Способ получения адсорбента

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Республик(31) 114057 (33) Япония С 01 В 31/16 В 01 О 5302 Государственный комитет СССР оо делам изобретений и открытий(088,8) Опубликовано 0704,81,Бюллетень Мо 13 Дата опубликования описания 07. 04. 81 72) Авторы Иностранцыизобретения Ясуси Нисимура, Ясуо Уехара, Тамю Хага(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АДСОРБЕНТА Иэобретение относится к способу получения адсорбента, в частности, на основе активированного угля и может быть использовано в области очистки воздуха от примесей, преимущественно от этилена.Этилен в больших количествах используется в качестве промышленного сырья. Так, например, он используется в качестве исходного вещества для производства таких различных химических продуктов . как полиэтилен, этилен-пропиленовый каучук, хлористый винил, стирол, хлористый этилен и ацетальдегид, Кроме этого, этилен 15 превращают в окись этилена и последнюю используют в качестве сырья для синтеза различных продуктов. Этилен также используется в качестве агента, способствующего созреванию Фруктов. Хотя этилен обладает небольшой токсичностью, его выделение в окружающую атмосферу является нежелательным, поскольку этилен понйжает концентрацию кислорода в воздухе и, следовательно, вызывает гипоксию и помимо этого этилен сам по себе обладает анестезирующей активностью. Кроме этого, этилен известен также, как ддин из гормонов, способствующих со 3 О зреванию растений и используется дляускорения созревания фруктов. В этомслучае возникает цепная реакция, заключакщаяся в том, что Фрукты в ходе созревания выделяют этилен и этотэтилен промотирует созревание фруктов. Если эфФективно удалять этилен, выделяемый таким образом Фрук;тами, становится возможным контролировать самосозревание Фруктов и,следовательно, удлинять период хранения фруктов.Активированный уголь является эффективным в некоторой степени приудалении атмосферного этилена, однако адсорбционная способность егочрезвычайно низка в отношении углеводородов с низким числом атомовуглерода, таких как этилен.Наиболее близким к предложенномупо технической сущности и достигаемому результату является способполучения адсорбента, включающиймодифицирование активированногоугля водными растворами солей железа, кобальта, меди, цинка, хромаи т.п. с последующими термообработкой полученного продукта при300-1200 С и сушкой в атмосфереинертного газа )1,Полученный адсорбент используютв качестве десульфурирующего агента, однако адсорбционную способ-.ность в оуношении этилена он непроявляет.Целью изобретения является прицание материалу адсорбционной спо 5собности по отношению к этилену.Поставленная цель достигаетсяописываемым способом получения адсорбента, включающим контактирование активированного угля с растворомсоли металла, выбранным из группы,содержащей медь, железо, кобальти никель в количестве 0,1-10 к весу угля, в присутствии азотной кислотыс концентрацией 0,1-0,5 н. и термообработку полученного продукта при150-900 С. Отличием способа являетсято, что контактирование угля с раствором соли металла ведут в присутствии азотной кислоты, а термообработку осуществляют при 150-900 С.оДругим отличием является использование азотной кислоты с концентрацией 0,1-0,5 н.Кроме того, отличием способа является то, что металл берут в количестве 0,1-10 к,весу угля,Способ осуществляют следующимобразом.Активированный уголь обрабатывают раствором по крайней мере од- ЗОного металла, выбранного нэ группы,состоящей из меди, железа, кобальта и никеля или одного из соединений этих, металлов в условиях подкисления азотной кислотой, поддержа- З 5нием содержания металла в активированном углероде в количестве 0,0120 вес.Ъ и последующим нагреваниемполученного в результате металлсодержащего активированного угле Орода в инертной атмосфере при 150900 С.Получаемый согласно описанномуспособу адсорбент, наряду со способностью удалять этилен, способен 45удалять другие газообразные компоненты.что касается типа используемогов изобретении активярованного угля,то следует отметить, что предпочтительны сферы из активированногоугля, обладающие большой прочностью,полученные из пека.Кроме этого, можно применять формованный, дробленый или порошкообраэный уголь, получаемый из кокосовой 55шелухи и других древесных материалоьи угля.Используемыми металлами являютсямедь, железо, кобальт и никель.Они могут использоваться либо самипо себе, либо в комбинации из одного или более металлов. Количествометалла, входящего в активированныйуголь, лежит в интервале 0,01-20 вес.Впредпочтительно 0,1-10 вес,В,в расчете на вес активированного углерода,Если количество металла нижеуказанного интервала, то не удаетаядостичь удовлетворительного эффектав результате добавления металла.Если количество металла выше указанного интервала, то ожидаемый эффектне повышается пропорционально добавляемому количеству и, следовательно, эффективность введенного металла ухудшается и адсорбционная способность активированного угля относительно других газообразных компонентов ухудшается соответствующимобразом.Введение металла в активированныйуголь лучше всего производить путемадсорбции активированным углеродомводного раствора соли металла. Дляэтой цели активированный углерод может быть диспер.