Адсорбент для улавливания платиноидов и способ его получения

ФР (11) СОВХОЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ЗОБРЕТЕ ОПИСА Н АВТОРСИО с основыбанок чесс соован ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТЙРИТИЙ(54)АДСОРБЕНТ ДЛЯ УЛАВЛИВАНИЯ ПЛАТИНОИДОВ И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ,(57)1,Адсорбент для улавливания платиноидов, содержащий в качествеокись кальция, а в качестве доокись никеля или кобальта, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения поглотительной емкостипо платиноидам, а также механикой прочности, он дополнительндержит алюминат бария и активирный уголь при следующем соотношениикомпонентов, мас.Х:Окись никеля или кобальта 9-14Алюминат бария 10 зш В 01 Х 20/04 В 01 Р 53/02 Активированный уголь , 5-6 Окись кальция Остальное2. Способ получения адсорбента для улавливания платиноидов, включающий смешение окиси кальция с хлоридами никеля или кобальта с последующим формованием полученной смеси, сушкой и прокаливанием готового продукта, отличающийся тем, что, с целью повышения эксплуатационных характеристик адсорбента в условиях изменяющейся влажности и температуры, в качестве окиси кальция используют ее дезинтегрированный порошок, перед смешением окиси кальция с хлоридами никеля или кобальта ее смешивают с алюминатом бария, а перед формованием в смесь добавляют активированный уголь в гранулированном виде.3, Способ по п.2, о т л и ч а ю" щ и й с я тем, что в смесь добавляют активированный уголь с размером гранул 0,5-1,0 и 0,2-0,5 мм при их соотношении.от суммарного содержания в смеси 60-70 и 30-40 мас.Ж соответственно.1 1109Изобретение относится к химической технологии, в частности к области приготовления адсорбентов для улавливания платиноидов, и может быть использовано в химических процессах, 5 где имеет место уно". потоком газа аэрозолей, паров или частиц платиноидов.Известен гранулированный сорбент для улавливания платиноидов на основе 10 карбоната и окиси кальция, в который в качестве связующего введен азотнокислый кальций в количестве 0,2- 23,0 мас.7 и выгорающие добавки - древесные опилки или графит 0,5- 5,07. в пересчете на основное вещество 13.Недостатком сорбента является его чувствительность к влаге, что при высокотемпературных процессах и осо- дО бенно при остановках агрегата приво- дит к частичному или полному разрушению и слипанию частиц сорбента. Влагопоглощение сорбента на основе кар" боната и окиси кальция за 5 ч при д содержании воды в газе 2,07 и 30 С составляет 2,77 Кроме того, онГ обладает малой механической прочностью и относительно высокой истираемостью, что также ведет к разрушению гранул сор-.ЗО бента. Прочность сорбента 25 кг/см, истираемость за 2 ч составляет 567. Ути недостатки вызывают повышение сопротивления в системе л в конечном итоге ведут к аварийным остановкам оборудования. Наиболее близким к предлагаемому адсорбенту является адсорбент для улавливания платиноидов, содержащий в качестве основы окись кальция, а 1 в качестве добавок окись никеля или кобальта 21.11Недостатками известного адсорбента являются его низкая поглотительная 45 способность, так за 1400 ч работы содержание платинь и палладия в нем составляет 0,2 мас.Е, а также низкая механическая прочность из-за влагопоглощения 0,8-0,8 мас,7). При содержании в воздухе 27 влагиизвестный адсорбент при остановке процесса и понижении его температурыодо 30 С за 6 ч претерпевает фазовые превращения с образованием гидро окиси кальция, которая при последующем выходе на рабочий режим спекает. ся, что приводит к резкой потере 187поглотительной емкости адсорбента и может вызвать аварийную ситуацию.Наиболее близким к предлагаемому способу является способ получения адсорбента для улавливания платиноидов, включающий смешение окиси кальция с хлоридом никеля или кобальта с последующим формованием полученной смеси, сушкой и прокаливанием готового продукта. Согласно указанному способу проводят смешение окиси кальция и хлоридов никеля или коба.альта путем добавления в порошкообразную смесь кальция растворов хлоридов, формование полученной смеси и сушку при 100-200 ОС, прокаливание с . постепенным повышением температурыодо 200 С. Смешивание реагентов ведут при их соотношении, обеспечивающем конечное содержание в адсорбенте, мас.7.: окись кальция 80-95 окислы никеля или кобальта 5-20 27.