Структура и свойства промышленных адсорбентов

Структура и свойства промышленных адсорбентов [c.199]

Основными промышленными адсорбентами являются пористые тела, обладающие большим объемом микропор. Свойства адсорбентов определяются природой материала, из которого они изготовлены, и пористой внутренней структурой (см. гл. 19). [c.190]

Цеолиты. Эти адсорбенты представляют собой природные или синтетические минералы, которые являются водными алюмосиликатами катионов элементов первой и второй групп периодической с1 стемы Д. И. Менделеева. Б качестве промышленных адсорбентов применяются главным образом искусственные (синтетические) цеолиты. Относительно недавно были получены цеолиты, обладающие весьма однородной структурой пор, размеры которых соизмеримы с размерами адсорбируемых молекул. Эти цеолиты проявляют молекулярно-ситовое действие, которое заключается в их способности не поглощать молекулы, диаметр которых больше диаметра пор. Молекулярно-ситовыми свойствами обладают также некоторые природные цеолиты, например натролит. Молекулярно-ситовое действие цеолитов часто используют в промышленной практике для разделения некоторых веществ, например нормальных и изопарафиновых углеводородов. [c.565]

К углеродным адсорбентам относятся самые распространенные в промышленности адсорбенты — активные угли. Их структура и свойства значительно отличаются от минеральных адсорбентов. Они содержат [c.8]

Методы изучения свойств адсорбентов [1, 2, 7, 8, 13, 14]. Процессы, происходящие на границе раздела газ — твердое тело, имеют огромное практическое значение в промышленности и в лабораторной технике. Наиболее важные из них очистка газов, их рекуперация, разделение смеси газов в препаративных и аналитических целях, газовая хроматография, изучение свойств гетерогенных химических реакций, в частности каталитических. Чтобы правильно выбрать и применить адсорбенты для указанных целей, необходимо знать такие их свойства, как удельную поверхность, пористость, структуру пор, адсорбционную способность. [c.111]

Получены углеродные адсорбенты, шихта которых содержит (масс. %) 17 — угля, 40 — полукокса, 13 — асфальтита. Последний имеет в своем составе 12,6 % масел. Их формуют 30 % древесной смолы. Характеристика их структуры и свойства представлена в табл. 10.82. Из этих данных видно, что по сорбционной способности адсорбенты не превосходят промышленные (и отечественные, и зарубежные). [c.601]

Обоснованный подход к подбору нефтяных остатков для получения углеродных адсорбентов должен базироваться на соответствующей классификации, которой в настоящее время не создано, так как нет исследований влияния различных групп углеводородных и гетероатомных соединений на технологические свойства, выход и механические свойства и пористую структуру адсорбентов. Можно привлечь к определению пригодности нефтяных остатков в качестве сырья достаточно распространенную характеристику коксообразующей способности, которая рассчитывается по электронным спектрам поглощения и характеризует качество сырья с точки зрения склонности ароматических структур к циклоконденсации и выходу кокса. Желательно иметь эмпирические таблицы, в которых сопоставлено качество сырья с качеством кокса. Такие закономерности имеются. Например, сырье со степенью ароматичности 0,14-0,2 и коксообразующей способностью 12,7-14,0 дает кокс с высоким значением плотности (2,13 г/см ) и степенью упорядоченности (2,80). Если в последующем это сопоставить с пористой структурой полученных по промышленной схеме углеродных адсорбентов, то можно найти математическую зависимость, которая в первом приближении будет характеризовать пригодность сырья для получения углеродных адсорбентов. [c.580]

В настоящее время существует большой разрыв между потребностью в адсорбентах разной пористой структуры и их промышленным изготовлением. Наша промышленность не обеспечивает выпуск сорбентов нужного качества и структуры. В области получения сорбентов с заданными свойствами мы значительно отстаем от зарубежной промышленности. [c.101]

