Способ получения алюмосиликатного адсорбента

(51) С 33 26 В 20 1 СТВУ ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРпо делдю изОБРетений и отнРцтий АВТОРСКОМУ СВИД(56) .1, Патент ВеликобританииФ 1434109, кл. В 1 Р, 1976,2. Авторское свидетельство СССРпо заявке В 3393542/23-26,кл, С 01 В 33/26, 1982.(54)(57) спосоБ получкния АлюмосилиКАТНОГО АЦСОРБЕНТА, включающий смешение раствора силиката натрия с серной кислотой, формование сферического гидрогеля в масле, синерезис,.активацию раствором сернокислогоалюминия, промывку, сунку и прокалку,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью стабилизации структурных игравиметрических параметров и стабилизации качества продукта примногоцикловой эксплуатация, используют раствор серной кислоты с концентрацией 53-130 г/л, содержащий2,5-8,4 г/л окиси алюминия, а синерезис проводят при 42-55 С в течение12-24 ч и рН 8,0-9,5.1151506 2 дия синерезиса или термоабработки,Изобретение относится к области получения минеральных адсорбентов, в частности синтетических алюмосиликатных адсорбентов, и может быть использовано в нефтеперерабатывающей, нефтехимической и химической промышленности в процессах непрерывной адсорбционной очистки нефтепродуктов от ароматических, сернистых, азотистых, смолистых соединений и 1 О других примесей, а также для разделения сложных органических смесей в движущемся слое адсорбента.Известен способ получения алюмоси" ликата путем добавления к водному 15 раствору силиката щелочного металла первого источника глинозема АВ,(804), количество которого должно быть. достаточно для того, что прореагировать с 30-90 мас.7. силиката щелоч О ного металла, состаривания синереэирования) полученного алюмосиликат"ного геля в течение 2-180 мин и добавления вторичного .источника глинозема - алюмината натрия или суль фата алюминия, причем глинозем,полученный из двух источников, составляет 8-50 мас.l алюмосиликата.Полученный гидрогель отделяют, про. -мывают, сушат и рокаливают Я . ЗООднако синтезированный алюмосиликат не пригоден для адсорбционной очистки нефтепродуктов из-за получаемой тонкопористой структуры.Наиболее близким к изобретению по 35 технической сущности и достигаемому результату является способ получения алюмосиликатного адсорбента, включающий смешение раствора силиката натрия с серной кислотой, фор мование сферического гидрогеля в масоле, синерезис при 28-38 С, активацию раствором сернокислого алюминияс РН 3,0-4,5, промывку, сушку и прокалку в паровоздушной среде. Извест ный способ синтеза адсорбента дает возможность получения алюмосиликатас большим удельным объемом пор, тем самым обеспечиваются термостабильные свойства его в многоцикловой ра боте в процессах непрерывной адсорбционной очистки 12 .Недостатком известного способа получения высокостабильного и высокоактивного адсорбента является не стабильность технологии его произ водства с заданными структурными и гравиметрическими параметрами. Стана которой закладываются гравиметрические и структурные характеристикиадс.орбента, протекает по указаннойтехнологии довольно быстро, а поэтому не всегда удается эастабилизировать и регулировать параметры качества получаемого конечного продукта. В связи с этим партии полученного адсорбента могут значительно различаться по качеству.Цель изобретения - стабилизация структурных и гравиметрических параметров и стабилизация качества продукта при многоцикловой зксплуатации.Поставленная цель достигаетсятем, что согласно способу, включаю"щему смешение раствора силиката натрия с серной кислотой, Формование сферического гндрогеля в масле, синерезис, активацию раствором серно- кислого алюминия, нромывку, сушку и прокалку, используют раствор серной кислоты концентрации 53-130 г/л, содержащий 2,5-8,5 г/л окиси алюминия, а синереэис гидрогеля проводят при 42-55 С в течение 12-24 ч иорН 8,0-9,5.