Способ приготовления адсорбента для очистки газа и жидкости

Предлагаемое изобретение относится к газоперерабатывающей и газохимической промышленности, в частности к производству адсорбентов для очистки природных и попутных газов от нежелательных примесей, таких как хлористый водород, хлор, сероводород и меркаптаны. Может быть использовано в нефтехимической, нефтеперерабатывающей, на предприятиях цветной металлургии, химической промышленности и для охраны окружающей среды. Активность предлагаемого адсорбента по связыванию кислых газов, таких как хлористый водород, хлор, сероводород, обусловлен наличием в составе гранул оксида цинка. При адсорбции происходит химическое связывание хлористого водорода, хлора, сероводорода с образованием хлорида цинка или сульфида цинка. Поэтому необходимо обеспечить доступность активного компонента в грануле. Мелкодисперсный моногидрат оксида алюминия псевдобемитной модификации после прокалки при температурах 400-500°С переходит в оксид алюминия, который инертен к кислым газам и обеспечивает прочность и стабильность гранул. Введение в состав шихты модифицированного крахмала обеспечивает дополнительную пластичность при формовке. А также после прокалки выгорает и дает дополнительную доступность оксида цинка в порах гранул. Задача настоящего изобретения заключается в получении гранулированного адсорбента с высокой прочностью и адсорбционной емкостью по кислым газам. 1 табл.

 

Предлагаемое изобретение относится к газоперерабатывающей и газохимической промышленности, в частности к производству адсорбентов для очистки природных и попутных газов от нежелательных примесей, таких как хлористый водород, хлор, сероводород и меркаптаны. Может быть использовано в нефтехимической, нефтеперерабатывающей, на предприятиях цветной металлургии, химической промышленности и для охраны окружающей среды.

Известен способ очистки газов от хлора и хлористого водорода [патент RU 2095130] путем пропускания газов через суспензию, содержащую измельченный карбонат кальция и водную суспензию гидрооксида кальция в соотношении Са(ОН)2 СаСО3 1:(0,2-1,5) обработки их водной суспензией гидрооксида кальция. Недостатком предлагаемого поглотителя является возможность вымывания щелочных компонентов при использовании суспензии.

Известен состав поглотителя хлора [патент SU 515772] содержащий оксиды цинка, алюминия, натрия и серебра при следующем соотношении: ZnO-70-89,5% масс, Аl2О3-5,0-8,0% масс., Na2O-5,0-20,0% масс., Ag2O-0,5-2,0% масс. Недостатком предлагаемого поглотителя является использование дорогостоящего оксида - оксида серебра.

Известен адсорбент, содержащий щелочь нанесенной на активированный уголь и натронную известь, которая представляет собой смесь NaOH и СаО известняка, пропитанного водным раствором гидрооксида натрия [патент ФРГ 3708039]. Недостатки такого адсорбента - использование щелочи на носителе, что обуславливают относительно невысокую скорость поглощения, спеканием адсорбента, вызывающим забивку адсорбера, высокой растворимостью активных компонентов в воде при очистке влажного газа.

Известен адсорбент, содержащий оксид цинка, оксид алюминия и соединения щелочного металла, такой как карбонат или гидрокарбонат калия и/или натрия, натрия гидрооксид [патент USA 5378444]. Адсорбент готовят смешением оксида цинка или соединения, которое разлагается с образованием оксида цинка, гидрооксида или оксида алюминия и соединения щелочного металла; в смесь если необходимо добавляют воду для получения лепешки. Далее ее формуют в экструдере с получением экструдатов, либо лепешку сушат, измельчают в порошок и таблетируют с добавлением графита. Адсорбент подвергают термообработке: сушке и прокаливанию при температурах 110°С и 350°С. Недостаток указанного способа заключается в недостаточно высокой хлороемкости и механической прочности адсорбента.

Известен способ приготовления адсорбента [патент RU 2211085] путем смешения оксида цинка или соединения цинка, разлагающего при нагревании с образованием оксида цинка с гидрооксидом и/или оксидом алюминия с последующей формовкой массы, сушкой и прокаливанием; смешение соединений цинка и алюминия проводят с добавлением уксусной и азотной кислот в количестве 0,5-8,0 масс. Прокаливание при температурах 400-650°С. Предлагаемый способ приготовления предусматривает получение адсорбента содержащего оксиды цинка и алюминия без введения соединений щелочного металла. Недостатком такого способа является использование минеральной и органической кислот, которые при прокаливании адсорбента выделяются оксиды азота и оксида углерода.

