Способ получения сорбента для очистки газов от сернистых соединений

Авторы патента:

B01J20/30 - способы получения, регенерации или реактивации

B01J20/20 - содержащие свободный углерод; содержащие углерод, полученный процессами коксования (активированный уголь C01B 31/08)

B01J20/04 - содержащие соединения щелочных металлов, щелочноземельных металлов или магния

Владельцы патента RU 2772597:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" (RU)

Изобретение относится к способам получения сорбентов. Описан способ получения сорбента для очистки газов от сернистых соединений, заключающийся в смешении цинксодержащего компонента с оксидом алюминия и водным раствором, формовании гранул, их сушке и прокаливании, причем в качестве цинксодержащего сырья используют порошок металлического цинка, который сначала измельчают совместно с оксидом алюминия при массовом соотношении Zn:Al₂O₃ = 1:(0,15- 0,56), а затем смешивают при нагревании с добавлением воды с бикарбонатом аммония NH₄HCO₃ и парамолибдата аммония (NH₄)₆Mo₇O₂₄*4H₂O в количестве, необходимом для достижения содержания оксида молибдена в готовом сорбенте 0,5-3,0 % мас. Технический результат- повышение механической прочности сорбента, увеличение его каталитической активности. 1 табл., 3 пр.

Изобретение относится к каталитическим процессам, а именно к разработке сорбентов для очистки газов от соединений серы, и может быть использовано в химической и нефтехимической промышленности.

Известен способ получения поглотителя для очистки газов от сернистых соединений [Пат. 2673533 Российская Федерация, МПК В01J20/06; B01J20/04; B01J20/02; B01J20/20. Способ получения сорбента для очистки газа от сернистых соединений. / А. А. Садовников, С. В. Добрыднев, Д. М. Семеняко, А. В. Дульнев, В. Л. Гартман, Н. А. Макрушин; заявитель и патентообадатель Садовников А. А. – № 2017143759; заявл. 13.12.2017; опубл. 27.11.2018, Бюл. №33. – 4 с.: ил.], включающий взаимодействие оксида цинка с аммиачно-карбонатным раствором с получением основного карбоната цинка, приготовление формовочной массы, содержащей оксид магния и пластификатор, формование гранул, сушку и рассев. Причём при приготовлении формовочной массы к предварительно полученному и высушенному основному карбонату цинка добавляют 5 % мас. оксида алюминия, 15% мас. высокоглинозёмистого цемента, после формования гранулы подвергают термообработке при температуре 300-340 °С при изотермической выдержке в течение 2-4 часов, а затем гидротермальной обработке при 80-90°С в течение 2-3 часов.

Недостатком данного способа является сложность и многостадийность технологии, использование большого количества ингридиентов.

Известен сорбент для очистки газов от сернистых соединений и способ его приготовления [Пат. 2311226 Российская Федерация, МПК В01J20/06. Сорбент для очистки газов от сернистых соединений и способ его приготовления. / М. И. Целютина, Р. Р. Алиев, Л. Г. Волчатов, О. М. Посохова, Т. И. Андреева, И. Д. Резниченко; заявитель и патентообадатель ОАО «Ангарский завод катализаторов и органического синтеза». – № 2005131744/15; заявл. 13.10.2005; опубл. 27.11.2007, Бюл. №33. – 5 с.: ил.], включающий приготовление реакционной смеси, содержащей источники оксидов цинка, меди и алюминия, формование, сушку, прокаливание. Вначале готовят смесь, содержащую, % мас.: гидроксид алюминия 0,2-6,2; карбоксиметилцеллюлозу или метилцеллюлозу 1,0-5,3; гидроксокарбонат цинка - остальное. Приготовленную смесь формуют, сушат при температуре 80-120ºС, прокаливают при температуре 330-400ºС, затем продукт измельчают, добавляют к нему медь углекислую основную, каолин и аммиачную воду, полученную массу формуют, сушат при температуре 120-150°С и прокаливают при 160-200°С.

