Способ получения адсорбента
Владельцы патента RU 2339443:
Московская государственная академия тонкой химической технологии им. М.В. Ломоносова (RU)
Изобретение относится к способу получения пористых углеродных материалов. Сажевую пасту гранулируют и термообрабатывают в токе инертного газа при температурах 600-800°С в течение 10-30 минут. Изобретение позволяет получить сорбент из сажевой пасты электрокрекинга органических соединений, обладающий повышенной емкостью. 1 табл.
Интенсивное развитие исследований по созданию новых высокоэффективных процессов требует расширения номенклатуры пористых адсорбентов, в том числе и углеродных, обладающих высокой сорбирующей способностью. Изобретение относится к способу получения пористых углеродных материалов, которые могут быть использованы в процессах сорбции.
Известны способы получения углеродных сорбентов на основе переработки углеродсодержащего сырья (например, торфа) с последующим гранулированием [Мухин В.М., Тарасов А.В., Клушин В.Н. Активные угли России, М.: Металлургия, 2000, 352 с.]. Получающиеся сорбенты, например активированный уголь марки СКТ, характеризуется невысокой адсорбционной емкостью и механической прочностью.
Наиболее близким к заявляемому является следующий способ получения адсорбента [патент SU №1747142, B01J 20/20, 1992 г.]. Способ получения включает смешение порошкообразного углеродного материала - технический углерод с удельной поверхностью 75-120 м2/г в количестве 70-80 мас.% и полиакриламида, формование смеси и термообработку при 200-215°С в течение до 10-30 мин.
Недостатком указанного метода является невысокая сорбционная способность материала и необходимость использования нескольких исходных компонентов для его получения.
Техническим результатом изобретения является повышение сорбционной способности адсорбента и упрощение способа его получения.
Данный технический результат достигается тем, что в качестве исходного сырья для получения адсорбента используется сажевая паста, полученная при электрокрекинге органических соединений (индивидуальных углеводорододов и гетероатомных соединений, нефтяных фракций, отходов химических и нефтехимических производств). Состоит сажевая паста из смеси сажи и абсорбированных на ее поверхности высокомолекулярных органических соединений [Конохов В.Н. Исследование и разработка процесса комплексной переработки жидких углеводородов в среде расплавленного теплоносителя и электрических разрядах: Дис.... канд. техн. наук. М.: МИТХТ, 1978. 197 с]. Сажевую пасту формуют и термообрабатывают в токе инертного газа при температурах 600-800°С в течение 10-30 минут.
Примеры, иллюстрирующие изобретение
Пример 1.
Сажевая паста подвергалась формованию и термообрабатывалась в токе аргона при температуре 600°С в течение 30 мин. Удельная поверхность полученного сорбента составила 215 м2/г, его механическая прочность на истирание составила 83%, адсорбционная емкость по метиловому оранжевому - 60 мг/г.
Пример 2.
Сажевая паста подвергалась формованию и термообрабатывалась в токе аргона при температуре 700°С в течение 20 мин. Характеристики полученного материала представлены в таблице.
Пример 3.
Сажевая паста подвергалась формованию и термообрабатывалась в токе аргона при температуре 800°С в течение 10 мин. Характеристики полученного материала представлены в таблице.
| Условия синтеза адсорбента и его характеристики | ||||||
| Пример, № | Условия получения адсорбента | Удельная абсорбционная поверхность, м2/г | Механическая прочность на истирание, % | Адсорбционная емкость по метиленовому оранжевому, мг/г | ||
| Исходное сырье | Температура термообработки, °С | Время термообработки, мин | ||||
| 1 | Сажевая паста | 600 | 30 | 215 | 83 | 60 |
| 2 | Сажевая паста | 700 | 20 | 300 | 85 | 65 |
| 3 | Сажевая паста | 800 | 10 | 360 | 88 | 72 |
| 4 | Сажевая паста | 900 | 20 | 370 | 76 | 63 |
| 5 | Сажевая паста | 500 | 20 | 113 | 40 | 25 |
| 6 | Сажевая паста | 700 | 5 | 125 | 57 | 27 |
| 7 | Сажевая паста | 700 | 40 | 305 | 71 | 44 |
| Прототип | Смесь сажи марки ДГ-100 - 80 мас.%, и полиакриламида 20 мас.% | 200 | 30 | 150 | 80 | 45 |
Из сопоставительного анализа таблиц видно, что использование для получения адсорбентов сажевой пасты электрокрекинга позволяет получать материал, удельная адсорбционная поверхность которого в 1.4-2.4 раза, сорбционная емкость в 1.2-1.5 раза больше, чем у прототипа. Использование сажевой пасты электрокрекинга для получения адсорбента позволяет более рационально использовать ценное органическое сырье и решать экологические проблемы. Тепло, необходимое для термообработки сажевой пасты, можно получать сжиганием газов, образующихся в процессе электрокрекинга.
Способ получения адсорбента, включающий формование углеродного материала с последующей его термообработкой в течение 10-30 мин, отличающийся тем, что в качестве углеродного материала используют сажевую пасту и процесс термообработки проводят при температурах 600-800°С.