Известен адсорбент [патент RU 2205064], включающий в своем составе оксид цинка-50,0-85,0% масс., соединение щелочного металла (в пересчете на М2О)-0,01-6,0% масс., соединения кремния (в пересчете на SiO2) - 0,05-15,0% масс., оксид алюминия - остальное. Способ приготовления такого адсорбента для очистки газов и жидкостей от галогенсодержащих соединений, включающий смешение оксида цинка или соединения цинка, разлагающегося с образованием оксида цинка, гидрооксида или оксида алюминия, соединения щелочного металла, природного или синтетического силиката, или алюмосиликата, или кремниевой кислоты, экструдирование массы, характеризующаяся потерями при прокаливании при 500°С в пределах 30-60% масс. Недостатком предлагаемого адсорбента является не достаточно высокая хлороемкость и возможность вымывания щелочных компонентов (оксидов натрия и калия) по мере работы адсорбента.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому техническому решению является способ [патент РФ 2527091], в котором происходит смешение оксида цинка или соединение цинка, разлагающегося с образованием оксида цинка, оксида магния и моногидрат алюминия модификации псевдобемит. Смешение проводят в среде аммиачно-карбонатного раствора. Недостатком способа является высокая температура прокалки гранул 400-600°С. При высоких температурах происходит спекание компонентом гранул, что приводит к снижению адсорбционной активности будущего адсорбента.

Задача настоящего изобретения заключается в получении гранулированного адсорбента с высокой прочностью и адсорбционной емкостью по кислым газам.

Для решения поставленной задачи предложен адсорбент, включающий в своем составе мелкодисперсный оксида цинка 40-90% масс, мелкодисперсного моногидрата оксида алюминия псевдобемитной модификации 10-55% масс. и модифицированного крахмала 0-5% масс.

Активность адсорбента по связыванию кислых газов, таких как хлористый водород, хлор, сероводород, обусловлен наличием в составе гранул оксида цинка. Происходит химическое связывание хлористого водорода, хлора, сероводорода с образованием хлорида цинка или сульфида цинка. Поэтому необходимо обеспечить доступность активного компонента в грануле. Мелкодисперсный моногидрат оксида алюминия псевдобемитной модификации после прокалки при температурах 400-500°С переходит в оксид алюминия, который инертен к кислым газам и обеспечивает прочность и стабильность гранул. Введение в состав шихты модифицированного крахмала обеспечивает дополнительную пластичность при формовке. А также после прокалки выгорает и дает дополнительную доступность оксида цинка в порах гранул.

Сущность предлагаемого способа приготовления адсорбента заключается в смешении мелкодисперсного оксида цинка 40-90% масс., мелкодисперсного моногидрата оксида алюминия псевдобемитной модификации 10-55% масс. и модифицированного крахмала 0-5% масс., формовании гранул экструзией, сушкой и прокалкой гранулированного адсорбента при температурах 400-500°С.

Промышленная применимость предлагаемого абсорбента и способ его приготовления подтверждается следующими примерами.

Сырье:

1. Мелкодисперсный оксид цинка.

2. Мелкодисперсный моногидрат оксида алюминия (псевдобемитной модификации).

3. Модифицированный крахмал.

4. Химически очищенная вода (ХОВ).

Оборудование:

1. Z-образный смеситель.

2. Шнековый экструдер со сменной фильерой.

3. Ленточная сушильная печь с режимом термообработки 100-600°С.

Дозировка всех компонентов в пересчете на сухое вещество

Пример №1.

В Z-образный смеситель загружают 40 кг мелкодисперсного оксида цинка, 55 кг мелкодисперсного моногидрата оксида алюминия и 5 кг модифицированного крахмала. Смесь перемешивают в сухом состоянии 30 минут, после чего добавляют для увлажнения ХОВ. По достижению пластичности шихты формуют на шнековом экструдере с получением гранул цилиндрической формы. Затем гранулы постепенно сушат и прокаливают в лентой печи с подъемом температуры до 400-500°С в течение 4 ч.

Пример №2.

Способ приготовления адсорбента аналогичен приведенному в примере 1, где мелкодисперсного оксида цинка 40 кг, мелкодисперсного моногидрата оксида алюминия 60 кг.

Пример №3.

Способ приготовления адсорбента аналогичен приведенному в примере 1, где мелкодисперсного оксида цинка 90 кг, мелкодисперсного моногидрата оксида алюминия 10 кг.

Пример №4.

Способ приготовления адсорбента аналогичен приведенному в примере 1, где мелкодисперсного оксида цинка 80 кг, мелкодисперсного моногидрата оксида алюминия 15 кг и модифицированного крахмала 5 кг.

Пример №5.

Способ приготовления адсорбента аналогичен приведенному в примере 1, где мелкодисперсного оксида цинка 60 кг, мелкодисперсного моногидрата оксида алюминия 40 кг.

Пример №6.

Способ приготовления адсорбента аналогичен приведенному в примере 1, где мелкодисперсного оксида цинка 60 кг, мелкодисперсного моногидрата оксида алюминия 40 кг.

