RU2205064C1 - Gas- and liquid-treatment adsorbent for removing halogen-containing compounds and a method of preparation thereof - Google Patents
Gas- and liquid-treatment adsorbent for removing halogen-containing compounds and a method of preparation thereof Download PDFInfo
- Publication number
- RU2205064C1 RU2205064C1 RU2001134303/12A RU2001134303A RU2205064C1 RU 2205064 C1 RU2205064 C1 RU 2205064C1 RU 2001134303/12 A RU2001134303/12 A RU 2001134303/12A RU 2001134303 A RU2001134303 A RU 2001134303A RU 2205064 C1 RU2205064 C1 RU 2205064C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- adsorbent
- zinc oxide
- oxide
- compound
- zinc
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к очистке газов и жидкостей от галогеносодержащих соединений и может быть использовано в нефтеперерабатывающей, нефтехимической, химической промышленности, в производстве полупроводников, для решения технологических задач, защиты оборудования от коррозии и защиты окружающей среды. The invention relates to the purification of gases and liquids from halogen-containing compounds and can be used in the oil refining, petrochemical, chemical industries, in the production of semiconductors, for solving technological problems, protecting equipment from corrosion and protecting the environment.
К галогеносодержащим соединениям относятся хлороводород (НСl), фтороводород (HF), бромоводород (НВr), йодоводород (HI), собственно хлор, бром, фтор, йод, соединения галогенов с другими элементами. Эти вредные газы используются, в частности, в оптико-электронной промышленности и промышленности полупроводников и их попадание в атмосферу недопустимо. Halogen-containing compounds include hydrogen chloride (HCl), hydrogen fluoride (HF), hydrogen bromide (HBr), hydrogen iodide (HI), in fact chlorine, bromine, fluorine, iodine, halogen compounds with other elements. These harmful gases are used, in particular, in the optoelectronic industry and the semiconductor industry and their release into the atmosphere is unacceptable.
Хлороводород и органические хлориды присутствуют в нефтяных фракциях и газах нефтепереработки. В процессе каталитического риформинга бензиновых фракций на полиметаллических катализаторах с целью получения высокооктановых бензинов хлориды (дихлорэтан, четыреххлористый углерод) добавляют в сырье риформинга для повышения кислотности катализатора. В результате избыточный водородсодержащий газ риформинга, направляемый на гидроочистку нефтяных фракций, содержит хлороводород, вызывающий коррозию и образование хлористого аммония, который забивает оборудование. При гидроочистке бензиновых и других фракций из-за присутствия в сырье и водородсодержащем газе галогенсодержащих соединений возрастает коррозия оборудования и нарушается технология процесса. Hydrogen chloride and organic chlorides are present in petroleum fractions and refinery gases. During the catalytic reforming of gasoline fractions on polymetallic catalysts to produce high-octane gasolines, chlorides (dichloroethane, carbon tetrachloride) are added to the reforming feedstock to increase the acidity of the catalyst. As a result, excess hydrogen-containing reforming gas directed to the hydrotreating of oil fractions contains hydrogen chloride, which causes corrosion and the formation of ammonium chloride, which clogs the equipment. When hydrotreating gasoline and other fractions due to the presence of halogen-containing compounds in the feed and hydrogen-containing gas, corrosion of the equipment increases and the process technology is violated.
Для адсорбционной очистки газов от галогенсодержащих примесей известно применение щелочи, нанесенной на активированный уголь, и натронной извести, которая представляет собой смесь NaOH и СаО, известняка, пропитанного водным раствором гидроксида натрия [Патент ФРГ 3708039, опубл. 06.10.1988]. Недостатки использования щелочи на носителях обусловлены относительно невысокой скоростью поглощения, спеканием адсорбента, вызывающим забивку адсорбера, высокой растворимостью активных компонентов в воде при очистке влажного газа. For the adsorption purification of gases from halogen-containing impurities, it is known to use alkali deposited on activated carbon and soda lime, which is a mixture of NaOH and CaO, limestone impregnated with an aqueous solution of sodium hydroxide [German Patent 3708039, publ. 10/06/1988]. The disadvantages of using alkali on the carriers are due to the relatively low absorption rate, sintering of the adsorbent, causing the adsorber to become clogged, and the high solubility of the active components in water during the purification of moist gas.
Для очистки газов и жидкостей от хлорсодержащих примесей известен адсорбент, содержащий металлы VIII группы (железо, никель), металл IB группы (медь) и/или металл IIB группы (цинк) на носителе оксиде или гидроксиде алюминия [Патент Франции 2776536, опубл. 01.10.1999]. For the purification of gases and liquids from chlorine-containing impurities, an adsorbent is known containing Group VIII metals (iron, nickel), Group IB metal (copper) and / or Group IIB metal (zinc) on a carrier of aluminum oxide or hydroxide [French Patent 2776536, publ. 10/01/1999].
Недостаток указанного адсорбента заключается в ограниченной области его применения. Достаточно хорошие результаты по хлороемкости получаются при наличии в очищаемом газе помимо хлороводорода существенных количеств влаги, которая способствует поглощению хлороводорода. Однако во многих случаях приходится очищать от хлороводорода глубоко осушенный газ. Так, водородсодержащий газ каталитического риформинга содержит лишь 10-30 ppm влаги. The disadvantage of this adsorbent is its limited scope. Fairly good results on chlorine consumption are obtained if there are significant amounts of moisture in the gas being cleaned, in addition to hydrogen chloride, which contributes to the absorption of hydrogen chloride. However, in many cases, it is necessary to purify deeply dried gas from hydrogen chloride. So, a hydrogen-containing catalytic reforming gas contains only 10-30 ppm of moisture.