Недостатком известного способа получения адсорбента является то, что он не обеспечивает высокие эксплуатационные характеристики готового адсорбента в условиях изменяющейся влажности и температуры. При остановке процесса с продувкой адсорбента воздухом при 30 С за 6 ч его механическая прочность падает с 1032-130 кг/см до 35-40 кг/см, а потери массы после 1400 ч работы составляют 50-557Цель изобретения - повышение поглотительной емкости адсорбента по платиноидам и .его механической прочности, а также эксплуатационных характеристик в условиях изменяющейся влажности и температуры.Поставленная цель достигается темУ что адсорбент для улавливания платиноидов, содержащий в качестве основы окись кальция, а в качестве добавок окись никеля или кобальта, дополнительно содержит алюминат бария и активированный уголь при следующем .соотношении компонентов, мас.7.:Окись никеля или кобальта 9-14Алюминат бария 10-20Активированный уголь 5-6Окись кальция ОстальноеКроме того, согласно способу получения адсорбента для улавливания платиноидов, включающему смешение окисикальция с хлоридами никеля или кобальта с последующим формованием полученной смеси, сушкой и прокаливанием10 20 Использование активированного угля фракции 0,5-1,0 и 0,2-0,5 мм позво- . ляет получать адсорбент, обладающий одновременно высокой механической, прочностью (до 110-113 кг/см)и массу с высокой 5,(49-37 м 1 /г) . готового продукта, в качестве окисикальция используют ее дезинтегрированный порошок, перед смешением окиси кальция с хлоридами никеля иликобальта ее смешивают с алюминатомбария, а перед Формованием в смесьдобавляют активированный уголь в гранулированном виде.Причем в смесь добавляют активированный уголь с размером гранул0,5-1,0 и 0,2-0,5 мм при их соотношении от суммарного содержания всмеси 60-70 и 30-40 мас.Ж соответственно.Верхний и нижний пределы содержания указанных компонентов (окисиникеля или кобальта, алюмината бария,активированного угля и основы - окисикальция) обусловлены требованиемполучения механически прочного иводостойкого, обладающего оптимальной удельной поверхностью (3) иобъемом пор и, как следствие,высокой поглотительной способностьюпо платиноидам адсорбента.При количественном соотношенииисходных компонентов, выходящемза указанные пределы, получаемыйадсорбент не обладает достаточнойвлагостоикостью, и 5 .а значитч30и сорбционной емкостью по платиноидам, которая равна 0,307. платиныи палладия в верхнем слое,При соотношении компонентов, выходящем за указанные верхние пределы, З 5полученный адсорбент хотя и обладаетдостаточно низкой влагопоглощаемостью 0,27., однако его сорбционныехарактеристики при этом не улучшаются по сравнению с оптимальным сос- фтавом,Дезинтегрированная окись кальция,обладая высокой химической активностью за счет несовершенства кристаллической структуры при быстром химическом взаимодействии с катионамивносимого металла и совместно с высокотемпературной термостойкой добавкойалюмината бария, позволяет сохранятьзаданную структуру, высокую поверхность при резких изменениях температуры и влажности,При использовании угля Фракции ниже указанных пределов увеличивается удельная поверхность, но снижается механическая прочность.При использовании угля Фракции выше указанных пределов уменьшается удельная поверхность и прочность, но увеличивается пористость. Соотношения между количеством угля указан" ных Фракций для получения оптимальных структурно-адсорбционных характеристик адсорберта должны находиться в пределах 60-707. угля Фракции 0,5-1,0 мм и 30-407 Фракции 0,2- 0,5 мм.Технология способа получения адсорбента заключается в следующем.Берут порошок дезинтегрированной окиси кальция и смешивают с алюминатом бария. После перемешивания в нее приливают растворы хлорида никеля или кобальта в смеси с хлоридом кальций, подогретые до 40-45 ОС.Смесь перемешивают до образования густой пастообразной массы и в нее добавляют активированный уголь типа БАУ фракций 0,5-1,0 и 0,2-0,5 мм.- Смешение указанных компонентов проводят исходя из следующего их количественного соотношения в конечном продукте: мас.%: окись никеля или кобальта 9-14; алюминат бария 10-20; активированный уголь 5-6, в том числефракции 0,5-1,0 и 0,2-0,5 мм 60-70 и 30-40 от этого суммарного количества, окись кальция остальное.