Способ получения сорбента органических соединений

Авторы патента:

Щёлков Фёдор Лазаревич (RU)

Акмаева Алия Адхамовна (RU)

Ахметзянов Шамиль Халикович (RU)

Мирясова Фарида Кабировна (RU)

Волков Юрий Геннадьевич (RU)

Садыков Альфред Файзрахманович (RU)

Мухутдинов Асгат Ахметович (RU)

Хамитов Равиль Анварович (RU)

Гибадуллин Камиль Габдулбарович (RU)

C01B31/10 - получение с использованием газообразных активаторов

Владельцы патента RU 2287484:

Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина (RU)

Изобретение относится к получению сорбентов органических соединений из углеродного остатка, образующегося в процессе пиролиза резиносодержащих отходов, в том числе изношенных автомобильных шин. После завершения процесса пиролиза непосредственно в пиролизную камеру подают вначале пар от стороннего источника по крайней мере в течение 10 мин, а затем в несколько ступеней с перерывами не менее 10 мин - охлаждающую воду из расчёта не более 0,12 л на 1 кг углеродного остатка. Поданный пар подвергает углеродный остаток предварительной активации, а порционная подача охлаждающей воды одновременно выполняет две функции: увеличение пористой структуры углеродного остатка и постепенное понижение температуры в пиролизной камере до 150-200°С. В течение каждого перерыва между ступенями осуществляется постепенная активация углеродистого остатка паром, образовавшимся на предыдущей ступени охлаждения. Суммарное количество охлаждающей воды на всех ступенях охлаждения, приходящееся на 1 кг углеродного остатка, не превышает 0,5 л. Обеспечено упрощение способа получения сорбента с высокой нефтесорбционной способностью. 1 табл.

Изобретение относится к способам получения сорбентов органических соединений из углеродного остатка, образующегося в процессе пиролиза резиносодержащих отходов, в том числе изношенных автомобильных шин.

Известен способ получения сорбента органических соединений из твердого углеродного остатка, образующегося в пиролизной камере от разложения сырья, который опускается по мере образования в нижнюю часть пиролизной камеры, путем охлаждения в среде инертных газов до безопасной температуры и дальнейшей обработки измельчением, гранулированием, карбонизацией и активацией.

Полученный таким образом активированный уголь применяют для очистки промстоков от нефтепродуктов (Б.Н.Оладов и др. Пиролиз резиносодержащих отходов и изношенных шин. - журнал НТИС "Промышленность СК...", 1985, №10, 13 с.).

Известен также способ получения сорбента органических соединений, образующихся в пиролизной камере от термического разложения шин путем охлаждения остатка в нижней части пиролизной камеры от температуры пиролиза 450-500 до 150-200°С подачей воды, его выгрузки и дальнейшей обработки грануляцией со связующими (в качестве связующего используется смесь фусов с пековым дистиллятом и смолой карбонизации), карбонизацией гранулированного продукта без доступа воздуха при температурах 300-800°С для удаления влаги и смолы карбонизации, активацией водяным паром и топочными газами (см. Соколов Э.М. и др. Переработка изношенных шин. - Тула ПЛР №060231 от 20.10.97. 100-105 с.).

Однако известные способы сложны и многостадийны, так как требуют после выгрузки из пиролизной камеры значительных дополнительных затрат на такую обработку углеродного остатка для получения эффективного адсорбента, как грануляция, карбонизация и активация.

Задачей настоящего изобретения является упрощение способа получения сорбента без изменения его качественных показателей путем исключения таких приемов обработки, как грануляция, карбонизация, активация на специальных установках.

Для достижения названного технического результата предлагается способ получения сорбента органических соединений из углеродного остатка, включающий, как и известный способ, охлаждение остатка от температуры пиролиза 450-500 до 150-200°С путем подачи воды в пиролизную камеру, его активацию водяным паром.

В отличие от известного в предлагаемом способе перед подачей охлаждающей воды углеродный остаток подвергают активации паром, подаваемым в пиролизную камеру от стороннего источника в течение по крайней мере 10 минут, а подачу охлаждающей воды осуществляют в несколько ступеней из расчета по крайней мере 0,12 л на 1,0 кг остатка, при этом перерывы между ступенями составляют не менее 10 минут, в течение которых осуществляется постепенная активация углеродного остатка паром, образовавшимся на предыдущих ступенях охлаждения, при этом суммарное количество охлаждающей воды на всех ступенях охлаждения, приходящееся на 1 кг углеродного остатка, не должно превышать 0,5 л.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом. После завершения процесса пиролиза, при котором одновременно с термодеструкцией полимерного слоя происходит карбонизация первичной структуры углеродного остатка, что ведет к образованию межчастичной пористости, в пиролизную камеру через устройство, позволяющее производить впрыск небольшими порциями и максимально охватывать поверхность углеродного остатка, подаются, вначале пар по крайней мере в течение 10 мин, а затем в несколько ступеней с перерывами не менее 10 мин охлаждающая вода из расчета не более 0,12 л на 1 кг углеродного остатка.