Использование расгвора серной кислоты с добавлением сернокислого алюминия при формовании гидрогеля позволяет получить матрицу, имеющую в своем скелете 1-4 мас.7, АХ,О, Такое содержание окисиалюминия позволяет в процессе синереэиса получить широкопористую структуру при, следующих режимах; температура 42- 55 ОС, время 12-24 ч и рН среды 8-9,5,. а также обеспечивает надежное регулирование и стабильность воспроизводства заданных структурных и гравиметрических параметров качества адсорбента. Выбор концентрации раствора серной кислоты. и содержания в ней окиси алюминия обусловлен следующими основными Факторами,При использовании раствора серной кислоты концентрации более.130 г/л и содержании в нем окиси алюминия менее 2,5 г/л значительно повышается скорость созревания гидро- геля и ухудшаются условия и точность регулирования на стадии синереэиса или термообработки адсорбента. При этом предлагаемый способ не имеет принципиальных отличий по условиям10 3 115регулирования пористой структуры игравиметрических. параметров качества от известного способа.11 ри содержании в серной кислотеокиси алюминия более, чем 8,5 г/л,нельзя получить адсорбент с большимобъемом пор (не менее 0,8 г/см) итем самым обеспечить высокую стабильность при многоцикловой эксплуатацииПри концентрации серной кислотыниже 53 г/л может быть получен качественный адсорбент при удовлетворительных условиях регулирования егопористой структуры. Однако в этомслучае крайне замедляется созревание гидрогеля и резко снижается производительность процесса.Таким образом, приведенные параметры осуществления способа позволяют достичь положительного эффектапри возможности синтеза высокоэффективного и стабильного в длительноймногоцикловой эксплуатации адсорбента. 25Технология способа заключается вследующем. Смешивают растворы силиката натрия и серной кислоты с добавлением сернокислого алюминия,известным способом осуществляют Формование в углеводородной среде сферического гидрогеля, который затемподвергают синерезису, активации,промывке, сушке и прокалке.П р и м е р 1; Смешивают 400 л2 и, (180 г/л) раствора жидкого стекла е 350 л раствора серной кислотыконцентрации 53 г/л е содержанием2,5 г/л окиси алюминия и осуществляют Формование шариков гидрогеля вуглеводородной среде (масле). Полу 40ченный гидрогель подвергают синерезису при 57 С и рН 8,0-9,0 в течениео. 24 ч активации 0,13 - 0,17 и.раствором сернокислого алюминия с45рН 3,0-4,5. Затем полученный гидрогель промывают от ионов натрия,овысушивают при 115-120 С и прокаливают в паровоздушной среде (ЗОЕ пара) при 650 С.П р и м е р 2. Смешивают 400 л2 н. (180 г/л) раствора. жидкогостекла с 350 л раствора серной кислоты концентрации 53 г/л с содержанием 2,5 г/л окиси алюминия и осуществляют формование шариков гидрогеля вуглеводородной среде (масле). Шарики гидрогеля подвергают синерезису 1506 4 при 55 ОС и рН 8,0-9,0 в течение 24 ч. Затем полученный гидрогель активируют, промывают, высушивают и прокаливают, как в примере 1..- П р и и е р 3, Смешивают 400 л 2 н. (180 г/л) раствора жидкого стекла с 350 л раствора серной кислоты концентрации 53 г/л с содержанием 2,5 л/г окиси алюминия и осуществляют формование.шариков гидрогеля в углеводородной среде (масле), после чего полученный гидрогель подвергают синерезису при 42 С и рН 8,0-9,0ов течение 24 ч, активируют, промывают, высушивают и прокаливают как в примере 1.П р и м е р 4. Смешивают 400 л 2 н. (180. г/л) раствора жидкого стекла с 200 л раствора серной кислоты концентрации 130 г/л с содержанием 8,5 г/л окиси алюминия и осуществляют Формование шариков гидрогеля в углеводородной среде (масле). Полученный гидрогель подвергают синерезису при 42 оС и рН 8,6-9,0 в течение 12 ч, активируют, промывают, сушат и прокаливают, как в примере 1.П р и м е р 5. Смешивают 400 л 2 н. (180 гл) раствора жидкого стекла с 200 л раствора серной кислоты концентрации 130 г/л с содержанием окиси алюминия 8,5 г/л и осуществляют Формование шариков гидрогеля в углеводородной среде (масле), шарики гидрогеля подвергают сииерезисуопри 42 С и рН 8,0-9,0 в течение 8 ч. Затем полученный гидрогель активируют, просушивают и прокаливают, как в примере 1.П р и м е р б. Смешивают 400 л 2 н, (180 г/л) раствора жидкого стекла с 350 л раствора серной кислоты и концентрации 59 г/л с содержанием окиси алюминия 8,5 г/л и осуществляют Формование шариков гидрогеля в углеводородной среде (масле). Полученный гидрогель подвергают синереозису при 40 С,рН 8,0-9,0 в течение 12 ч. Затем проводят стадии активации, промывки, сушки и прокалки, как в примере 1.