Многие выпускаемые промышленностью углеродные адсорбенты имеют промежуточные свойства, т.е. на их поверхности имеются кислородсодержащие группы и в то же время их поверхность имеет структуру графита. Адсорбционные свойства окисленных углеродных адсорбентов напоминают свойства окислов металлов, но благодаря графитовой структуре ароматические соединения адсорбируются сильнее, чем соответствующие алифатические производные. В результате элюотропные ряды, полученные на рассматриваемых адсорбентах, отличаются от полученных на окислах металлов (см. стр. 69 ). Следует отметить, что элюирующая сила растворителя возрастает с увеличением размера молекулы растворителя. Ароматические растворители должны быть сильнее, чем соответствующие алифатические раствори-толи. [c.83]

Б промышленной практике наиболее широкое применение нашли следующие типы пористых адсорбентов активные (активированные) угли, силикагели, алюмогели и цеолиты (молекулярные сита), которые отличаются друг от друга как адсорбционными свойствами (вследствие различной природы материала, метода обработки и структуры), так и размерами гранул и плотностью. Все адсорбенты представляют собой гранулы диаметром 1—5 мм с сильно развитой внутренней поверхностью. В гранулах адсорбента имеются поры, размеры которых сопоставимы с размерами молекул адсорбируемых веществ, а общая удельная площадь поверхности пор достигает 1000—1200 м /г для активных углей и 500—800 м /г для силикагелей и алюмогелей. [c.191]

О трудностях, вызываемых плохой воспроизводимостью партий адсорбента, уже говорилось ранее. Любой определенный тип адсорбента, такой, как силикагель, может значительно изменять хроматографические характеристики в результате соответствующего изменения площади поверхности адсорбента и структуры пор или природы адсорбента (например, кристаллический или композиционный). В наших экспериментах, особенно проводимых в настоящее время, определенный выпускаемый промышленностью продукт, такой, как порасил, будет показывать незначительные изменения в свойствах от партии к партии. Однако эти свойства могут в широкой степени контролироваться небольшими изменениями в количестве добавленной воды в адсорбент (см. предыдущее обсуждение). [c.172]

Природные и синтетические цеолиты, обладающие молекулярноситовыми свойствами, нашли широкое применение в качестве катализаторов и адсорбентов в самых различных отраслях промышленности. В Советском Союзе и за рубежом с каждым годом продолжает расти интерес к высококремнеземным цеолитам различной структуры типа фожазита (с мольным отношением ЗЮ2/А Оз около 5, типа У), морденита, эрионита и эль (Ь). [c.3]

В настоящее время промышленность производит разнообразные типы адсорбентов, обладающих различной пористой структурой и разными свойствами поверхности, — активированные угли, силикагели, синтетические цеолиты и др. Это позволяет для каждого конкретного случая подобрать высокоселективный сорбент, который обеспечивает очистку газового потока с малыми потерями целевого продукта. Для адсорбционной очистки газов применяют главным образом пористые адсорбенты активированный уголь, силикагель, цеолиты, отличающиеся высокой адсорбционной активностью и сравнительно легко регенерируемые. [c.39]

Избирательная адсорбция с применением синтетических цеолитов в последнее время получила широкое применение в промышленности. В силу особенностей кристаллической структуры синтетические пористые алюмосиликаты, относящиеся к классу цеолитов, обладают специфическими поглотительными и каталитическими свойствами. Выше уже упоминалось о применении цеолитов для создания новых катализаторов крекинга и каталитического риформинга. Цеолиты используются и как адсорбенты для глубокой осушки, очистки и разделения углеводородных смесей. Например, цеолит типа 5А (кальциевая форма) селективно поглощает молекулы с поперечником менее 4,9 А, к числу которых относятся нормальные парафины, и не поглощает углеводородов изостроения и циклических. [c.345]

Т. Г. Плаченовым и его сотрудниками проведены систематические исследования углей хлорцинковой активации. Разработаны методы исследования вторичной структуры пористых тел, позволяющие определять их дифференциальные поверхности и объемы нор с эквивалентными радиусами от 350 ООО А до молекулярных размеров. Получены полные сведения о вторичной пористой структуре промышленных, лигниновых и других углей, представляющие теоретический и практический интерес. Предложены методы активации лигниновых углей. Разработан способ получения угля из лигнина с высоким содержанием углерода. Разработаны способы получения углеродных адсорбентов, обладающих молекулярноситовым свойством. Изучена роль природы адсорбированного иона на окисленном угле и его ионнообменная емкость. [c.269]