Известен адсорбент для поглощения хлоридов, состоящий из 2-15 (предпочтительно 5-10) весовых частей инертного связующего (глина, силикагель, соли и гидроксиды алюминия), 5-25 (предпочтительно 10-17) весовых частей тугоплавкого неорганического носителя (кизельгур, оксид кремния, оксид алюминия, керамика) на 10 весовых частей оксида цинка. Объем пор адсорбента 0,35-0,65 см3/г [патент Японии 11033396].Known adsorbent for the absorption of chlorides, consisting of 2-15 (preferably 5-10) parts by weight of an inert binder (clay, silica gel, aluminum salts and hydroxides), 5-25 (preferably 10-17) parts by weight of a refractory inorganic carrier (kieselguhr, oxide silicon, alumina, ceramics) per 10 parts by weight of zinc oxide. The pore volume of the adsorbent 0.35-0.65 cm 3 / g [Japan patent 11033396].
Недостаток указанного адсорбента - пониженная хлороемкость. Ее расчет, по приведенным в патенте примерам 1 и 2 показал, что количество поглощенного от массы адсорбента хлора составляет всего 11,3% и 11,4% соответственно. The disadvantage of this adsorbent is reduced chlorine consumption. Its calculation, according to examples 1 and 2 shown in the patent, showed that the amount of chlorine adsorbent absorbed by mass is only 11.3% and 11.4%, respectively.
Наиболее близким по технической сущности заявляемому является адсорбент, содержащий оксид цинка, оксид алюминия и соединение щелочного металла, такое как карбонат или гидрокарбонат калия и/или натрия, натрий гидроксид. При этом соотношение оксида алюминия к оксиду цинка, выраженное в числе атомов алюминия на один атом цинка, находится в пределах 0,05-0,60, а соотношение атомов натрия или калия на один атом цинка составляет 0,05-0,50. Кроме соединений щелочных металлов, может быть использован гидроксид аммония [Патент США 5378444, опубл. 03.01.1995 - прототип]. Closest to the technical nature of the claimed is an adsorbent containing zinc oxide, aluminum oxide and an alkali metal compound such as potassium and / or sodium carbonate or hydrogen carbonate, sodium hydroxide. The ratio of alumina to zinc oxide, expressed as the number of aluminum atoms per zinc atom, is in the range 0.05-0.60, and the ratio of sodium or potassium atoms per zinc atom is 0.05-0.50. In addition to alkali metal compounds, ammonium hydroxide can be used [US Patent 5378444, publ. 01/03/1995 - prototype].
Указанный адсорбент применяют для очистки газов от галогенидов, таких как хлороводород, хлор, фтороводород, фтор, бромоводород, бром, дихлорсилан, тетрахлорид кремния, трихлорид фосфора, трихлорид бора, трифторид бора, тетрафторид кремния. The specified adsorbent is used to purify gases from halides such as hydrogen chloride, chlorine, hydrogen fluoride, fluorine, hydrogen bromide, bromine, dichlorosilane, silicon tetrachloride, phosphorus trichloride, boron trichloride, boron trifluoride, silicon tetrafluoride.
Недостаток предлагаемого адсорбента заключается в относительно невысокой емкости адсорбента по поглощаемому галогениду. Адсорбционную емкость адсорбента при очистке газа от хлороводорода можно рассчитать по данным, приведенным в таблицах 1 и 2 вышеуказанного патента, исходя из количества адсорбента (28,4 см3 ≈ 28,4 г), скорости потока азота (0,22 л/мин) концентрации хлороводорода в газе (1000 ppm и 1 об.%) и времени до проскока. Хлороемкость адсорбента до проскока составляет при концентрации НСl 1000 ppm и 1 об.% соответственно 6,5% и 11,7% от его массы, хотя массовое содержание оксида цинка в адсорбенте составляет 85%.The disadvantage of the proposed adsorbent is the relatively low capacity of the adsorbent for absorbed halide. The adsorption capacity of the adsorbent during gas purification from hydrogen chloride can be calculated according to the data given in tables 1 and 2 of the above patent, based on the amount of adsorbent (28.4 cm 3 ≈ 28.4 g), nitrogen flow rate (0.22 l / min) the concentration of hydrogen chloride in the gas (1000 ppm and 1 vol.%) and the time to breakthrough. The chlorine capacity of the adsorbent before breakthrough is at a concentration of HCl 1000 ppm and 1 vol.%, Respectively, 6.5% and 11.7% of its mass, although the mass content of zinc oxide in the adsorbent is 85%.
Адсорбент готовят смешением оксида цинка или соединения, которое разлагается с образованием оксида цинка, гидроксида 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 можно формовать в виде шариков или частиц неправильной формы. Адсорбент подвергают термообработке: сушке и прокаливанию при температурах 110oС и 350oС. Недостаток указанного способа заключается в недостаточно высокой хлороемкости и механической прочности адсорбента.The adsorbent is prepared by mixing zinc oxide or a compound that decomposes to form zinc oxide, hydroxide or aluminum oxide and an alkali metal compound; if necessary, water is added to the mixture to make a cake. Then it is molded in an extruder to obtain extrudates, or the cake is dried, ground into powder and tableted with the addition of graphite. The adsorbent can be molded in the form of balls or particles of irregular shape. The adsorbent is subjected to heat treatment: drying and calcination at temperatures of 110 o C and 350 o C. The disadvantage of this method is the insufficiently high chlorine consumption and mechanical strength of the adsorbent.
