 J 20/18

f ОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (! ОСПА ГЕH T СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4933930/26 (22) 05.05.91 (46) 07.07.93. Бюл. N 25 (71) Ленинградский технологический институт им.Ленсовета (72) В.В.Самонин, М.И.Нилова. Н.Ф,Федоров, Г.И.Ивахнюк, М.И.Матяш, Л.Г.Абакумов и Н.В.Тяпухина (56) Патент C(UA N- 4665050, кл. 502--402, 1987.

Патент СШЯ N 4447565 кл. 523 — 219, 1984.

Изобретение относится к сорбционной технике, в частности к способам получения осушающих элементов (СЭ). и может быть использовано при получении элементов на основе цеолита для осушки газовых сред.

Целью изобретения является повышение осушающей способности.

Поставленная цель достигается тем, что обрабатывают цеолит путем пропускания через его слой равный объем тетразтоксисилана, на 100 мас.ч. 7-20%-rо раствора термостойкого полимера вводят 0,35 — 4,0 мас.ч. тетраэтоксисилана. 0,03-0,4 мас.ч,дибутилдилаурината, диэтилкаприлата или октоата олова и выдерживают 30-60 мин при 20—

25 С, продувают воздухом со скоростью

0,5 — 3 ч/мин в течение 5 — 25 мин, после продувки воздухом ОЭ выдерживают 14 — 24 ч при 20-25 "С и термообрабатывают при 340—

400 С в течение 20 60 мин.

Сущность изобретения заключается в том, что введение огвердителя из группы (тетраэтоксисилан.теграацегоксисилан,метилтриацетоксисилан1 и катализатора из

» Ы2 1825652 А1 (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОСУШАЮЩЕГО

ЭЛЕМЕНТА (57) Через слой цеолита пропускают равный обьему слоя объем тетраэтоксисилана и раствор, содержащий на 100 мас.ч. 7-20%-ного раствора термостойкого полимера. 0,35 — 4.0 мас.ч. тетраэтоксисилана и 0,03 — 0,4 мас,ч. дибутилдилаурината олова, или диэтилкаприлата олова, или октоата олова, после чего выдерживают 30-60 мин при 20 — 25 С. в затем продувают воздухом и выдерживают

14-24 ч при 20-25 С, 2 табл. группы (октоат олова, дибутилдилауринат олова, диэтилкаприлат олова) в раствор термостойкого полимера из группы (полидиметилметилвинилсилоксан, полиметилсилсесквиоксан) приводит к частичной сшивке макромолекул полимера, наращиванию молекулярной массы. Выдержка раствора полимера с отвердителем и катализатором холодного отверждения до контакта с цеолитом позволяет избежать блокирования его пористой структуры и в то же время избавляет от необходимости консервировать пористую структуру цеолита (пропиткой водой, толуолом или другим консервантом), также от необходимости нагрева раствора полимера, что связано с испарением растворителя в окружающую среду. Кроме того. при последующей выдержке композиции после пролива через слой цеолита на поверхности его гранул образуется объемно-структурированная пористая пленка. Созревание пленки в процессе продувки закрепленной шихты приводит к формированию мембранаподобной структуры, обладающей опре1825652 деленными размерами пор, что, по-видимому, обеспечивает большую глубину осушки воздушных сред, Выдержка закрепленной шихты после продувки и формирования пленки в течение последующих 14--24 ч позволяет зафиксировать полученную структуру и обеспечивает термостабильность ОЭ в цикловой работе.

Прочность и стойкость к вибрации закрепленная шихта приобретает, по-видимому, в результате первичной адсорбции на поверхности частиц цеолита низкомолекулярного отвердителя — тетраэтоксисилана с последующим присоединением по этоксигруппам макромолекул кремнийорганического полимера по традиционному механизму сшивки в присутствии оловоорганических соединений.

Этот процесс может сопровождаться адсорбцией сегментов макромолекул полимера на свободных участках поверхности цеолита, еще более упрочняющей закрепленную шихту. Эластичность образованных в результате такого механизма связей придает ОЭ повышенную стойкость к вибрации, Пример 1. 115 см цеолита NaAMKT (ТУ 38.102 187-88) засыпают в корпус осушителя, утряхивают, проливают равный объем тетраэтоксисилана, В стакан наливают

115 см (100 г) 10 -го раствора полидимез тилвиниnñèëоксана в толуоле, добавляют

25 капель по 0,014 г (т.е. 0,35 г) тетраэтоксисилана и 0,03 дибутилдилаурината олова и выдерживают 50 мин при 20 — 25 С. Затем раствор полимера проливают через слой цеолита, продувают воздухом в течение 20 минут и выдерживают при температуре

20 — 25 С в течение 14 ч. Перед проведением динамических испытаний осушающий элемент термообрабатывают 20 мин при

340 С, а затем регенерируют стандартным методом. например в потоке сухого воздуха влажностью, соответствующей точке росы

-55"С в течение 150 мин 340 С, В табл. 1 представлены условия получения образцов, полученных аналогично примеру 1, а в табл,2 — результаты их динамических испытаний в цикловой работе. Все образцы получены при соблюдении следующих условий: продувка воздухом при скорости 0,5 — 3 л/мин в течение 5 — 25 мин при 20-25 С; термообработка при 340400 С в течение 20 — 60 мин с последующей регенерацией одним из известных способов (вакуумирование, продувка и т.п.), Как видно из данных, приведенных s таблице. образцы ОЭ, полученные в пределах заявляемых составов и технологических параметров обладают высокими динамиче5

55 скими характеристиками — емкостью по воде (ал,> = 0,14-0.18 гlг), глубиной осушки (-64-66 С), прочностью к вибрации, которые хорошо сохраняются в условиях цикловой работы ОЭ (до 10 циклов регенерации-адсорбции).