Рассмотренные теоретические соображения и экспериментальные данные свидетельствуют о том, что качество промышленных активных углей как адсорбентов из газовой фазы определяется параметрами их микропористой структуры И о и Ед при минимально необходимом развитии транспортной пористости. Для улавливания с последуюш,им использованием веш,еств, близких по своим физико-химическим свойствам к хлористому этилу или сероуглероду, необходимы микропористые угли с объемом микропор около 0.5 см /г и > 6 ккал/моль. В данном случае десорбция не является лимитируюш,им фактором. [c.9]

Получение углеродных адсорбентов из каменных углей в промышленных условиях возможно. Опубликованы сведения об использовании таких адсорбентов для разделения воздуха при обычной температуре в одноступенчатой адсорбционно-десорбционной установке производительностью 168 нм /ч 80%-ного кислорода и получением азота с концентрацией не менее 99% [1]. Однако получение адсорбентов с выраженными молекулярноситовыми свойствами в условиях промышленного производства ограничено рядом технологических трудностей, связанных с большим содержанием золы в карбонизованных углях, изменением их реакционных свойств в процессе активирования и узким критическим пределом изменения параметров процесса активирования, обеспечивающих заданные величины объемов микропор и линейных размеров входов в них. Кроме того, необходимо модифицировать пористую структуру таких углей полимерными материалами. [c.22]

О рациональных параметрах пористой структуры промышленных активных углей. Дубинин М.М.— В кн. Адсорбенты, их получение, свойства и применение. Л., Наука, 1978, с. 4—9. [c.228]

В промышленной практике наиболее широкое применение нашли следующие типы пористых адсорбентов активные (или активированные) угли, силикагели, алюмогели и цеолиты (или молекулярные сита), которые отличаются друг от друга как адсорбционными свойствами (вследствие различной природы материала, метода обработки и структуры), так и размерами гранул и плотностью. [c.12]

Интерес к рассмотрению процесса диффузии адсорбированных флюидов в пористых углеродных материалах вызван прежде всего огромной практической важностью углеродных адсорбентов, широко применяемых в промышленности для очистки и разделения газовых и жидких смесей. Изучение диффузии имеет большое значение при разработке углеродных адсорбентов с заданными свойствами для лабораторного и промышленного применения. Особую практическую важность имеют количественное описание диффузии метана и анализ факторов, влияющих на протекание этого процесса. Такая информация необходима при оптимизации методов добычи природного газа из угольных пластов для использования в качестве энергоносителя. При изучении диффузии в микропористых средах наиболее эффективны методы компьютерного моделирования. Применение этих методов позволяет выявить закономерности влияния различных факторов (внешние условия, природа адсорбата и адсорбента, структура поверхности, топология пор, наличие примесей) на значения коэффициентов диффузии флюида и на механизм процесса. [c.167]

Адсорбционные методы основаны на избирательном извлечении из парогазовой смеси определенных компонентов при помощи адсорбентов — твердых высокопористых материалов, обладающих развитой удельнсй поверхностью 5уд (5уд — отношение поверхности к массе, м /г). Промышленные адсорбенты, чаще всего применяемые в газоочистке, — это активированный уголь, силикагель, алюмогель, природные и синтетические цеолиты (молекулярные сита). Основные требования к промышленным сорбентам — высокая поглотительная способность, избирательность действия (селективность), термическая устойчивость, длительная служба без изменения структуры и свойств поверхности, возможность легкой регенерации. Чаще всего для санитарной очистки гадОВ применяют активный уголь благодаря его высокой поглотительной способности и легкости регенерации. [c.171]