С целью повышения хлороемкости и механической прочности адсорбента предложен адсорбент для очистки от галогенсодержащих соединений, включающий оксиды цинка, алюминия, соединение щелочного металла и дополнительно - соединения кремния при следующем соотношении компонентов в мас.%:
Оксид цинка - 50,0-85,0
Соединение щелочного металла (в пересчете на M2O) - 0,01-6,0
Соединение кремния (в пересчете на SiO2) - 0,05-15,0
Оксид алюминия - Остальное
В качестве соединения кремния используют, в частности, природный алюмосиликат - каолин. Состав каолина может быть охарактеризован формулой Al2Si2O5(OH)4 [Химическая энциклопедия. Том 2. - М.: Советская энциклопедия, 1990, с. 606] . Используют также глины, которые, как и каолин (каолинит), обладают слоистой структурой. В качестве синтетических силикатов можно применять силикаты натрия и калия.In order to increase the chlorine capacity and mechanical strength of the adsorbent, an adsorbent is proposed for purification from halogen-containing compounds, including zinc and aluminum oxides, an alkali metal compound and, additionally, silicon compounds in the following ratio of components in wt.%:
Zinc oxide - 50.0-85.0
The alkali metal compound (in terms of M 2 O) - 0.01-6.0
The silicon compound (in terms of SiO 2 ) - 0.05-15.0
Alumina - Else
As a silicon compound, in particular, natural aluminosilicate — kaolin — is used. The composition of kaolin can be characterized by the formula Al 2 Si 2 O 5 (OH) 4 [Chemical Encyclopedia. Volume 2. - M .: Soviet Encyclopedia, 1990, p. 606]. Clays are also used, which, like kaolin (kaolinite), have a layered structure. As synthetic silicates, sodium and potassium silicates can be used.
Существенным отличительным признаком предлагаемого адсорбента является наличие в его составе соединений кремния в количестве 0,05-15 мас.% в расчете на диоксид кремния. An essential distinguishing feature of the proposed adsorbent is the presence in its composition of silicon compounds in an amount of 0.05-15 wt.% In the calculation of silicon dioxide.
Предлагаемый способ приготовления адсорбента, содержащего оксиды цинка, алюминия, соединения кремния и соединение щелочного металла, включает смешение оксида цинка или соединения, разлагающегося при нагревании с образованием оксида цинка, гидроксида или оксида алюминия, соединения щелочного металла, природного или синтетического силиката или алюмосиликата или кремниевой кислоты, экструдирование массы, характеризующейся потерями при прокаливании при 550oС в пределах 30-60 мас.%, сушку и прокаливание экструдатов.The proposed method of preparing an adsorbent containing zinc oxides, aluminum, a silicon compound and an alkali metal compound comprises mixing zinc oxide or a compound that decomposes upon heating to produce zinc oxide, hydroxide or aluminum oxide, an alkali metal compound, natural or synthetic silicate or aluminosilicate or silicon acid, extruding a mass characterized by loss on ignition at 550 ° C. in the range of 30-60 wt.%, drying and calcining the extrudates.
Для приготовления адсорбента применяют оксид цинка или основной карбонат цинка, который при повышенных температурах разлагается с образованием оксида цинка. Для данного адсорбента величина удельной поверхности оксида цинка имеет меньшее значение, чем его чистота от примесей свинца. To prepare the adsorbent, zinc oxide or basic zinc carbonate is used, which decomposes at elevated temperatures to form zinc oxide. For a given adsorbent, the specific surface area of zinc oxide is less important than its purity from lead impurities.
Источником оксида алюминия может служить его порошок или лепешка гидроксида алюминия, который при термообработке превращается в оксид. Может быть также использована водная суспензия гидроксида алюминия (пульпа). A source of alumina may be its powder or pellet of aluminum hydroxide, which during heat treatment turns into oxide. An aqueous suspension of aluminum hydroxide (pulp) may also be used.
Для данного адсорбента нет необходимости использовать высокочистый оксид алюминия. Удобно применять оксид или гидроксид алюминия, содержащий примеси натрия и кремния, где последний связан с оксидом алюминия в виде силиката. For this adsorbent, there is no need to use high-purity alumina. It is convenient to use aluminum oxide or hydroxide containing impurities of sodium and silicon, where the latter is bound to aluminum oxide in the form of silicate.
Для введения соединений кремния можно использовать силикаты щелочных металлов или золь кремневой кислоты, природные силикаты каолин или глины. For the introduction of silicon compounds, alkali metal silicates or silica sol, natural kaolin or clay silicates can be used.
В этих компонентах, а также в гидроксиде алюминия, как правило, уже содержатся в необходимых количествах соединения щелочных металлов, достаточные для получения адсорбента с содержанием щелочного металла в пределах 0,01-0,10 мас.% в расчете на оксид. Если требуется получить адсорбент с более высоким содержанием щелочного металла (до 6 мас.%) в формуемую массу дополнительно вводят соли натрия или калия. In these components, as well as in aluminum hydroxide, as a rule, alkali metal compounds are already contained in the required amounts, sufficient to obtain an adsorbent with an alkali metal content in the range of 0.01-0.10 wt.% Calculated on oxide. If you want to get an adsorbent with a higher alkali metal content (up to 6 wt.%), Sodium or potassium salts are additionally introduced into the moldable mass.
Смесь перемешивают, добавляя при необходимости воду, для получения пластичной массы и формуют в экструдаты. Используемая для формования масса должна иметь величину потерь при прокаливании при 550oС в пределах 30-60 мас.%. Завершающая стадия - термообработка - заключается в сушке при температурах 50-150oС и прокалке при температурах 300-700oС, предпочтительнее 350-600oС. Следует отметить, что состав адсорбента дается в расчете на прокаленный при 550oС.The mixture is stirred, adding water, if necessary, to obtain a plastic mass and molded into extrudates. The mass used for molding should have a value of losses during calcination at 550 o C in the range of 30-60 wt.%. The final stage - heat treatment - consists in drying at temperatures of 50-150 o C and calcining at temperatures of 300-700 o C, preferably 350-600 o C. It should be noted that the composition of the adsorbent is calculated on calcined at 550 o C.
Важным признаком способа приготовления адсорбента является использование для введения кремния силикатов природного или синтетического происхождения или кремневой кислоты. An important feature of the method of preparation of the adsorbent is the use for the introduction of silicon silicates of natural or synthetic origin or silicic acid.
Другим признаком являются пределы потерь при прокаливании формуемой массы при температуре 550oC (ППП), которые составляют 30-60 мас.%.Another sign is the limits of losses during calcination of the moldable mass at a temperature of 550 o C (SPP), which are 30-60 wt.%.
Разность между 100% и величиной потерь при прокаливании характеризует содержание сухого вещества, оставшегося после прокаливания при указанной температуре. Потери при прокаливании определяют в основном количество влаги, содержащейся в формуемой массе. The difference between 100% and the loss on ignition characterizes the dry matter content remaining after calcination at the indicated temperature. Losses on ignition mainly determine the amount of moisture contained in the moldable mass.
Оказалось, что внутри указанных пределов ППП экструдаты, полученные продавливанием массы через фильеры с заданным диаметром отверстия, характеризуются необходимой механической прочностью. Механическую прочность можно охарактеризовать коэффициентом прочности на раскалывание гранулы ножом в кг/мм диаметра. Нами установлено, что коэффициент механической прочности адсорбента, эксплуатирующегося в химически агрессивной среде хлороводорода и других галогеноводородов, должен быть не ниже 0,9 кг/мм диаметра (при раскалывании ножом с шириной лезвия 0,1 мм по ОСТ 301-03-01.8-97 Стандарт отрасли. "Катализаторы алюмоплатиновые монометаллические и полиметаллические, оксид алюминия активный - носитель для катализаторов и осушитель газов"). It turned out that within the indicated SPP limits, the extrudates obtained by forcing the mass through dies with a given hole diameter are characterized by the necessary mechanical strength. The mechanical strength can be characterized by the coefficient of strength for cracking the granules with a knife in kg / mm diameter. We found that the coefficient of mechanical strength of an adsorbent operating in a chemically aggressive environment of hydrogen chloride and other hydrogen halides should not be lower than 0.9 kg / mm in diameter (when splitting with a knife with a blade width of 0.1 mm according to OST 301-03-01.8-97 Industry standard. "Alumina-platinum monometallic and polymetallic catalysts, active alumina - carrier for catalysts and gas dehumidifier").
ППП регулируется добавлением воды в перемешиваемую массу и подогревом массы с выпариванием воды. SPP is regulated by adding water to the mixed mass and by heating the mass with evaporation of water.
Предпочтительным признаком настоящего изобретения является использование соединения цинка, содержание примеси свинца в котором не превышает 0,1% в расчете на оксид цинка. Оксид цинка и его соединения обычно содержат примесь свинца. Для приготовления адсорбента согласно изобретению рекомендуется использовать очищенные соединения цинка либо очищать их от свинца любыми известными способами [Карякин Ю.В., Ангелов И.И. Чистые химические вещества. - М. : Химия, 1974, с.400]. A preferred feature of the present invention is the use of a zinc compound, the content of lead impurity of which does not exceed 0.1%, based on zinc oxide. Zinc oxide and its compounds usually contain an admixture of lead. To prepare the adsorbent according to the invention, it is recommended to use purified zinc compounds or purify them of lead by any known methods [Karjakin Yu.V., Angelov II. Pure chemicals. - M.: Chemistry, 1974, p. 400].
Преимущество предложенного адсорбента и способа его приготовления заключается в повышении его хлороемкости на 5-60 отн.%, а следовательно, в более продолжительном его сроке службы. Повышенная механическая прочность адсорбента также способствует увеличению его срока службы. The advantage of the proposed adsorbent and the method of its preparation is to increase its chlorine consumption by 5-60 rel.%, And therefore, in its longer service life. The increased mechanical strength of the adsorbent also contributes to an increase in its service life.
Анализ известных технических решений в области адсорбентов для очистки от галогенсодержащих соединений показал отсутствие среди них состава и способа приготовления адсорбента, соответствующего заявленному, что позволяет сделать вывод о соответствии предложенного технического решения критерию новизны. Analysis of the known technical solutions in the field of adsorbents for purification from halogen-containing compounds showed the absence among them of the composition and method of preparation of the adsorbent corresponding to the declared one, which allows us to conclude that the proposed technical solution meets the novelty criterion.
Положительный эффект добавления заданных количеств указанных соединений кремния на хлороемкость адсорбента является неожиданным. The positive effect of adding predetermined amounts of these silicon compounds to the chlorine consumption of the adsorbent is unexpected.
Промышленная применимость предлагаемого адсорбента и способа его приготовления подтверждается следующими примерами. The industrial applicability of the proposed adsorbent and method of its preparation is confirmed by the following examples.
Очистка газов и жидкостей в присутствии указанного адсорбента осуществляется путем пропускания загрязненных галогенсодержащими соединениями потоков при температурах 0-150oС, предпочтительно 10-90oС.The purification of gases and liquids in the presence of the indicated adsorbent is carried out by passing streams contaminated with halogen-containing compounds at temperatures of 0-150 o C, preferably 10-90 o C.
Пример 1. Example 1
Готовят адсорбент, содержащий 70% оксида цинка, 6,7% диоксида кремния и 0,04% оксида натрия, оксид алюминия - остальное. An adsorbent is prepared containing 70% zinc oxide, 6.7% silicon dioxide and 0.04% sodium oxide, the rest is aluminum oxide.