Недостатком данного способа является низкая технологичность процесса, обусловленная большим количеством технологических операций и большими затратами энергии на операции сушки и прокаливания.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату, то есть прототипом, является способ получения сорбента для очистки газов от сернистых соединений [А. с. 1510914 СССР, МКИ В 01 J 20/06; В 01 D 53/02. Способ получения сорбента для очистки газов от сернистых соединений / А. П. Ильин, Ю. Г. Широков, Л. И. Тительман, Г. А. Данциг, Л. Б. Смирнова (СССР). – № 4357549/31-26; заявл. 04.01.88; опубл. 30.09.89, Бюл. № 36. – 2 с.: ил.], включающий смешение оксида цинка с оксидом алюминия и водным раствором аммиака, содержащим диоксид углерода, формование гранул, их сушку и прокаливание. Смешение осуществляют постадийно, при этом на первую стадию идёт 2,5-15,0 % оксида цинка от его общего количества, на вторую – остальное количество оксида цинка и водный раствор карбоксиметилцеллюлозы из расчёта получения в сорбенте 10-15 % мас. оксида алюминия и массового соотношения смеси оксидов цинка и алюминия и карбоксиметилцеллюлозы 1:0,001-0,005.

К недостаткам прототипа следует отнести невысокую механическую прочность поглотителя и активность в реакции разложения этил-меркаптана.

Техническим результатом изобретения является повышение механической прочности сорбента, а также увеличение каталитической активности в реакции разложения этил-меркаптана.

Указанный результат достигается тем, что в способе получения сорбента для очистки газа от сернистых соединений, заключающемся в смешении цинкосодержащего компонента с оксидом алюминия и водным раствором, содержащим диоксид углерода и аммиак, формовании гранул, их сушке, прокаливании, согласно изобретению, в качестве цинкосодержащего сырья используют порошок металлического цинка, который сначала измельчают с добавлением оксида алюминия при массовом соотношении Zn:Al₂O₃ = 1:(0,15-0,56), затем смешивают при нагревании с добавлением воды с бикарбонатом аммония NH₄HCO₃ и парамолибдатом аммония (NH₄)₆Mo₇O₂₄*4H₂O в количестве, необходимом для достижения содержания оксида молибдена MoO₃ в готовом сорбенте 0,5-3,0 % мас.

Перечень используемых материалов и реагентов:

бикарбоната аммония (NH₄HCO₃) ГОСТ 3762-78

Парамолибдат аммония ((NH₄)₆Mo₇O₂₄)*4H₂O ГОСТ 2677-78

Оксид алюминия (γ-Al₂O₃) ГОСТ 8136-85

Вода дистиллированная (H₂O) ГОСТ Р 58144-2018

Пример 1

В барабан вибрационной мельницы VM-4 загружают 66 г порошка металлического цинка, 10 г оксида алюминия γ-Al₂O₃ (соотношение Zn:Al₂O₃ = 1:0,15) и активируют в течение 30 минут. К полученной массе добавляют 80 г воды, 130 г бикарбоната аммония NH₄HCO₃ и 0,65 г парамолибдата аммония (NH₄)₆Mo₇O₂₄*4H₂O и снова измельчают 30 минут. Далее к полученной суспензии добавляют 80 мл воды и перемешивают при нагревании до 70ºС в течение 120 минут, затем формуют в гранулы, которые сушат при 120ºС в течение 6 часов и прокаливают при 400ºС в течение 6 часов. Состав изобретения: ZnO – 89,5 % мас., Al₂O₃ – 10,0 % мас. MoO₃ – 0,5 % мас.

Пример 2

В барабан вибрационной мельницы VM-4 загружают 54 г порошка металлического цинка, 30 г оксида алюминия γ-Al₂O₃ (соотношение Zn:Al₂O₃ = 1:0,56) и активируют в течение 30 минут. К полученной массе добавляют 80 г воды, 110 г бикарбоната аммония NH₄HCO₃ и 3,7 г парамолибдата аммония (NH₄)₆Mo₇O₂₄*4H₂O и снова измельчают 30 минут. Далее к полученной суспензии добавляют 80 мл воды и перемешивают при нагревании до 70ºС в течение 120 минут, затем формуют в гранулы, которые сушат при 120ºС в течение 6 часов и прокаливают при 400ºС в течение 6 часов. Состав изобретения: ZnO – 67,0 % мас., Al₂O₃ – 30,0 % мас., MoO₃ – 3,0 % мас.

Пример 3

В барабан вибрационной мельницы VM-4 загружают 63 г порошка металлического цинка, 20 г оксида алюминия γ-Al₂O₃ (соотношение Zn:Al₂O₃ = 1:0,32) и активируют в течение 30 минут. К полученной массе добавляют 80 г воды, 126 г бикарбоната аммония NH₄HCO₃ и 1,9 г парамолибдата аммония (NH₄)₆Mo₇O₂₄*4H₂O и снова измельчают 30 минут. Далее к полученной суспензии добавляют 80 мл воды и перемешивают при нагревании до 70ºС в течение 120 минут, затем формуют в гранулы, которые сушат при 120ºС в течение 6 часов и прокаливают при 400ºС в течение 6 часов. Состав изобретения: ZnO – 78,5 % мас., Al₂O₃ – 20,0 % мас. MoO₃ – 1,5 % мас.

Механическую прочность образцов определяли на гидравлическом прессе, при нагружении на торец до полного разрушения гранулы.

Образцы поглотителя проверяли на активность на лабораторной установке проточного типа ПКУ-2 на газовой смеси состава: C₂H₅SH – 2,0 %; H₂ – 10,0 %; N₂ – остальное, при давлении 1,2 МПа и температуре 360ºС. Объёмная скорость газа составляла 5000 час^-1. Для анализа продуктов реакции использовался газовый хроматограф Кристаллюкс – 4000 М. Активность оценивалась по степени превращения этилмеркаптана в углеводороды.

Механическая прочность и активность сорбента в сравнении с прототипом приведены в таблице.

Таблица

Пример, №	Механическая прочность, МПа	Активность, степень превращения этилмеркаптана, %
Пример 1	9,8	88,3
Пример 2	11,2	90,2
Пример 3	10,3	89,8
Прототип	6,5	67,0

Из таблицы видно, что использование заявленного изобретения позволяет увеличить величины механической прочности гранул на 50,2-70,3 %, а активность в реакции разложения этилмеркаптана на 31,5-33,6 %.

Способ получения сорбента для очистки газов от сернистых соединений, заключающийся в смешении цинксодержащего компонента с оксидом алюминия и водным раствором, формовании гранул, их сушке и прокаливании, причем в качестве цинксодержащего сырья используют порошок металлического цинка, который сначала измельчают совместно с оксидом алюминия при массовом соотношении Zn:Al₂O₃ = 1:(0,15-0,56), а затем смешивают при нагревании с добавлением воды с бикарбонатом аммония NH₄HCO₃ и парамолибдата аммония (NH₄)₆Mo₇O₂₄*4H₂O в количестве, необходимом для достижения содержания оксида молибдена в готовом сорбенте 0,5-3,0 % мас.

Изобретение относится к cпособу получения сорбента для сбора нефти и нефтепродуктов путем контактирования растительного сырья с нагретой до 90-100°С водой, отделения водной фазы, последующей сушки полученного продукта при температуре 90-110°С, смешения образованного материала с органическим растворителем - спиртом в массовом соотношении 1:2-1:5, выдерживания продукта смешения в герметичной емкости при комнатной температуре и атмосферном давлении в течение 0,5-2,0 ч, отделения избыточного спирта, последующей термообработки образованного продукта в присутствии кислорода на открытом воздухе при перемешивании, охлаждения и дробления продукта термообработки с получением целевого сорбента.

Способ получения порошка активированного угля // 2769520

Изобретение относится к способу получения порошка активированного угля из каменноугольного сырья путем воздействия ферромагнитных элементов во вращающемся электромагнитном поле вихревого электромагнитного аппарата, включающему загрузку, измельчение, активацию водяным паром при высокой температуре и выгрузку, причем подача воды осуществляется непосредственно в активную зону аппарата, где происходит измельчение и активация при соударении ферромагнитных активирующих элементов с каменноугольным сырьем – антрацитовой крошкой и водяным паром при температуре более 250°С, образующимся за счет превращения кинетической энергии движущихся элементов в тепловую, а выгрузка готового продукта осуществляется регулируемым потоком воздуха, выносящим фракции требуемого гранулометрического состава из активной зоны.