Продажные угли типа активированных, применяющиеся в качестве адсорбентов, по их физической структуре, свойствам и применению могут быть сгруппированы в четыре класса обесцвечивающие, угли для адсорбции газов, металлов и медиципскис угли. Ни один ии углей не может быть эффективно применен для всех целей. Для целей промышленной адсорбции газов и паров требуются угли механически прочные, сравнительно плотные и высокоактивные. Мягкий порошкообразный высокопористый угсГль обычно весьма активен в отношении обесцвечивания, но для указанной цели практически не представляет никакой ценности. Два активированных угля могут содержать oj ih и тот же процент активного углерода, но оДин может быть при этом чрезвычайно ценным в качестве адсорбента для паров, тогда как другой является, ценным в качестве обесцвечивающего адсорбента для растворов сахара однако оба становятся почти бесполезными, если попытаться взаимно переменить их применение. [c.791]

Адсорбция твердыми поглотителями основана на избирательном извлечении вредных примесей из газа при помощи адсорбентов — твердых зернистых материалов, обладающих высокой уделЕ ной поверхностью. В газоочистке применяется как физическая адсорбция, основанная на ван-дер-ваальсовых силах, так и хемосорбция. В качестве адсорбентов для очистки газов применяют высокопористые материалы, чаще всего активированный уголь, силикагель и синтетические цеолиты (молекулярные сита). Для промышленной практики наиболее важны высокая поглотительная способность адсорбента, его адсорбционная активность, избирательность действия, термическая устойчивость, длительная служба без изменения структуры и свойств поверхности, легкость регенерации, малое гидравлическое сопротивление потоку газа. Активированные угли различных марок и силикагели уже давно и успешно применяются в промышленности. [c.235]

Наличие кристаллической структуры, химическая и термическая стабильность, наличие в цеолитах пор обусловили их применение. Поэтому в промышленности определены основные области применения природных цеолитов в качестве адсорбентов, молекулярных сит, катализаторов, основанные на адсорбционных, ионообменных и молекулярно-ситовых свойствах. В качестве молекулярного сита впервые в 1945 г. Баррером было показано использование дегидратироваппого природного шабазита. В процессах разделения и очистки природные цеолиты впервые начали применять в конце 1954 г. В качестве катализаторов в конце 50-х гг. началось широкое промышленное применение природных цеолитов. [c.5]

Анализ сравнительных характеристик отечественных и зарубежных промышленных образцов углерод-ньпс адсорбентов свидетельствует об идентичности их пористой структуры и адсорбционных свойств. Различия в прочностных характеристиках материалов, по всей видимости, обусловлены различием в технологических решениях стадии формования. [c.546]

Сланцевые фенолы дают больший выход кокса, чем сланцевая смола, кокс имеет более плотную структуру. Сополиконденсаты из сланцевых фенолов также дают более плотный кокс с большим выходом, чем из сополиконденсатов сланцевой смолы. Эти свойства делают возможным использование сополиконденсатов в качестве составной части шихты при получении гранулированных адсорбентов, а также самостоятельно в дробленом виде. Изменяя соотношение исходных продуктов, а также и сами исходные продукты, можно целенаправленно изменять свойства адсорбентов. Механически прочные высокоэффективные адсорбенты получают при введении измельченных сополиконденсатов в качестве компонента шихты. Сополиконденсаты получают из суммарньк сланцевых фенолов, их промышленных фракций, фурфурола и кислого гудрона. [c.585]

По параметрам пористой структуры (см. табл. 10.57) и разделите п.ным свойствам (см. табл. 10.58) углеродные адсорбенты, полученные из суммарных сланцевых фенолов, находятся на уровне адсорбентов, гюлученных из отдельных фракций фенолов. Следовательно, в промышленных масштабах при получении углеродных адсорбентов целесообразнее использовать не отдельные фракции сланцевых фенолов, а применять фенолы в суммарном виде. Очевидно, что это экономически и технологически более выгодно. Среднеобгарные адсорбенты используются для сорбции металлов из многокомпонентных растворов цианидов металлов. [c.589]