Используют оксид цинка с содержанием примеси свинца не более 0,01%, размером частиц менее 60 микрометров, более 99% частиц от массы оксида цинка проходит через сито с отверстиями 56 микрометров. Use zinc oxide with a lead impurity content of not more than 0.01%, a particle size of less than 60 micrometers, more than 99% of the particles by weight of zinc oxide passes through a sieve with openings of 56 micrometers.
Берут 70 г указанного оксида цинка, 12,2 г каолина, в расчете на прокаленный при 550oС, порошок гидроксида алюминия с массовым содержанием оксида алюминия 72% в количестве 24,7 г. Содержание оксида натрия в оксиде алюминия 0,15 мас.%. Используют каолин, обогащенный по ГОСТ 19607-74, сорт I.Take 70 g of the specified zinc oxide, 12.2 g of kaolin, calculated on calcined at 550 o C, aluminum hydroxide powder with a mass content of aluminum oxide of 72% in an amount of 24.7 g. The content of sodium oxide in aluminum oxide is 0.15 wt. % Use kaolin enriched according to GOST 19607-74, grade I.
Смесь перемешивают, добавляют в нее 80 см3 воды и затем 0,3 см3 азотной кислоты с концентрацией 58 мас.% для достижения необходимой пластичности массы. Потери после прокаливания при 550oС полученной массы определяют по ОСТ 301-03-01.9-97 "Катализаторы алюмоплатиновые монометаллические и полиметаллические, оксид алюминия активный - носитель для катализаторов и осушитель газов". ППП составляют 48 мас.%. После перемешивания массы полученную лепешку формуют с помощью экструдера и получают экструдаты диаметром около 2,5 мм. Адсорбент последовательно сушат при 50oС, 110oС и 130oС по 3 часа при каждой температуре и прокаливают в токе воздуха при 500oС 3 часа. Коэффициент прочности, определенный по ОСТ 301-03-01.8-97, составляет 1 кг/мм.The mixture is stirred, add to it 80 cm 3 of water and then 0.3 cm 3 nitric acid with a concentration of 58 wt.% To achieve the necessary plasticity of the mass. Losses after calcination at 550 o With the obtained mass is determined according to OST 301-03-01.9-97 "Catalysts alumina-platinum monometallic and polymetallic, active alumina - a carrier for catalysts and a gas dryer". RFPs make up 48 wt.%. After mixing the mass, the resulting cake is formed using an extruder and extrudates with a diameter of about 2.5 mm are obtained. The adsorbent is successively dried at 50 ° C, 110 ° C and 130 ° C for 3 hours at each temperature and calcined in a stream of air at 500 ° C for 3 hours. The strength factor determined by OST 301-03-01.8-97 is 1 kg / mm.
Пример 2. Example 2
Готовят адсорбент, содержащий 70% оксида цинка, 3,3% диоксида кремния, 0,04% оксида натрия, оксид алюминия - остальное. Способ приготовления аналогичен приведенному в Примере 1, за тем исключением, что берут 6,1 г каолина и 85,4 г лепешки гидроксида алюминия, содержащей 28% оксида алюминия. Содержание оксида натрия в расчете на прокаленный оксид алюминия 0,15%. Количество добавленных воды и азотной кислоты аналогично Примеру 1, но смесь в процессе перемешивания подогревают до 60-80oС.An adsorbent is prepared containing 70% zinc oxide, 3.3% silicon dioxide, 0.04% sodium oxide, and the rest is aluminum oxide. The preparation method is similar to that shown in Example 1, except that 6.1 g of kaolin and 85.4 g of aluminum hydroxide cake containing 28% alumina are taken. The content of sodium oxide per calcined alumina is 0.15%. The amount of added water and nitric acid is similar to Example 1, but the mixture is heated to 60-80 o C. while stirring.
ППП формуемой массы при 550oС - 52 мас.%.PPP moldable mass at 550 o With - 52 wt.%.
Коэффициент прочности адсорбента 1,1 кг/мм. The strength coefficient of the adsorbent is 1.1 kg / mm.
Пример 3. Example 3
Готовят адсорбент, содержащий 70% оксида цинка, 11,7% диоксида кремния и 0,03% оксида натрия, оксид алюминия - остальное. Способ приготовления аналогичен приведенному в Примере 1, с тем изменением, что берут 21 г глуховской глины, содержащей 55% фазы каолинита и 12,5 г порошка гидроксида алюминия. An adsorbent is prepared containing 70% zinc oxide, 11.7% silicon dioxide and 0.03% sodium oxide, the rest is aluminum oxide. The preparation method is similar to that in Example 1, with the change that take 21 g of Glukhov clay containing 55% of the kaolinite phase and 12.5 g of aluminum hydroxide powder.
ППП формуемой массы при 550oС - 44 мас.%.PPP moldable mass at 550 o With - 44 wt.%.
Коэффициент прочности адсорбента 1,2 кг/мм. The coefficient of strength of the adsorbent is 1.2 kg / mm.
Пример 4. Example 4
Готовят адсорбент, содержащий 55% оксида цинка, около 6,0% оксида калия, 0,1% диоксида кремния, оксид алюминия - остальное. С этой целью смешивают 55 г оксида цинка, 8,8 г углекислого калия, 1,5 см3 золя кремневой кислоты, содержащего 0,1 г диоксида кремния и 51,4 г порошка гидроксида алюминия. В смесь добавляют 60 см3 воды и затем 0,5 см3 азотной кислоты с концентрацией 58 мас.%. После перемешивания смесь формуют.An adsorbent is prepared containing 55% zinc oxide, about 6.0% potassium oxide, 0.1% silicon dioxide, and alumina - the rest. To this end, 55 g of zinc oxide, 8.8 g of potassium carbonate, 1.5 cm 3 of silicic acid sol containing 0.1 g of silicon dioxide and 51.4 g of aluminum hydroxide powder are mixed. 60 cm 3 of water and then 0.5 cm 3 of nitric acid with a concentration of 58 wt.% Are added to the mixture. After stirring, the mixture is molded.
