Способ получения углеродного адсорбента

 

(72) Авторы изобретеиия

lO.Â.Ïoêîíîâà, М.С.Олейник, А.И.Лоскутов, В.А.Галкин, П.В.Рябинин, Д.Ф.Варфоломеев

Э.К.Цыбулькин, Л.И.Сорина, Н.Н.Каплин, А и В.Ф.Серков

Ленинградский ордена Октябрьской Революц

Трудового Красного Знамени технологическ им. Ленсовета (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ УГЛЕРОДНОГО АДСОРБЕНТА!

Изобретение относится к способу получения механических прочных углеродных адсорбентов, имеющих развитый объем мезопор, и может быть использовано в медицине для гемосорбции или иммуносорбции.

Известны способы получения углеродных адсорбентов из торфа (СКТ-бА) и из древесины (БАУ), включающие ста" дии грануляции, карбонизации, сернисто-калиевой и соответственно парогазовой активации (1).

Однако углеродные адсорбенты, полученные согласно известному способу, обладают недостаточным объемом мезопор, а также недостаточной механической прочностью, что не позволяет использовать их в качестве гемосорбентов, в частности не позволяет прочно удерживать сорбированные иммунные бегки-глобулины на адсорбенте и предотвратить загрязнение крови за счет разрушения зерен адсорбента.

Наиболее близким к предложенному

bio технической сущности и достигаемо му результату является способ получения углеродного адсорбента, включающие смешение каменноугольной пыли с лесохимической смолой, грануляцию полученной пасты, карбонизацию и активацию полученных гранул (2 j.

Недостатком данного способа являетсл то, что полученный адсорбент об" падает невысокой удерживающей способ" ностью K иммунным белкам-глобулинам, а именно 20 - 253.

Цель изобретения - повышение удер" живающей способности по имунным бел3$ кам-глобулинам.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения углеродного адсорбента, включающему смешение угяеродсодержащего сырья и лесохимической смолы, грануляцию полученной пасты и последующие карбонизацию и активацию гранул, в качест . ае углеродсодержащего сырья берут

3 89727 продукт полукоксования смолисто-асфальтеновых веществ нефти, содержащий 70-803 асфальтенов и остальноенефтяные смолы.

Используют продукт полукоксования, полученный при 400-500 С.

Способ осуществляется следующим образом.

Смолисто-асфальтеновые вещества, 16 полученные при деасфальтизации гудрона арланской нефти бензином, содержа"; щие 70 - 80 асфальтенов и остальноенефтяные смолы, подвергают полукоксованию при 400-550 С в течение 0 51 ч в атмосфере отходящих газов.При этом происходит частичное их деалкилирование и продукт переходит в нера.створимое и неплавкое состояние.Смолисто-асфальтеновые вещества представляют собой высококонденсированные ароматические и гетероциклические продук1ы гибридного строения, содержащие, 1: С 83 - 35; и N 0,5 - 0,8. После полукоксования д неплавкие продукты дробят и измельчают в шаровой мельнице до фракций размером 0,1 мм, затем смешивают в двухлопастном смесителе при 30-90 С в течение 10-20 мин с препарированной лесохимической смолой и каменноугольной пылью в соотношении 40-45:33 37:

:18-20. В процессе смешения добавляют 50 мл воды на 1 кг шихты. Полученную массу гранулируют горячим шнекопрессованием через фильтры 1,5-3,5мм

3S и давлением в формующей части шнека

50-200 кг/см при 95-105 С. Гранулы вылеживают на воздухе при 15-35 С

4-6 ч.

Карбонизацию осуществляют во вращающейся барабанной печи в атмосфере

С02 при линейном повышении температуры до 750-800 С со скоростью нагрева 150-600 град/ч. Выдержка при конечной температуре карбонизации 1 ч.

Уголь-сырец активируют водяным паром при 800-820 С до обгаров 57-613. Выход угля 28 - 323. При этом получаются углеродный адсорбент, имеющий следующие параметры пористой структуры ° cM / : микро =0 »5 - 0,28;

НМе о=0 ь30 0 33 1 1 МдкРо=0, 34-0 37 °

Механическая прочность 75 - 783.

Параметры пористой структуры изменяот варьированием соотношения продукт полукоксования; лесохимическая смола: каменноугольная пыль.

Затем полученный адсорбент очищают при температуре кипения в течение

30 ч 6ИНС1 при отношении веса адсорбента к весу раствора, равном 2, а затем отмывают в колонках 0,5NHC1 до отрицательной реакции на железо. Адсорбент отмывают от кислоты дистиллированной водой и высушивают. Для получения иммуносорбента навеску адсорбента для удаления пузырьков воздуха замачивают в дистиллированной воде B течение суток, затем помещают в колонки, через которые пропускают раствор "-глобулина до полного насыщения адсорбента. Проскок определяют по биуретоаой реакции. Затем, не изменяя скорость пропускания, колонки промывают 0,853 раствором 14аС1, который в определенной степени .моделиру.ет кровь. Выходящий раствор анализируют на содержание Э"-глобулина также биуретовой реакцией.

Разница сорбированного и десорбированного "-глобулина есть количество -глобулина, оставшегося на адсорбенте.

Полученный сорбент имеет удерживающую сорбционную емкость по белкамглобулинам 50-803.

Пример 1. 500 г смолистоасфальтеновых веществ, содержащих

80 асфальтенов, 163 смол, помещают в реторту, которую ставят в термошкаф и нагревают 500 град/ч в течение 1 ч. Затем 450 r продукта полукоксования измельчают до получения фракций размером 0,1 мм, смешивают с 370 r лесохимической смолы, 180 г каменноугольной пыли и 50 мл воды в течение 15 мин. Полученную массу гранулируют на шнек-прессе через фильеры

2,5 мм и давлении в формующей части шнека 130 кг/см . Гранулы вылеживают на воздухе при 20 С 5 ч. Карбонизацию осуществляют при повышении темО пературы до 800 С со скоростью нагрева 600 град/ч. После карбонизации гранулы вылеживают 1 ч. Затем угольсырец активируют при 800 С до обгара

О

60,53. Выход адсорбента 28i. Обьемы пор, найденные из изотермы сорбции паров бензола на весах Мак-Бена при

20 С составляют, см /см слоя: Чм„„„у

0,11;. Ч -0,14; Чмдкр =0,15. Иеханическая йрочность 75 "ь, oGrap 601, выход 283.

100 г углеродного адсорбента в течение 30 ч кипятят в 6 N HC1,затем отмывают в колонке 0,5 N НС! до отрираж 576 Подписное

5 8972 цательной реакции на железо. Затем отмывают от кислоты дистиллированной водой и сушат. Навески адсорбента по 5 г замачивают в дистиллированной ваде в течение 24 ч, затем количественно переносят в колонки на 20 мл с диаметром 12 мм, Устанавливают расход жидкости, равный 1,33 и О,1 мл/ мин. Затем через колонки пропускают раствор $ --глобулина с концентрацией 10

39,9 г/л. На выходе колонки отбирают пробы раствора no IO мл в мерные цилиндры. Растворы тщательно перемешивают и анализируют на содержание ) глобулина биуретовой реакцией. После 1 полного насыщения угля белком, не изменяя скорость пропускания, колонки промывают 0,854 раствором йаС1. Выходящий раствор также анализируют на содержание -глобулина биуретовой ув реакцией. Проводят адсорбцию и десорбцию спиртового, спирто-риваноль-. ного раствора -глобулина и полиглобулина и получают 70 мг/л, 76 мг/л и 55 мг/л для названных растворов И соответственно.

Пример 2. Отличается от примера 1 тем, что в исходном продукте асфальтенов содержится 764 и 144 смол. Объемы пор, см /см слоя: 3в

Ъ Ъ

Ч и„Ро — 0,11, V -0,13, Ъ1„д,„1,о 0„5.

Механическая прочность 764, абгар

584, выход 30 . Количество удержанного ) -глобулина 61 мг/л (спиртовой раствор), 68 мг/л (спирто-риванольный раствор) и 49 мг/л полиглобулина.

Пример 3. Отличается от примера 1 тем, что в исходных смолисто-асфальтеновых веществах асфальтенов содержится 70 и I8 смол. Объемы пор см /см слоя: Чщщ, =0,12;

Ч д, =0,12; Чьц кро =0,14". .Иеханическая прочность 74, oGrap 613, выход 283. Количество удержанного Я глобулина 55 мг/л (спиртовой раствор),gg

62 мг/л (спирто-риванольный раствор) и 45 мг/л (полиглобулина). При содержании асфальтенов ниже 703 и выше 804 а смол ниже 10 и выше 20Ж полученный адсорбент имеет объем мезопор

0,10 см /см, что снижает удерживающую способность к белкам ниже 504.

Выбор температуры полукоксования обусловлен следующим.

Смолисто-асфальтеновые вещества без предварительного полчкоксования

ВНИИПИ Заказ 11785/8 Ти не могут служить основой для получения углеродных адсорбентов, так как они имеют низкую температуру размягчения и при введении их в шихту в количестве более 153 гранулы при карбонизации плавятся. При полукоксова.нии смолисто-асфальтеновых веществ только после 400-501РС происходит процесс перехода их в термореактивное неплавкое и нерастворимое состояние. Проведение полукоксования при

550 С приводит к уменьшению выхода коксового остатка и снижает развитие пористости при последующем получении углеродного адсорбента.

Таким образом, полученные гранулированные углеводородные адсорбенты обладают повышенным содержанием мезопор (до 0,14 см З/см слоя) при на-. личии необходимого количества транспортных макропор (до 0,15 см /см

3 З ,слон), что дает возможность удерживать на своей поверхности после промывки до 50-803 белка, например "глобулина, т.е. адсорбенты являются наиболее перспективными носителями имунных сывороток.

Технико-экономический эффект от реализации предложенного способа обусловлен низкой стоимостью исходного сырья, составляющего 22 р за 1 г.

Формула изобретения

Способ получения углеродного адсорбента, включающий смешение углеродсодержащего сырья и лесохимической смолы, грануляцию полученной пасты с последующими карбонизацией и активацией гранул, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повыше" ния удерживающей способности по иммунным белкам-глобулинам, в качестве углеродсодержащего сырья берут продукт полукоксования смолисто-асфальтеновых веществ нефти, содержащий

70-801 асфальтенов и остальное - неф тяные смолы.

2. Способ по и. l, отличаюшийся тем, что используют продукт полукоксования, полученный при

400-500 С.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Плаченов Т.Г. Технология сорбентов. Активные угли. ч. 1, Л., 1941

2. Авторское свидетельство СССР

М 221673, кл. С 01 В 31/08, 21.06.66 (прототип). филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4