Поданный пар подвергает углеродный остаток предварительной активации, а порционная подача охлаждающей воды одновременно выполняет две функции: увеличение пористой структуры углеродного остатка и постепенное понижение температуры в пиролизной камере до 150-200°С.

Углеродный остаток, подвергнутый активации непосредственно в пиролизной камере предлагаемым способом, не требует дополнительной обработки, т.к. имеет развитую пористую структуру за счет выпаривания смолистых веществ, которые при резком охлаждении конденсируются на поверхности и в порах.

После выгрузки углеродный остаток подвергают фракционированию на виброситах от 0,5 до 3 мм.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет получать сорбенты с хорошими адсорбционными показателями непосредственно в пиролизной камере, не требующие таких дополнительных приемов обработки, как грануляция, карбонизация и активация на специальных установках.

Пример

После завершения процесса пиролиза в пиролизную камеру, содержащую 240 кг углеродного остатка, подавали пар от стороннего источника в течение 15 минут, затем через 10 минут подавали охлаждающую воду в количестве 24 л, через 10 минут повторяли подачу охлаждающей воды в количестве 24 л, а затем с интервалами 15 минут осуществляли подачу воды в 3 ступени по 22 л. Количество воды, поданной на всех ступенях охлаждения, приходящееся на 1 кг углеродного остатка составило 0,47 кг. Процесс прекратили, когда по показаниям приборов температура в пиролизной камере снизилась до 150°С. Затем открыли реактор, выгрузили углеродный остаток и подвергли его фракционированию.

Показатели испытания сорбента, полученного предлагаемым способом, при ликвидации аварийных разливов нефти на водной поверхности в ОАО "Татнефть" в сравнении с применяемым в настоящее время сорбентом "Сорбойл" представлены в таблице.

Таблица
Наименование показателя	"Сорбойл"	Сорбент, полученный предлагаемым способом
Нефтесорбционная способность, кг/кг сорбента	До 2	2,5
Скорость поглощения, кг/кг мин	Удовл.	Удовл.
Водопоглощение, кг/кг сорбента	0,2	Отсутст.
Гарантийный срок хранение, год	5	Не огранич.
Кратность применения сорбента, раз	1	5

Как видно из результатов, сорбент органических соединений, полученный предлагаемым способом, характеризуется отсутствием водопоглощения, вследствие чего срок его хранения не ограничен. По нефтесорбционной способности сорбенты практически равноценны. Сорбент после применения можно повторно регенерировать в пиролизной камере.

Экономический эффект обеспечивается применением для активации преимущественно пара, образующегося при охлаждении углеродного остатка в пиролизной камере, а также исключения из цикла таких приемов обработки, как грануляция, карбонизация, требующих дополнительных затрат, средств и времени.

Способ получения сорбента органических соединений из углеродного остатка, образующегося в процессе пиролиза резиносодержащих отходов, в том числе изношенных шин, включающий охлаждение углеродного остатка от температуры 450-500°С до 150-200°С путем подачи воды, его активацию водяным паром, отличающийся тем, что перед подачей охлаждающей воды углеродный остаток подвергают активации водяным паром, подаваемым от стороннего источника в течение по крайней мере 10 мин, а подачу охлаждающей воды осуществляют в несколько ступеней из расчета по крайней мере 0,12 л на 1,0 кг остатка, при этом перерывы между ступенями составляют не менее 10 мин, в течение которых осуществляется постепенная активация углеродного остатка паром, образовавшимся на предыдущих ступенях охлаждения, при этом суммарное количество охлаждающей воды на всех ступенях охлаждения, приходящееся на 1 кг углеродного остатка, не должно превышать 0,5 л.

Изобретение относится к технологии получения активного угля из древесного угля-сырца и может быть использовано в процессах очистки водных и органических сред: питьевой воды, сточных вод, ликеро-водочных изделий, в пищевой, фармацевтической, парфюмерной промышленности и т.д.

Способ непрерывной переработки углеродсодержащего сырья и устройство для его осуществления (варианты) // 2182885

Изобретение относится к производству активного угля и органических продуктов из углеродсодержащего сырья. .

Способ получения активированного угля // 2177907

Изобретение относится к производству активированного угля из древесного и может быть использовано в пищевой, химической промышленности и коммунальном хозяйстве. .

Способ получения активного угля // 2164217

Изобретение относится к адсорбционной технике и может быть использовано при получении активного угля для очистки воды от поверхностно-активных веществ неионногенного характера.

Способ получения активного угля // 2154603

Изобретение относится к лесохозяйственной отрасли и может быть использовано при извлечении драгоценных металлов, водоподготовке, а также в химической, пищевой, медицинской промышленности.

Способ и установка для термической переработки твердого углеродсодержащего сырья с получением сорбента // 2119521

Способ переработки в активированные угли древесины твердых тропических пород, например газварина // 2119450

Изобретение относится к получению активированных углей переработкой древесины. .

Способ получения дробленого активного угля // 2105714

Изобретение относится к получению дробленого активного угля. .

Способ получения активного угля // 2086504

Изобретение относится к сорбционной технике и может быть использовано для получения активных углей и углеродных адсорбентов, используемых в газоочистке, рекугирации летучих растворителей, водоподготовке и водоочистке, очистке почв, а также в противогазовой технике.

Способ деструктивной перегонки березовой древесины // 2072965

Изобретение относится к способам деструктивной перегонки твердых углеродсодержащих материалов с получением древесного угля и газообразных продуктов. .

Способ получения активированных углей // 2303569

Изобретение относится к способу получения активированных углей (АУ) на основе антрацита

Способ получения сферического активированного угля // 2375302

Изобретение относится к получению сферического активированного угля

Высокоэффективные адсорбенты на основе активированного угля с высокой пористостью, представленной мезо- и макропорами // 2426591

Изобретение относится к высокоэффективным адсорбентам на основе активированного угля с высокой пористостью, представленной мезо- и макропорами, имеющим форму отдельных зерен активированного угля, где по меньшей мере, 55% общего объема пор высокоэффективных адсорбентов составляют поры (то есть, мезо- и макропоры) диаметром более 20 Å, при этом адсорбенты характеризуются мерой центра распределения диаметра пор более 25 Å, обладают удельной поверхностью, измеренной методом БЭТ, по меньшей мере, 1250 м 2/г, йодным числом 1250-2100 мг/г, и получены из гранул сульфонированных поперечносшитых дивинилбезолом полистиролов путем карбонизации и двухстадийной активации

Способ и установка активирования фракционированных по размеру частиц порошкообразного угля // 2499189

Изобретение относится к способу активирования фракционированных по размеру частиц порошкообразного угля путем их ввода вертикально-щелевыми потоками в смеси с продуктами сгорания и нагрева спутными вертикально-щелевыми газовыми факелами в горизонтальных камерно-факельных нагревателях, выделения и сжигания легких и тяжелых фракций летучих веществ при взаимодействии с газообразными продуктами сгорания, воздухом и паром в инверторных реакторах, охлаждения воздухом в кипящем слое с одновременным отводом теплоты поверхностному теплообменнику, отличающийся тем, что факельный нагрев осуществляют при недостатке кислорода с выделением влаги и легких фракций летучих веществ, а продукты неполного сгорания и нагретые частицы угля вводят в вертикальные инверторные кольцевые реакторы, в которых вначале организуют воспламенение и сжигание легких фракций летучих веществ в кольцевых опускных потоках с воздушной подпиткой факелов радиальными струями из вертикально-приосевых участков, затем выводят и сжигают тяжелые фракции летучих веществ в опускных потоках с продувкой факелов тангенциальными струями пара при одновременном отводе теплоты встроенным поверхностным охладителям. Кроме того, изобретение относится к установке для осуществления указанного способа. При использовании способа и установки согласно изобретению достигается снижение расхода газа и потерь теплоты активирования угля. 2 н.п. ф-лы, 4 ил.

Способ активирования фракционированных по размеру угольных частиц (варианты) // 2500617

Изобретение относится к области промышленной теплоэнергетики и может быть использовано при получении активированного угля. Способ активирования фракционированных по размеру угольных частиц осуществляется их непрерывной пересыпкой и взаимодействием с противоточным факелом в наклоненном относительно горизонтальной плоскости реакторе с нагревом, выделением и выжиганием летучих веществ, образованием и выводом из реактора смеси летучих веществ и продуктов сгорания, последующими пересыпкой и охлаждением противоточным потоком продуктов сгорания в наклоненном относительно горизонтальной плоскости охладителе и дожиганием летучих веществ и сбросом в атмосферу продуктов сгорания. Процессы активации и охлаждения осуществляют в реакторе и охладителе барабанного типа и/или камерного типа с механизированной решеткой. При этом факел формируют раздельно вводимыми струями газа, воздуха, пара и продуктов сгорания, причем пар получают в котле-утилизаторе при дожигании смеси летучих веществ, продукты сгорания выводят из охладителя, а в охладитель подают продукты сгорания из котла-утилизатора. Изобретение обеспечивает снижение потерь теплоты и расхода газа. 4 н.п. ф-лы, 4 ил.

Установка и способ получения активированного угля // 2501732

Изобретение относится к получению активированного угля. Уголь получают путем карбонизации и последующей активации полимерных органических, сульфонированных исходных веществ. Установка включают средства сушки для сушки исходных веществ, средства сульфонирования, размещенные вниз по потоку относительно средств сушки. Далее установка содержит средства карбонизации, размещенные вниз по потоку относительно средств сульфонирования, а также средства активации, размещенные вниз по потоку относительно средств карбонизации, где производят активацию карбонизированных продуктов. Установка включает также средство обработки отходящих газов, образующихся в средстве карбонизации и/или в средстве активации в ходе процесса. Все отходящие газа подвергают дожиганию. Изобретение обеспечивает повышенную эффективность процесса и его экологическую безопасность. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

Способ функционализации углеродных наноматериалов // 2529217

Изобретение направлено на получение функционализированных углеродных нанотрубок, обладающих хорошей совместимостью с полимерными матрицами. Углеродные нанотрубки подвергают обработке в парах перекиси водорода при температуре от 80°С до 160°С в течение 1-100 ч. Обработку можно проводить в аппарате с псевдоожиженным слоем углеродного наноматериала. Способ характеризуется высокой эффективностью, отсутствием токсичных продуктов окисления, малым расходом реагентов, легко масштабируется. 1 з.п. ф-лы, 2 ил., 4 табл., 4 пр.

Способ получения древесноугольного сорбента // 2531933

Изобретение относится к способу получения древесноугольного сорбента, которое может быть использовано для получения активных углей и углеродных сорбентов, используемых в сельском хозяйстве (животноводстве, птицеводстве, очистке почв, а также в качестве кормовой добавки). Углеродсодержащее сырье (древесные опилки хвойных и лиственных пород с исходной влажностью 10-30%) карбонизуют при температуре 450-600°С. Проводят последующую активацию карбонизата парогазовой смесью при температуре 650-800°С. Карбонизат охлаждают в тонком слое до 20-30° со скоростью снижения температуры 10°С/мин. Полученный древесноугольный сорбент направляют на дополнительную активацию для окисления кислородом воздуха. Изобретение позволяет получить древесноугольный сорбент с адсорбционной способностью по йоду - 30-41% (что соответствует требованиям ГОСТ на уголь дробленый активный марки ДАК); проводить непрерывный процесс получения совмещенного технологического процесса карбонизации-активации древесных опилок в одном аппарате, управлять формированием пористой структуры полученных древесноугольных сорбентов, а также получать сорбенты с требуемыми параметрами пористой структуры и адсорбционными свойствами. 2 пр.

Адсорбенты для перорального введения // 2583934

Изобретение относится к применению активированных углеродных волокон в качестве адсорбента уремического токсина при пероральном введении. Изобретение относится к включающему активированные углеродные волокна адсорбенту для перорального введения для лечения или предупреждения болезней почек или осложнений диализа. 6 з.п. ф-лы, 4 ил., 5 табл., 18 пр.

Способ получения дробленого активного угля // 2607810

Изобретение относится к технологии получения активного угля (АУ) на основе косточек плодов фруктовых деревьев и скорлупы орехов. Способ включает карбонизацию сырья, дробление, рассев карбонизата и парогазовую активацию. Карбонизацию ведут термообработкой в атмосфере азота со скоростью подъема температуры 15-25°C/мин до 450-550°C и выдержкой при конечной температуре 30-40 минут. Активацию проводят водяным паром при температуре 875-920°C при его расходе 2,0-3,5 кг на 1 кг полученного продукта. Техническим результатом является повышение адсорбционной активности получаемого АУ при очистке воздуха от паров декана. 3 пр.