ППП формуемой массы при 550oС - 48 мас.%.PPP moldable mass at 550 o With - 48 wt.%.
Коэффициент прочности адсорбента 1,0 кг/мм. The coefficient of strength of the adsorbent is 1.0 kg / mm.
Пример 5. Example 5
Готовят адсорбент, содержащий 55% оксида цинка, 0,05% диоксида кремния, 0,01% оксида натрия, оксид алюминия - остальное. Способ приготовления аналогичен приведенному в Примере 1, с тем отличием, что берут 55 г оксида цинка, используют гидроксид алюминия, содержащий 0,1% диоксида кремния в виде алюмосиликата и 0,02% оксида натрия в расчете на их оксиды, причем порошок гидроксида алюминия берут в количестве 63 г. При перемешивании массы в нее вводят 70 см3 воды и затем 0,8 см3 азотной кислоты с концентрацией 58 мас.%.An adsorbent is prepared containing 55% zinc oxide, 0.05% silicon dioxide, 0.01% sodium oxide, aluminum oxide - the rest. The preparation method is similar to that in Example 1, with the difference that they take 55 g of zinc oxide, use aluminum hydroxide containing 0.1% silicon dioxide in the form of aluminosilicate and 0.02% sodium oxide based on their oxides, moreover, aluminum hydroxide powder take in the amount of 63 g. With stirring, the mass is introduced into it 70 cm 3 of water and then 0.8 cm 3 of nitric acid with a concentration of 58 wt.%.
ППП формуемой массы при 550oС - 45,5 мас.%.PPP moldable mass at 550 o With - 45.5 wt.%.
Коэффициент прочности адсорбента 1,2 кг/мм. The coefficient of strength of the adsorbent is 1.2 kg / mm.
Пример 6. Example 6
Готовят адсорбент, содержащий 85% оксида цинка, 0,1% диоксида кремния и 0,1% оксида натрия, оксид алюминия - остальное. Способ приготовления аналогичен изложенному в Примере 1, с тем отличием, что количество гидроксида алюминия составляет 20,8 г, а диоксид кремния и оксид натрия вводят в виде силиката натрия девятиводного в количестве 0,45 г. В смесь вводят 35 см3 воды.An adsorbent is prepared containing 85% zinc oxide, 0.1% silicon dioxide and 0.1% sodium oxide, the rest is aluminum oxide. The preparation method is similar to that described in Example 1, with the difference that the amount of aluminum hydroxide is 20.8 g, and silicon dioxide and sodium oxide are introduced in the form of sodium nine-silicate in an amount of 0.45 g. 35 cm 3 of water are introduced into the mixture.
ППП формуемой массы при 550oС - 30 мас.%.PPP moldable mass at 550 o With - 30 wt.%.
Коэффициент прочности адсорбента 0,9 кг/мм. The adsorbent strength coefficient is 0.9 kg / mm.
Пример 7. Example 7
Готовят адсорбент, содержащий 50% оксида цинка, 0,04% оксида натрия, 15% диоксида кремния, оксид алюминия - остальное. С этой целью 50 г оксида цинка смешивают с 27,3 г каолина и 31,5 г гидроксида алюминия, содержащего 72% оксида алюминия. Содержание оксида натрия в оксиде алюминия 0,15%. Адсорбент готовят в соответствие с Примером 1, но в состав смеси вводят 160 см3 воды. При перемешивании смесь подогревают до 60oС.An adsorbent is prepared containing 50% zinc oxide, 0.04% sodium oxide, 15% silicon dioxide, and the rest is aluminum oxide. To this end, 50 g of zinc oxide is mixed with 27.3 g of kaolin and 31.5 g of aluminum hydroxide containing 72% alumina. The content of sodium oxide in alumina is 0.15%. The adsorbent is prepared in accordance with Example 1, but 160 cm 3 of water are introduced into the mixture. With stirring, the mixture is heated to 60 o C.
ППП формуемой массы при 550oС - 60 мас.%.PPP moldable mass at 550 o With - 60 wt.%.
Коэффициент прочности адсорбента 0,9 кг/мм. The adsorbent strength coefficient is 0.9 kg / mm.
Пример 8 (сравнительный). Example 8 (comparative).
Готовят адсорбент, содержащий 55% оксида цинка, 0,05% диоксида кремния, 0,01% оксида натрия, оксид алюминия - остальное. Состав адсорбента и способ его приготовления аналогичны изложенным в Примере 5, но используют оксид цинка, который содержит 0,15% свинца. An adsorbent is prepared containing 55% zinc oxide, 0.05% silicon dioxide, 0.01% sodium oxide, and the rest is aluminum oxide. The composition of the adsorbent and the method for its preparation are similar to those described in Example 5, but use zinc oxide, which contains 0.15% lead.
Пример 9. Example 9
Готовят адсорбент, состав и способ приготовления которого, аналогичны приведенным в Примере 1, но в качестве исходного соединения цинка используют основной карбонат цинка в количестве 96,8 г. Кроме того, при перемешивании подогревают массу при температуре 70-80oС.An adsorbent is prepared whose composition and preparation method are similar to those described in Example 1, but basic zinc carbonate in an amount of 96.8 g is used as the starting zinc compound. In addition, the mass is heated with stirring at a temperature of 70-80 o C.
ППП формуемой массы при 550oС - 50 мас.%.PPP moldable mass at 550 o With - 50 wt.%.
Коэффициент прочности адсорбента 0,9 кг/мм. The adsorbent strength coefficient is 0.9 kg / mm.
Пример 10. Example 10
Определяют хлороемкость полученных адсорбентов до проскока хлороводорода. С этой целью в адсорбер загружают 10 см3 измельченного адсорбента, фракция 0,25-1,00 мм. Через адсорбер при температуре 25oС и атмосферном давлении пропускают осушенный воздух, содержащий 4 г/м3 хлороводорода. Фиксируют время проскока и определяют хлороемкость адсорбента в процентах поглощенного хлора в расчете на вес исходного адсорбента. Результаты определения хлороемкости адсорбентов, приготовленных согласно Примерам 1-9, приведены в таблице.The chlorine capacity of the obtained adsorbents is determined before the breakthrough of hydrogen chloride. For this purpose, 10 cm 3 of crushed adsorbent, a fraction of 0.25-1.00 mm, are loaded into the adsorber. Drained air containing 4 g / m 3 hydrogen chloride is passed through an adsorber at a temperature of 25 ° C. and atmospheric pressure. The breakthrough time is recorded and the chlorine capacity of the adsorbent is determined as a percentage of absorbed chlorine based on the weight of the initial adsorbent. The results of determining the chlorine capacity of adsorbents prepared according to Examples 1-9 are shown in the table.
В Примерах 1-3 показано, что при содержании оксида цинка в адсорбенте 70% максимальная хлороемкость достигается при содержании диоксида кремния 6,7%, который введен с помощью каолина. Examples 1-3 show that when the content of zinc oxide in the adsorbent 70%, the maximum chlorine consumption is achieved when the content of silicon dioxide is 6.7%, which is introduced using kaolin.
При снижении содержания оксида цинка до 55% (Пример 5) хлороемкость ниже, чем при 70%. When reducing the content of zinc oxide to 55% (Example 5), the chlorine consumption is lower than at 70%.
При повышении содержания оксида цинка с 70 до 85% (Пример 6) величина хлороемкости возрастает относительно ненамного, при этом ухудшается механическая прочность адсорбента. Поэтому согласно изобретению содержание оксида цинка 85% является предельно допустимой величиной. When increasing the content of zinc oxide from 70 to 85% (Example 6), the amount of chlorine takes up relatively little, while the mechanical strength of the adsorbent deteriorates. Therefore, according to the invention, the content of zinc oxide 85% is the maximum permissible value.
В Примерах 4, 5 и 7 приведено граничное содержание компонентов адсорбента. Examples 4, 5 and 7 show the boundary content of the components of the adsorbent.
Хлороемкость низка, когда оксид цинка содержит примесь свинца (0,15 мас. %) (пример 8). Chlorine consumption is low when zinc oxide contains an admixture of lead (0.15 wt.%) (Example 8).
При использовании основного карбоната цинка вместо оксида цинка получается примерно одинаковая величина хлороемкости, как и у адсорбента, приготовленного на основе оксида цинка (см. Примеры 1 и 9). When using basic zinc carbonate, instead of zinc oxide, approximately the same chlorine capacity is obtained as for the adsorbent prepared on the basis of zinc oxide (see Examples 1 and 9).
Коэффициент механической прочности адсорбентов составляет 0,9 кг/мм и выше, когда потери после прокаливания при 550oС формуемой массы находятся в пределах 30-60 мас.% (см. примеры 1-7 и 9).The coefficient of mechanical strength of the adsorbents is 0.9 kg / mm and above, when the losses after calcination at 550 o With the moldable mass are in the range of 30-60 wt.% (See examples 1-7 and 9).
Пример 11. Example 11
Очистке от хлоридов подвергают прямогонную бензиновую фракцию н.к.-70. Сырье содержит 44,9 млн-1 хлора (в виде хлорорганических соединений) и 140 млн-1 серы.Purification of chlorides is subjected to straight run gasoline fraction N.K.-70. Raw material contains 44.9 million -1 chlorine (as organochlorines) -1 and 140 million sulfur.
В реактор установки загружают 100 см3 адсорбента, приготовленного согласно Примеру 5. Очистку проводят при 50oС, давлении 35 кг/см2 при подаче сырья 200 cм3/ч.100 cm 3 of the adsorbent prepared according to Example 5 are loaded into the reactor of the plant. Purification is carried out at 50 ° C, a pressure of 35 kg / cm 2 and a feed of 200 cm 3 / h.
Определяют содержание хлора в пробах через 60, 80 и 100 часов работы, оно составляет соответственно 23,7 ppm, 21.5 ppm и 22.4 ppm. Содержание хлора остается на примерно одинаковом уровне, удается удалить приблизительно половину хлора из исходного углеводородного сырья. Determine the chlorine content in the samples after 60, 80 and 100 hours of operation, it is 23.7 ppm, 21.5 ppm and 22.4 ppm, respectively. The chlorine content remains at approximately the same level, it is possible to remove approximately half of the chlorine from the hydrocarbon feedstock.
Пример 12. Example 12
Определяют емкость адсорбента при очистке газа от бромоводорода. Условия испытаний аналогичны описанным в Примере 11, но в качестве газа используют гелий, в котором содержится бромоводород в концентрации 4 г/м3. На адсорбенте, приготовленном по Примеру 5, емкость по брому составляет 33%.The adsorbent capacity is determined during gas purification from hydrogen bromide. The test conditions are similar to those described in Example 11, but helium, which contains hydrogen bromide at a concentration of 4 g / m 3, is used as the gas. On the adsorbent prepared according to Example 5, the bromine capacity is 33%.
Пример иллюстрирует пригодность использования заявляемого адсорбента для поглощения других галогенсодержащих соединений, помимо хлороводорода. The example illustrates the suitability of using the inventive adsorbent for the absorption of other halogen-containing compounds, in addition to hydrogen chloride.
