способ получения сорбента для адсорбции примесей токсичных веществ в газе

Формула изобретения

Способ получения сорбента для адсорбции примесей токсичных веществ в газе, включающий обработку твердого пористого материала - мелкозернистого динохрома-П, отличающийся тем, что обработку проводят смешиванием мелкозернистого динохрома-П с водным раствором хлорида стронция с последующим нагревом смеси до 80-90^oС и упариванием растворителя до получения воздушно-сухого состояния промежуточного продукта - мелкозернистого динохрома-П с нанесенным на его поверхность хлоридом стронция, затем полученный промежуточный продукт, нагретый до 80-90^oС, обрабатывают 10-20 мас.% водным раствором серной кислоты, образовавшийся сульфат стронция, нанесенный на поверхность мелкозернистого динохрома-П, промывают дистиллированной водой, нагретой до 50-80^oС, до удаления ионов хлора и высушивают при 120-200^oС в течение 6-12 ч.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к технологическим процессам приготовления сорбентов для адсорбции токсичных примесей в газе и может быть использовано в нефтеперерабатывающей и химической промышленности при концентрировании и последующем определении примесей труднолетучих токсичных веществ.

Известен способ получения сорбента для адсорбции примесей токсичных веществ в газе, включающий обработку твердого пористого материала (см. авторское свидетельство СССР 1493304, кл. B 01 J 20/20, опубликованное 15.07.89 г.).

В нем в качестве твердого пористого материала используют крупнопористый морденит, который обрабатывают фурфуролом, а затем карбонизируют.

Полученный сорбент хорошо адсорбирует диоксид серы, но плохо адсорбирует и десорбирует пары труднолетучих токсичных примесей.

Известен способ получения сорбента для адсорбции примесей токсичных веществ в газе, включающий обработку твердого пористого материала раствором соли (см. авторское свидетельство СССР 1518003, кл. B 01 J 20/20, опубликованное 30.10.89 г. в бюллетене 40).

В нем в качестве твердого пористого материала используют древесные стружки, которые обрабатывают раствором, содержащим гидрооксид калия, а в качестве соли - фторид калия.

Полученный сорбент хорошо адсорбирует примеси фтористого водорода и трифторида бора, но не обеспечивает адсорбцию и термическую десорбцию примесей труднолетучих токсичных веществ типа цимантрен (циклопентадиенилтрикарбонил марганца) и метилцимантрен (метилциклопентадиенилтрикарбонил марганца), применяемых в качестве антидетонационных и антипригарных добавок в моторных топливах.

Наиболее близким по технической сущности является способ получения сорбента для адсорбции примесей токсичных веществ в газе, включающий обработку твердого пористого материала, в качестве которого используют мелкозернистый динохром-П (см. описание изобретения к патенту Российской Федерации 2132057, опубликованное 20.06.1999 г.). В нем обработку мелкодисперсного динохрома-П производят путем перемешивания его с ультрадисперсным порошком алюминия в течение 15 мин, последующей выдержки в течение суток и затем просеивания через сита.

Полученный таким способом сорбент хорошо адсорбирует летучие токсичные примеси типа дихлорэтан, хлороформ, бензол, толуол и т.п., но малопригоден для адсорбции и последующей термодесорбции труднолетучих токсичных примесей типа цимантрен (циклопентадиенилтрикарбонил марганца) и метилцимантрен (метилциклопентадиенилтрикарбонил марганца).

В данном изобретении ставится задача получить такой сорбент, который обеспечивал бы адсорбцию и термическую десорбцию без разложения примесей труднолетучих токсичных веществ типа цимантрен (циклопентадиенилтрикарбонил марганца), метилцимантрен (метилциклопентадиенилтрикарбонил марганца), применяемых в качестве антидетонационных и антипригарных добавок к моторным топливам.

Решение поставленной задачи обеспечивается тем, что в способе получения сорбента для адсорбции примесей токсичных веществ в газе, включающем обработку твердого пористого материала, в качестве которого используют мелкозернистый динохром-П.