Введение раствора термостойкого полимера концентрации менее 7 мас. $ (np.6) не позволяет получить закрепленную шихту цеолита достаточной прочности. Введение раствора тврмостойкого полимера концентрацией более 20 мас.g (пр.7) не приводит к достижению высоких динамических характеристик. Введение менее 0.35 мас.ч. отвердителя приводит к достижению прочности

ОЭ (пр.8), а более 4 мас.ч, отвердителя — к снижению термостабильности(пр.9). Введение менее 0,03 мас,ч. катализатора (np.10) приводит к недостаточному закреплению слоя и потере прочности, а более 0,4 мас.ч. катализатора — к сильному эагущению раствора полимера, сложности пролива (np.11).

Выдержка полимерной композиции в течение менее 30 мин (при.12) приводит к снижению емкости ОЭ, а в течение более

60 мин — к загущению полимерной композиции (пр.13). Выдержка закрепленной шихты цеолита менее 14 ч приводит к снижению термостабильности ОЭ (пр.14), а более 24 ч не улучшает свойств ОЭ относительно заявляемых пределов.

Применение заявляемого способа получения ОЭ позволяет при сохранении динамических характеристик повысить стойкость к термической регенерации при цикловой работе в 25 раэ, упростить способ получения ОЭ путем сокращения числа операций процесса получения ОЭ, а также устранения нагрева реагентов. При этом энергоемкость процесса снизится в 1.4 раза.

Формула изобретения

Способ получения осушающего элемента, включающий взаимодействие цеолита с термостойким полимером, закрепление слоя и термообработку, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения осушающей способности, в качестве полимера используют полидиметилметилвинилсилоксан или полиметилсилсесквиоксан, взаимодействие ведут в присутствии тетраэтоксисилана и катализатора, выбранного из группы: дибутилдилауринат, или диэтилкаприлат, или октоат олова, причем перед взаимодействием через слой цеолита пропускают равный обьем раствора тетраэтоксисилана, а взаимодействие ведут путем пропускания раствора сос гава 100 мас.ч. 720 ф,-ного расгвора полимера 0.35-4.0 мас.ч, тетраэтоксигиланя и 0.03-0,4 мас ч.

1825652 ростью 0,5-3 л/мин в течение 5-25 мин с последующим выдерживанием а течение

14-24 ч при нормальных условиях, я термообработку ведут при 340-400 С в течение

5 20 — 60 мин.

Таблица 1

Цеолит

У

n/ï

Раствор полимера, конц,, 100 мас,ч, Отвердитель, мас.ч.

1!аталиэатор, мас.и.

Выйервка о-ра с отв р н кат,, Выдерыьа

ОЭ после нас.:; пролила, миг!

1 хахом

0,35 Лнбутилди- 0,03 50 лауринат олова

СКТ8 в тогу- 10

Тетр<тэтоксисилан оле

2 I!It XtiKT

3 ХаДМС

0,05 60

0,3 35

Лестосил в толуоле

4 ИаХМС

16 н

О 2 45

Октоат олова г!

5 ива мкт

13

23

21

13

С.г

Г

21

21

21!

26

0,4 45

10 ш - примеры вне заявляемых интервалов.

U — примеры 2,3,6,7,10,11,14,15 проведены при продувке воздухом со скоростью» л/мин в течение 15 мин, Тго. » 380 С в течение 40 нин;

- примеры 4,5,8,9,12,13,16, 17 проведены при продувке воздухом со скоростью 3 л/нин в течение 25 мин, Тто 400оС в течение 60 мин.

Таблица 2

Свойства ОЭ в цикг!ово!! рагюте (адсорбция-регенерация) После 10-ти циклов

Ф После 2-х циклов

:;После 50 циклов

Про !иост а!4»г, г/г, Глубин росы осушки

-55"С

»»

Проч иост ь а „„, г/г, Глубина до росы осушки

55"С

Прочность аткя, г/ до росы

-55 С

Глубина осушки

Уихта О, l3 закрепле- 0,18 лена„,при О, !5 вибрации О, 15 не рассыл.с,l4

14 !

8 !

О, г с, 3 О, 4 О, 5 О, 6 О, -60

-62

-66

-65

-64

Михта 0,14 закрепле- 0,18 на, при 0,16 вгГ рации 0,15 нг. рассыл.с, 13

-65

-65

=66

-66

-64

-66

-64

-66

-65

-63

0!икта закреплена

-66

Ря! !.ьrl.

-50

3 at rIeiI . О, 13

-52

Закреп.

Рассыл.

-63 рассыл.

Эакреп.

Г;! С г ЫП .

3»ьveri

3.t4v»lI .

-64

-64

О,!3

Рассыл.

-64

0,13

Звкреп.

За креп.

Рассыл.

Рассыл.

-56

-58

0,10!

3 Раствор вязкий, lrpr I! я ээьру,lllf tt

14 0,14

-64

-64

1г

3.1Ь РЕП . .П iг t ri.

Закреп. расс»я».

Рассыл.

15 О, ПроО тип

-63

0,12

-63

3,1ь р!4! .

0 12

Рассыл.

*Х

- Пр!н ность гпгедель !» » г» с let!0 пои 1) вибраци н равной 30 Гц в течение 3 4, катализатора через цеолит при обьемном соотношении цеолит; раствор 1:1 с последующим выдерживанием в течение 30 — 60 мин при нормальных условиях, ззкрепление слоя ведут путем продувки воздухом со ско711 -1 !8

9"

i0 -"11 !

2»

13

14

15»

0,12

8 0,13

0,13

10 0,14

I I 0,14

12 0,10

0,4 45

0 4 45

0,4 45

0,4 45

0,02 45

О 6 45

0,4 10

0,4 80

0,4 45