Органоминеральный сорбент и способ его получения // 2769244

Изобретение относится к органоминеральным сорбентам и способам их получения, а именно к сорбентам на основе природных цеолитов, модифицированных синтетическими полимерами, которые могут быть использованы при решении экологических проблем для очистки твердых поверхностей от нефтепродуктов. Описан органоминеральный сорбент для очистки твердых поверхностей от нефтепродуктов, включающий природный цеолит, отличающийся тем, что он содержит природный цеолит с содержанием клиноптилолита 50-70 мас.

Способ получения модифицированного сорбента для извлечения ионов тяжелых металлов из водных растворов // 2768585

Изобретение относится к способам получения сорбентов. Описан способ получения модифицированного сорбента для извлечения ионов тяжелых металлов из водных растворов, заключающийся в получении раствора хитозана в 1% уксусной кислоте, интенсивном перемешивании, постепенном добавлении эпихлоргидрина в качестве сшивающего агента и перемешивании до его полного включения в реакционную смесь, последующем капельном введении приготовленной смеси в водный щелочной раствор при перемешивании, выдерживании в нем образовавшихся гранул с последующим их отделением от дисперсионной среды и тщательной промывке дистиллированной водой до нейтрального рН, причем гомогенизацию геля хитозана проводят путем обработки ультразвуком в течение 20-40 мин, капельное введение приготовленного геля сшитого хитозана осуществляют в водный раствор гидроксида натрия с концентрацией 1 М, в котором образовавшиеся гранулы выдерживают в течение 20-50 мин с последующей промывкой дистиллированной водой, а модифицирование гранул хитозана проводят в водном растворе, содержащем 2-этилимидазол и хлорид никеля в молярном соотношении 2-этилимидазол / Ni2+, равном 2:1-8:1, в присутствии додецилдиметиламин-N-оксида.

Способ увеличения объемной вместимости в системах хранения и высвобождения газа // 2767439

Группа изобретений относится к пористому газосорбирующему материалу с превосходной рабочей весовой вместимостью и объемной вместимостью, а также к системе хранения газа и к способу хранения газа. Пористый газосорбирующий материал содержит менее чем приблизительно 100 куб.

Способ получения сульфированных асфальтенов (варианты) // 2766217

Изобретение относится к нефтехимии и нефтяной промышленности, а именно к способу получения катионитов сульфированием асфальтенов. Способ (варианты) включает взаимодействие асфальтенов с хлорсульфоновой кислотой, образующейся in situ непосредственно в процессе реакции сульфирования при взаимодействии эквимольных количеств хлорирующего агента - тионилхлорида (по варианту 1) или пентахлорида фосфора (по варианту 2) с концентрированной серной кислотой, сульфирование проводят в среде подходящего растворителя при массовом соотношении серной кислоты к асфальтенам, составляющему не менее 10 к 1, до полноты протекания реакции не менее 8 часов.

Способ получения сульфированных асфальтенов (варианты) // 2766217

Способ получения полиамфолитного гидрогеля // 2765637

Изобретение относится к области высокомолекулярных соединений, а именно к способу получения полимерных гидрогелей амфотерного типа на основе гидролизованного полиакриламида, которые могут быть использованы, например, в качестве сорбента. Способ получения полиамфолитного гидрогеля включает взаимодействие соединения, содержащего карбоксильные группы, и органического основания.

Способ получения селективного сорбента для твердофазной экстракции // 2765188

Изобретение относится к способам получения селективных сорбентов для твердофазной экстракции и может быть использовано для разработки приборов и/или методов контроля качества лекарственных средств и других объектов аналитического контроля, где используются хроматографические, оптические и другие методы анализа.

Способ получения магнитных сорбентов для концентрирования патогенов с последующей постановкой масс-спектрометрии // 2762805

Изобретение относится к области биотехнологии. Предложен способ получения магнитных сорбентов для концентрирования патогенов с последующей постановкой масс-спектрометрии.

Способ получения сорбента в полевых условиях и устройство для его реализации // 2771413

Группа изобретений относится к химической промышленности и охране окружающей среды и может быть использована при изготовлении сорбентов для ликвидации аварийных разливов жидкостей, избирательной сорбции эмульгированных органических веществ, а также основы для биодеструктивных сорбентов. Сорбент на основе терморасширенного графита (ТРГ) получают в полевых условиях в устройстве, состоящем из двух сообщающихся ёмкостей 1 и 2, герметичных по отношению к окружающей среде.