П р и м е р 7. Смешивают 400 л 2 н. (180 г/л) раствора жидкого стекла с 200 л раствора серной кислоты концентрации 130 г/л с содержанием 8,5 г/л окиси алюминия и осуществляют Формование шариков гидрогеля в углеводородной среде(масле), Полученный гидрогель подовергают синерезису при 40 С ирН 8,0-9,0, после чего проводятстадии активации, промывки, сушкии прокалки, как в примере 5П р и м е р 8. Смешивают 400 л2 н; (180 г/л) раствора жидкогостекла с 350 л раствора серной кислоты концентрации 53 г/л с содержанием .2,5 г/л окиси алюминия и осу О. ществляют формование шариков гидрогеля в углеводородной среде (масле).Полученный гидрогель подвергаютсинерезису при 55 С и рН 8,0-9,0 втечение 25 ч.Затем проводят стадии акти вации,промывки, сушки ипровалки полученного гидрогеля,как в примере 1,П р и м е р 9. Смешивают 400 л2 и, (180 г/л) раствора жидкогостекла с 350 л раствора серной кислоты концентрации 53 г/л с содержанием 2,5 г/л окиси алюминия и осуществляют Формование шариков гидрогеля в углеводородной среде (масле)..Полученный гидрогель подвергаютосинерезису при 45 С и рН 8,0 в течение 24 ч, затем его активируют,промывают, сушат и прокаливают, какв примере 1.П р и м е р 10. Смешивают 400 л2 н. (180 г/л) раствора жидкогостекла с 350 л раствора серной кислаты концентрации 53 г/л с содержанием окиси алюминия 2,5 г/л и осуществляют формование шариков гидро 35геля в углеводородной среде (масле),Полученный гидрогель подвергают синерезису при 45 С и рН 9,0 в течение 24 ч, затем его активируют, промывают,сушат и прокаливают как в примере 1,40П р и м е р 11. Смешивают 400 л2 н. (180 г/л) раствора жидкогостекла с 350 л раствора серной кислоты концентрации 53 г/л с содержанием 2,5 г/л окиси алюминия и осу 45ществляют формование шариков гидрогеля в углеводородной среде (масле).Полученный гидрогель подвергают синерезису при 45 С и рН 9,5 в течениео18 ч, затем его активируют, промы 50вают, высушивают и прокаливают, какв примере 1.В таблице приведены режимы приготовления и качественные показатели исходных и равновесных образцовадсорбентов, полученных предлагаемым и известным способами.Из данных, приведенных в таблицевидно, что образцы адсорбентон, по 06 6лученных по предлагаемому способу,как и образцы, приготовленные по известному способу, обладают хорошоразвитой пористой структурой и высокой .активностью и стабильностью приочистке нефтепродуктов. Однако предлагаемый способ приготовления позволяет значительно проще и надежнейрегулировать параметры пористой структуры и гравиметрическую плотность,чем известный. Так, например, изменение температуры синерезиса на 10 Со,в известном способе приводит к изменению насыпной плотности с 0,54 до0,46 г/см (на 0,08 г/см), в товремя как изменение температуры с55 С до 42 С (примеры 2 и 3) в предо олагаемом способе приводит к изменению насыпной плотности с 0,48 до0,53 г/см .на 0,05 г/см). Таким об"разом, изменение гравиметрической.плотности, приходящейся на изменениетемпературы синерезиса, на 1 С впредлагаемом способе составляет около0,004 г/см /С, а в известном -0,008 г/см/ С,Аналогичная зависимостьот температуры синерезиса наблюдается в предлагаемом способе и в известном для удельного объема пор адсорбентов. Предлагаемый способ; изменение температуры с 55 С до 42 С ведето ок изменению удельного объема пор с0,9 до 0,8 см /г (около 0,008 см /гоС),известный: изменение температуры со28 С до 38 С ведет к изменениюудельного объема пор с 0,8 до1,05 см/г (около 0,025 см/г/ С).Так же, как и температура синерезиса, рН среды при синерезисе значительно меньше влияет на структурныеи гравиметрические характеристикипри получении адсорбентов по предлагаемому способу, чем по известному.Так, изменение рН среды синерезисас 8 до 9 в предлагаемом способе (примеры 9 и 10) изменяет насыпную плотность на 0,02 г/смз, в то время какэти изменения в известном способебыли более значительными: насыпнаяплотность 0,05 г/см, удельный объемпор О, 15 см /г.Таким образом, предлагаемый способпо сравнению с известным позволяетсущественно улучшить условия регулирования параметров пористой структуры и насыпной плотности и повыситьтем самым надежность синтеза высококачественного адсорбента в промышленных условиях.