Claims (3)
Оксид цинка - 50,0-85,0
Соединение щелочного металла (в пересчете на М2О) - 0,01-6,0
Соединение кремния (в перечете на SiO2) - 0,05-15,0
Оксид алюминия - Остальное
2. Адсорбент по п. 1, отличающийся тем, что оксид цинка содержит не более 0,1 мас. % примеси свинца.1. The adsorbent for the purification of gases and liquids from halogen-containing compounds, including zinc and aluminum oxides, an alkali metal compound, characterized in that it further comprises a silicon compound in the following ratio of components, wt. %:
Zinc oxide - 50.0-85.0
The alkali metal compound (in terms of M 2 O) - 0.01-6.0
The silicon compound (in terms of SiO 2 ) - 0.05-15.0
Alumina - Else
2. The adsorbent under item 1, characterized in that the zinc oxide contains not more than 0.1 wt. % lead impurities.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001134303/12A RU2205064C1 (en) | 2001-12-17 | 2001-12-17 | Gas- and liquid-treatment adsorbent for removing halogen-containing compounds and a method of preparation thereof |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001134303/12A RU2205064C1 (en) | 2001-12-17 | 2001-12-17 | Gas- and liquid-treatment adsorbent for removing halogen-containing compounds and a method of preparation thereof |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2205064C1 true RU2205064C1 (en) | 2003-05-27 |
Family
ID=20254778
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2001134303/12A RU2205064C1 (en) | 2001-12-17 | 2001-12-17 | Gas- and liquid-treatment adsorbent for removing halogen-containing compounds and a method of preparation thereof |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2205064C1 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2494482C2 (en) * | 2011-10-11 | 2013-09-27 | Открытое акционерное общество "Государственный научный центр Научно-исследовательский институт атомных реакторов" | Method of trapping hydrogen chloride |
RU2527091C2 (en) * | 2012-08-07 | 2014-08-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Компания "Новые технологии" | Adsorbent for purification of gases from chlorine and hydrogen chloride and method of its preparation |
RU2566782C1 (en) * | 2014-09-01 | 2015-10-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Объединенный центр исследований и разработок" (ООО "РН-ЦИР") | Sorbent for sulphur-containing compounds and method for producing it (versions) |
RU2576634C1 (en) * | 2014-12-12 | 2016-03-10 | ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ НАУКИ ИНСТИТУТ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ им. Н.Д. ЗЕЛИНСКОГО РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК (ИОХ РАН) | Adsorbent for trapping, concentration and storage of carbon dioxide |
-
2001
- 2001-12-17 RU RU2001134303/12A patent/RU2205064C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2494482C2 (en) * | 2011-10-11 | 2013-09-27 | Открытое акционерное общество "Государственный научный центр Научно-исследовательский институт атомных реакторов" | Method of trapping hydrogen chloride |
RU2527091C2 (en) * | 2012-08-07 | 2014-08-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Компания "Новые технологии" | Adsorbent for purification of gases from chlorine and hydrogen chloride and method of its preparation |
RU2566782C1 (en) * | 2014-09-01 | 2015-10-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Объединенный центр исследований и разработок" (ООО "РН-ЦИР") | Sorbent for sulphur-containing compounds and method for producing it (versions) |
RU2576634C1 (en) * | 2014-12-12 | 2016-03-10 | ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ НАУКИ ИНСТИТУТ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ им. Н.Д. ЗЕЛИНСКОГО РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК (ИОХ РАН) | Adsorbent for trapping, concentration and storage of carbon dioxide |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5375890B2 (en) | Carbon dioxide adsorption separation method | |
US4639259A (en) | Promoted scavenger for purifying HCl-contaminated gases | |
KR101208769B1 (en) | Hydrothermally stable alumina | |
JP5145904B2 (en) | Halogen-based gas scavenger and halogen-based gas scavenging method using the same | |
US9156738B2 (en) | Preparation of a solid based on zinc oxide for use in purifying a gas or a liquid | |
AU2009336619A1 (en) | Method for removing sulphur, nitrogen and halogen impurities from a synthetic gas | |
US5688479A (en) | Process for removing HCl from hydrocarbon streams | |
RU2205064C1 (en) | Gas- and liquid-treatment adsorbent for removing halogen-containing compounds and a method of preparation thereof | |
JP5309945B2 (en) | Halogen-based gas scavenger and halogen-based gas scavenging method using the same | |
EP1967254B1 (en) | Use of a faujasite and method for the adsorption of halogen-containing gases | |
JP2004534744A (en) | Use of alumina aggregates for removal of organic oxygen-containing molecules present in organic effluents | |
JP3781871B2 (en) | Chloride absorber | |
US20050137443A1 (en) | Regenerative removal of trace carbon monoxide | |
RU2211085C1 (en) | Method of preparing adsorbent for cleaning gases and liquids from halogen-- containing compounds | |
RU2217208C2 (en) | Method of removal of haloid compounds contained in gas or in liquid by means of composition on base of one of metals | |
JP2008184512A (en) | Method for removing chloride and chloride absorbent | |
JP4873108B2 (en) | Carbon dioxide adsorption separation method | |
RU2804129C1 (en) | Hydrogen chloride absorber and method for purifying gas mixtures | |
JP2002003208A (en) | Method for refining hydrogen gas | |
US5094830A (en) | Process for removal of water and silicon mu-oxides from chlorosilanes | |
WO2022162626A1 (en) | Low-cost novel adsorbent with high chloride removal capacity | |
CN112930323B (en) | Pentasil type zeolite and process for producing the same | |
RU2807840C1 (en) | Method for preparing hydrogen chloride absorbent from gas mixtures | |
EP3334691B1 (en) | Composition and process for removing chlorides from a gaseous stream | |
CA2268489C (en) | Adsorbent for separating halogenated aromatic compounds and separation method using it |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
QB4A | Licence on use of patent |
Effective date: 20051020 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20141218 |