Обработку проводят смешиванием мелкозернистого динохрома-П с водным раствором хлорида стронция с последующим нагревом смеси до температуры 80-90^oС и упариванием растворителя до получения воздушно-сухого состояния промежуточного продукта - мелкозернистого динохрома-П с нанесенным на его поверхность хлоридом стронция. Затем полученный промежуточный продукт, нагретый до температуры 80-90^oС, обрабатывают 10-20 мас.% водным раствором серной кислоты. Образовавшийся сульфат стронция, нанесенный на поверхность мелкозернистого динохрома-П, промывают дистиллированной водой, нагретой до температуры 50-80^oС, до удаления ионов хлора, и высушивают при температуре 120-200^oС в течение 6-12 ч.

Осуществление заявленного способа подтверждается следующим примером.

В качестве твердого пористого материала брали мелкозернистый динохром-П (удельная поверхность 1,2 м²/г, фракции 0,50-0,63 мл), который помещали в коническую колбу, заливали концентрированной соляной кислотой и выдерживали 24 ч. Затем кислоту сливали, а мелкозернистый динохром-П отмывали от остатков соляной кислоты дистиллированной водой до отрицательной реакции на анионы хлора. Отмытый мелкозернистый динохром-П высушивали в сушильном шкафу при температуре 110-120^oС в течение 8 ч.

Брали навеску 5 г отмытого таким образом твердого пористого материала - мелкозернистого динохрома-П, помещали ее в фарфоровую чашку и заливали 8 мл водным раствором хлорида стронция, полученного растворением 0,38 г SrCl₂6H₂O в 8 мл дистиллированной воды.

Чашку с полученной смесью нагревали в водяной бане до температуры 80-90^oС и упаривали растворитель до получения воздушно-сухого состояния промежуточного продукта - мелкозернистого динохрома-П с нанесенным на его поверхность хлоридом стронция, осторожно перемешивая смесь при упаривании стеклянной палочкой.

Затем полученный промежуточный продукт, нагретый до температуры 80-90^oС, обрабатывали 8 мл 15 мас.% водным раствором серной кислоты.

Образовавшийся продукт - сульфат стронция, нанесенный на поверхность мелкозернистого динохрома-П, промывали 3-4 раза 2 мас.% серной кислотой, затем 5-6 раз промывали горячей дистиллированной водой до удаления хлора. Проба фильтрата (5 мл) оставалась прозрачной в течение 3-5 мин после добавления 3-5 капель 1% раствора азотно-кислого серебра. Отмытый продукт высушивали в сушильном шкафу при температуре 150^oС в течение 8 ч.

Полученный сорбент после остывания до комнатной температуры проверяли на адсорбцию и термическую десорбцию без разложения труднолетучих токсичных примесей типа цимантрен (циклопентадиенилтрикарбонил марганца), метилцимантрен (метилциклопентадиенилтрикарбонил марганца), применяемых в качестве антидетонационных и антипригарных добавок в моторных топливах.

При этом десорбированные примеси пропускались через газовый хроматограф, который надежно регистрировал сигнал от цимантрена и метилцимантрена.

Аналогичные результаты были получены при обработке промежуточного продукта 10 мас.% водным раствором серной кислоты, сушке отмытого продукта в сушильном шкафу при температуре 120^oС в течение 12 ч, а также при обработке промежуточного продукта 20 мас.% водным раствором серной кислоты и последующей сушке отмытого продукта в сушильном шкафу при температуре 200^oС в течение 6 ч.

Во всех случаях получали специфичный сорбент для адсорбции труднолетучих токсичных примесей типа цимантрен, метилцимантрен.

Проведенные испытания полученного заявленным образом сорбента подтвердили эффективность его использования для адсорбции и последующей термической десорбции труднолетучих токсичных примесей типа цимантрен, метилцимантрен, применяемых в качестве антидетонационных и антипригарных добавок в моторных топливах.

Полученный заявленным образом сорбент рекомендован к применению в концентраторах указанных выше труднолетучих токсичных примесей типа цимантрен, метилцимантрен.