Режим прокалки гранул 600°С

У полученных образцов затем определяли их насыпную плотность, механическую прочность на раздавливание и активность по очистке газового потока содержащий хлористый водород. Результаты анализов приведены в таблице 1.

Из результатов таблицы 1 видно, что изменение соотношения компонентов в составе адсорбента, оказывает существенное влияние на прочностные характеристики гранул адсорбента, а также на на насыпной вес и адсорбционную активность. Адсорбент обладает механической прочностью на раздавливание 0,98-2,3 кг/мм2, насыпной плотностью 1,08-1,78 г/см3, адсорбционной активностью по связыванию НСl 31,4-42,9%.

Анализ представленных материалов позволяет сделать вывод о том, что предлагаемое техническое решение дает возможность получать гранулированный адсорбент с регулируемыми характеристиками.

Способ приготовления гранулированного адсорбента для очистки газа и жидкости, включающий стадии приготовления шихты, состоящей из мелкодисперсного оксида цинка 40-90 мас.%, мелкодисперсного моногидрата оксида алюминия псевдобемитной модификации 10-55 мас.% и модифицированного крахмала 0-5 мас.%, формование гранул экструзией, сушкой и прокалкой гранулированного адсорбента при температурах 400-500°С.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для определения содержания опала-C и кристобалита продукта, который содержит диатомит.

Изобретение может быть использовано в технологии очистки сточных вод от ионов металлов. Способ включает обработку реагентом, перемешивание и отделение осадка.

Изобретение может быть использовано в технологии очистки сточных вод от ионов металлов. Способ включает обработку реагентом, перемешивание и отделение осадка.

Изобретение может быть использовано для очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов сорбцией. Способ очистки включает обработку сорбентом, отстаивание в течение 3-х часов в присутствии готовых изделий с размерами 20×20×20 мм, полученных при затворении порошкообразного гипса дистиллированной водой с добавлением твердого сульфида натрия Na2S в количестве 15% от массы гипса.
Группа изобретений относится к области сорбционного разделения газов, а именно к химическим поглотителям диоксида углерода. Предложен поглотитель для удаления диоксида углерода из газовых смесей, представляющий собой гранулированный сорбент, содержащий, мас.
Группа изобретений относится к области сорбционного разделения газов, а именно к химическим поглотителям диоксида углерода. Предложен поглотитель для удаления диоксида углерода из газовых смесей, представляющий собой гранулированный сорбент, содержащий, мас.

Изобретение может быть использовано для очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов сорбцией. Способ очистки включает обработку сорбентом, отстаивание в течение 3-х часов в присутствии готовых изделий с размерами 20×20×20 мм, полученных при затворении порошкообразного гипса дистиллированной водой с добавлением твердого карбоната натрия Na2CO3 в количестве 15% от массы гипса.
Изобретение относится к технологии сорбентов, конкретно к способам получения сорбентов, которые могут применяться для очистки воды, водных растворов от тяжелых металлов.
Изобретение относится к технологии сорбентов, конкретно к способам получения сорбентов, которые могут применяться для очистки воды, водных растворов от тяжелых металлов.
Группа изобретений относится к адсорбенту, содержащему алюмооксидную подложку и по меньшей мере один щелочной элемент, его получению и использованию. Адсорбент предназначен для адсорбции кислых молекул из углеводородного потока, содержащего по меньшей мере один вид кислых молекул.

Предлагаемое изобретение относится к газоперерабатывающей и газохимической промышленности, в частности к производству адсорбентов для очистки природных и попутных газов от нежелательных примесей, таких как хлористый водород, хлор, сероводород и меркаптаны. Может быть использовано в нефтехимической, нефтеперерабатывающей, на предприятиях цветной металлургии, химической промышленности и для охраны окружающей среды. Активность предлагаемого адсорбента по связыванию кислых газов, таких как хлористый водород, хлор, сероводород, обусловлен наличием в составе гранул оксида цинка. При адсорбции происходит химическое связывание хлористого водорода, хлора, сероводорода с образованием хлорида цинка или сульфида цинка. Поэтому необходимо обеспечить доступность активного компонента в грануле. Мелкодисперсный моногидрат оксида алюминия псевдобемитной модификации после прокалки при температурах 400-500°С переходит в оксид алюминия, который инертен к кислым газам и обеспечивает прочность и стабильность гранул. Введение в состав шихты модифицированного крахмала обеспечивает дополнительную пластичность при формовке. А также после прокалки выгорает и дает дополнительную доступность оксида цинка в порах гранул. Задача настоящего изобретения заключается в получении гранулированного адсорбента с высокой прочностью и адсорбционной емкостью по кислым газам. 1 табл.

Наверх