Полученную массу хорошо перемешивают, подвергают формованию, например, методом шнекования, затем сушат при комнатной температуре или при 100 С, затем прокаливают в интервале 100- 900 С с подъемом температуры 100 С/ч и выдержкой при 900 фС в течение 30- 40 мин, В итоге получают адсорбенты, обладающие развитой удельной поверхностью, водостойкостью, хорошей механической прочностью и поглотительной способностью по платиноидам.П р и м е р 1. Адсорбент для улавливания платиноидов готовят смешением 500 г дезинтегрированной окиси кальция и 100 г алюмината бария. Смесь. хорошо перемешивают, затем приливают растворы хлорида никеля в количестве 290 г и раствор хлорида кальция в количестве 510 г. Оба раствора должны быть предварительно подогреты до 45 С. Смесь перемешивают до образова- о1109 Состав Показатель 80-95 Остальное 5-20 9-14 10-20 алюминат бария БАУ Количество,гПрочностьркг/см 250 250 80-100 110-113 35-40 85-90 4,0,ния густой пастообразной массы и затеявносят активированный уголь БАУ фракции 1-0,5 мм в количестве 30 г и фракции 0,5-0,2 мм в количестве 20 г.Массу перемешивают, шнекуют, сушат 5при комнатной температуре в течениесуток и прокаливают с подъемом температуры 100 С/ч до 900 С с выдержкойпри этой температуре в течение 30 мин.Полученный адсорбент содержит в в пересчете на оксиды мас. %ф СаО 76,А 1 Во 010; М 1 9, ативированный уголь5 и имеет Б А 31 м/г, влагопоглощение через б ч при 2% влаги и 30 С0,77, содержание платины и палладияпосле 1400 ч работы и одной продувкивоздухом 0,307, прочность после продувки 85 кг/см,П р и м е р 2. 400 г дезинтегрированной окиси кальция смешивают с 150 гФалюмината бария, смесь хорошо переме;шивают, затем приливают подогретые до 40 С растворы хлорида кобальта в количестве 240 г и хлорида кальция г 5 в количестве 260 г. Далее проводят операции по примеру 1. В итоге получают адсорбент, содержащий в пересчете на оксиды, мас.%,СаО бб, ЛСба 015, СоО 14, активированный уголь 5 и .имеющий 5 А 49-37 м/г, влагопоглощение через 6 ч при 27 влаги и 30 С 0,5%, содержание платины и палладия после 1400 ч работы и одной продувки воздухом 0,45%, механическую прочность 87 кг/см. Состав адсорбента,мас.%СаОсоединение МОили СоО Механическая прочность послепродувки через 700 ч,кг/си Удельная поверхность,м /г 181 6П р и м е р 3. 630 г дезинтегрированной окиси кальция смешивают с200 г алюмината бария, Смесь хорошоперемешивают, затем приливают подогретые до 45 С растворы хлорида кобальтав количестве 210 г и хлорида кальцияв количестве 510 г. Смесь перемешивают до образования густой пастообразной массы и затем вносят активированный уголь БАУ фракции 1-0,5 мм в количестве 30 г и фракции 0,5-0,2 ммв количестве 30 г. Далее проводятоперации по примеру 1. В итоге получают адсорбент, содержащий в пересчете на оксиды, мас.7.;СаО 63,М ба 020, СоО 14, активированный уголь 6и имеющий 8 А 49-34 м/г, влагопоглощение 0,37,содержание платины ипалладия после 1400 ч работы и однойпродувки воздухом 0,407, прочность90 кг/м.П р и м е р 4. Проводят сравнительные испытания полученных по примерам 1-3 и известного адсорбентовпо улавливанию платионидов в процессе каталитического разложения аммиака.4Испытания проводятся на модельнойустановке под давлением 7,3 ата,температуре контактирования 900 С,концентрации аммиака в аммиачновоздушной смеси 10,50% при одной продувке воздухом.В таблице представлены основныепоказатели работы адсорбентов в процессе их эксплуатации. известный предлагаемый1109187 Продолжение таблицы Состав Показатель 4,0 48,2 0,1480,3-0,6 0,2230,8-0,9 155 108 0,45 0,20 140 Составитель Р. ПензииРедактор 0; Бугир Техред И,Асталош КорректорЕ, Сирохман Заказ 5976/6 Тираж 533ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Подписное Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная. 4 Пористость,7Объем пор,см /гВлагопоглощение,7 Потери массы после продувкичерез 1400 ч работы, г Содержание Р и Рд в массе после 1400 ч работы и одной продувки воздухом,Остаток массы после 1400 ч работы,г Из таблицы видно, что предлагаемые адсорбенты после 1400 ч работы и 25 одной продувки воздухом имеют в полтора-два раза выше механическую прочность, в 2 раза большую поглотительную емкость по платине и палладию и на 187 меньше потери массы. 30Технико-экономическая эффектив- ность предлагаемых адсорбентов в сравизвестный предлагаемый 1нении с известным заключается в увеличении в полтора-два раза емкостипоглощения по ценным благороднымметаллам, а также в значительномулучшении физико-химических характеристик, которые позволяют эксплуатировать данные адсорбенты в условияхизменяющейся температуры и влажности срелы.