ирован в большомобъеме водного раствора соли металлаи после завершения адсорбции солиметалла, активированный уголь выделяютиз раствора фильтрацией. В целях удобства и простоты,активированный угольи водный раствор соли металла можносмешивать в нужных количествах такимобразом, что практически весь водный раствор будет адсорбироватьсяактивированным углем.Как указано выше, введение металла в активированный уголь осуществляется при подкислении азотной кислотой, Не удается оказать полокительного влияния на адсорбционную способность ни при использовании нейтральной или щелочной соли, ни в результате использования соли любой органической кислоты, такой как ацетат.Для подкисления используют азотнуюкислоту с концентрацией от 0,1 доменее 5 н. Использование азотнойкислоты с концентрацией, превышающей5 н., является нежелательным, поскольку азотная кислота разлагается активированным углем, Обычно допусти-,мые концентрации азотной кислоты,используемой для подкисления, лежатв интервале 0,5-2 н. Далее активированный уголь, в который введен металл, сушат и нагре" вают в инертной атмосфере. Могут использоваться гелий, аргон, азот и т,п. в широком температурном интервале. При температурах, не превышающих 700 С, для такой цели можно использовать пар или водород, Температура, при которой проводят нагревание, лежит в интервале 150-900 СОФ предпочтительно 200-700 С. Нагревание, проводимое при температуре ниже 150 С, не дает нужный продукт.оЕсли нагревание проводят при температуре выше 900 С, эффект теря" ется из-эа спекания металла на угле, роде. Продолжительность такого нагревания обычно составляет от 0,1 ч до нескольких часов.П р и м е р 100. мл водного раствора солей металлов,подкисленного или неподкисленного азотной кислотой (до 0,5 н.), и 100 г гранулированного активированного угля различного типа (,углеродные сФеры, полученные из смолы, дробленый уголь из кокосовой шелухи) тщательно смешивают друг с другом до полной адсорбции акого раствора активированным углеродом, Затем пропитанный солью активный уголь сушат при температуре 110-120 С,нагревают в кварцевой трубке в токе азота или пара при изменяющейся температуре в течение одного часа с помощью трубчатой электрической печи, затем охлаждают до комнатной температуры и выгружают из трубки для использования в качестве испытуемого образца.В тех случаях, когда для нагревания активированного угля применяют пар, проводят нагревание до 200 С в токе азота.Затем испытуемый образец полученного таким образом адсорбента(5 г) помещают в стеклянный резервуар с внутренним объемом 1,1 ли после подачи в резервуар газообразного этилена определяют измене-,ние концентрации газообразного эти лена в резервуаре во времени с помощью газового хроматограФа,снабженного пламенно-ионизационным де"тектором Условия получения каждогоиэ испытуемых образцов и реэультао ты удаления газообразного этиленапредставлены в таблице. Скоростьудаления газообразного этилена представлена следующей Формулой: скорость удаления газообразного этиле-на (В) = (концентрация этилена вобработанном газе / концентрация этилена в исходном газе)100. Таким образом, как следует изпредставленных данных,"удаление 20 газообразного этилена в резервуарепрактически достигает равновесиячерез 10 мин контакта. Все адсорбенты, полученные по предложенномуспособу, обеспечивают полное удаление газообразного этилена.63 а Э Ю 6 Р 3 О Ф оа 3 нюх хх ЭН Н %О Од в О 1с% О о 1 п 3 эх ахх Ф Ф 1% ва ,в аЭ Ф %а и Н Ф О а 0 о О О О О О О О О О О а ф %1 а а о о а о о о о о о о оН Ф хФ хэ хо ХЕХ 1 вХМН Н в в нх ах 1 1 ЭЦ НЦ с Ф ХЭ %42 Хй х х НЮ ФЖ 1ДвО 1 0 ЭФОХ ДЦ ОАЛОЭОВ 3 0 хьюг ХОЦ ххо % я а ОХЭ ННЦ О Х 1%З Ю 1% 1 1в в 1 1 3 О н О ю О ;Ф х х хо Ф ЮН х д О Н Х о о ф о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о %- %-% %- %Ч % 4 % 4 гЧ %1 % Ч Н %-1 Н %-% о о о о о ф о о о о о о о о о о о о о в о о о о о о о он ф о ф фМо о о о о о о о Ъ Рщ ОЪ н нк на н ЮК,Ф 1 О ЮЮ не ае ахех на на н н е е еФфО ФОХ д щ е О л к о ч е Е жо е й к ю н д о хй 1 х х е е с 3 жО цон хи М ФО оео о ао а ю ха ох о " а .а а о ф Г ф ф ф ф а ю л о ф ф ф ф О О 1 ф . ОЪ 0 Л Ю ф 3 1+ ф ф ф ф а аь фф Л Ю Ю Ю фФ МЮ Ю М Юй и е ио о хо е820655 Формула изобретения Составитель В. ВиноградоваРедактор Л. Курасова Техред М,федорнак Корректор С, шекмар,Заказ 1429/38 Тираж 505 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раущская наб., д, 4/5филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 1Способ получения адсорбента, включающлй контактирование активированного угля с раствором соли металла, выбранным иэ группы, содер 1жащей медь, железо, кобальт и никель, с последующими сумкой и термообработкой полученного продукта, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью придания материалу адсорбционных свойств по отношению к этилену, контактирование с раствором соли металла ведут в присутствии азотной кислоты, а термообработкуосуществляют прй 150-900 С.2, Способ по п.1, о т л и ч аю щ н й с я тем, что используютазотную кислоту с концентрацией0 5 н3, Способ по п.1, о т л и ч а -ю щ и й с я тем, что металл берутв количестве 0,1-10 к весу угля.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент франции 9 2117397,кл. В 01 О 53/00, 21,07,72 (прототип),