Современное изучение адсорбционных и каталитических свойств твердых пористых тел немыслимо без знания площади их поверхности и внутренней структуры. Эти показатели с точки зрения физической адсорбции и каталитических процессов наряду с химической природой поверхности являются наиболее важными характеристиками адсорбентов и катализаторов. Во-первых, величина удельной поверхности определяет количество вещества, адсорбируемого единицей массы адсорбента, дает необходимые сведения о характере адсорбционного процесса, о наличии моно- или полимолекулярно-адсорбцион-иых слоев, позволяет сравнить результаты теоретических вычислений адсорбции, поверхностной энергии, работы и теплоты адсорбции с экспериментальными данными и целым рядом других факторов, тесно связанных с применением адсорбентов (катализаторов) в различных отраслях промышленности и народного хозяйства. Во-вторых, удельная поверхность и структура адсорбентов дают возможность глубже понять механизм адсорбции и гетерогенных каталитических реакций, протекающих на поверхности и в объеме адсорбента (катализатора), позволяют судить о количестве и протяжспности активных центров, а также о кинетике и избирательности сорбционного и каталитического процессов. [c.102]

Разработчик адсорбционных вакуумных насосов при выборе одходящего адсорбента часто бывает в затруднительном положе-ш вследствие больших различий между экспериментальными данными по адсорбции казалось бы одних и тех же марок адсорбентов, но испытанных разными авторами. Объяснение этого факта может быть различным. Так, в работе [44] показано, что в углях БАУ, взятых из разных промышленных партий, различие в объемах микропор достигало 30%. Таким образом, под общим названием уголь БАУ фактически объединяется целый ряд активных углей с существенно отличающимися параметрами пористой структуры и, следовательно, с отличающимися адсорбционными свойствами. Очевидно, этот фактор можно отнести и на ряд других адсорбентов. [c.73]

Среди многочисленных видов адсорбентов, которые используют в химической промышленности, важное место принадлежит активировалным углям. Их эффективно применяют для разделения и очистки газовых смесей, рекуперации растворителей, очистки растворов и сточных вод. По современным представлениям, активированные угли состоят из мелких кристаллов углерода с решеткой графита. Их адсорбционные свойства зависят от величины активной удельной поверхности и структуры, т. е. от величины пор и распределения их по размерам. Структура активированного угля влияет на скорость процесса адсорбции, определяет форму изотермы и число поглощенных молекул различных размеров. [c.181]

В ])аботе исследована адсорбция паров вепц ств с относительно крупными молекулами в статических и динамических условиях па образцах промышленных активных углей с различной микропо-pn Toii структуро1г. При адсорбции веществ, эффективные размеры молекул которых соизмеримы с входами в микропоры активного угля (третичный бутил-бензол, 1,3,5-триэтилбензол на АУ-3) наблюдается эффект молекулярно-ситового действия, приводящий к общему снижению адсорбционной способности адсорбента, а сам процесс адсорбции приобретает активированный характер. Динамическая активность существенно снижается за счет ухудшения кинетики адсорбции. При выборе рациональной пористой структуры адсорбента кроме обычных физико-химических свойств адсорбируемого вещества (pg, s), определяющих ого адсорбируемость, необходимо учитывать особенности структуры его молекул и их эффективные размеры. Библ. — 2 назв., табл. — 3. [c.271]

Внимание многих исследователей в последние годы привлечено к новому типу углеродных адсорбентов - молекулярно-ситовым углям (MS ). Этот интерес не случаен. Молекулярно-ситовые угли имеют более узкие поры, чем сарановые угли, и адсорбция на них молекул малого диаметра является предельным случаем адсорбции за счет дисперсионных сил (сил Ван-дер-Ваальса) подобно адсорбции более крупных молекул циклогексана и бензола на сарановом уше, когда диаметр пор адсорбента соизмерим с размерами молекул адсорбата. В силу своих сорбционных свойств молекулярно-ситовые угли имеют широкие перспективы промышленного применения. Особенности их энергетической структуры в отдельных случаях обусловливают некоторые преимущества MS перед цеолитами. Так, например, они могут служить эффективным средством разделения и очистки газовых и жидких смесей в присутствии такого полярного компонента, как вода. Плохая сорбируемость полярных веществ на углеродных адсорбентах предопределяет также возможность использования молекулярно-ситовых углей для очистки газовых потоков от различных органических примесей. [c.529]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология