Вода в цеолитах десорбция

На рис. 2.18 в качестве примера приведены кривые падения скорости десорбции. Как видно, скорость удаления паров воды из цеолита СаУ (диаметр зерна 5 мм) значительно выше, чем из цеолита СаА (примерно в 1,5—2 раза). Из рисунка также следует, что скорость десорбции паров воды зависит незначительно от наличия связующего в исследуемом цеолите СаА (диаметр зерна 4 мм). [c.86]

Сущность технологии депарафинизации этим методом состоит в следующем. Гидроочищенная фракция 200-320 °С I смещивается с водородсодержащим газом (ВСГ) в соотношении 1 5 по объему, нагревается вначале в теплообменниках, а затем в печи до 380 °С и поступает в один из адсорберов / и 2, заполненных цеолитом СаА (таблетки 3x3 или 4x4). (На рис. 9.11 это адсорбер /, сплошными линиями показаны действующие в данный момент соединения, а пунктиром - недействующие). В адсорбере / н-алканы поглощаются цеолитом, а пары депарафинированной фракции 200-320 С в смеси с ВСГ конденсируются, охлаждаются и поступают в разделительную колонну 3. Снизу этой колонны депарафинизат IV выводится с установки, а в укрепляющей ее части ВСГ промывается встречным потоком воды, с тем чтобы поглотить из него примеси аммиака, вынесенные из адсорбера после стадии десорбции. Из колонны 3 ВСГ компрессором вновь направляется на смешение с сырьем. Одновременно с циклом адсорбции в другом аппарате 2, цеолит которого до этого был насыщен н-алканами, происходит процесс десорбции н-алканов и соответственно восстановления поглотительной способности цеолита. Десорбция осуществляется при почти той же температуре 300-350 С аммиаком, который, адсорбируясь в порах цеолита, вытесняет из них н-алканы. Кратность аммиака 4 1 по объему. Смесь паров аммиака и н-алканов из десорбера 2 охлаждается, сконденсированные пары н-алканов в сепараторе 8 отделяются от аммиака и выводятся, а аммиак забирается компрессором и через печь вновь поступает на десорбцию. [c.443]

Отсюда следует, что процесс низкотемпературной десорбции водяным паром адсорбированных на цеолите веществ представляется возможным проводить при малых скоростях газа-носителя водяных паров, а интенсивность процесса регулировать парциальным давлением паров воды в замкнутом потоке газа. [c.578]

Видно, что полное вытеснение алканов нормального строения из цеолита NaX парами воды происходит при разных степенях заполнения адсорбционного пространства цеолита парами воды. Повышение молекулярной массы алканов и, соответственно, повышение их сорбируемости на цеолите приводит к необходимости осуществлять более высокое заполнение пор водой для достижения 100%-й регенерации сорбента. Например, полная десорбция гексана и декана достигается при степени заполнения адсорбционного пространства цеолита парами воды, соответственно равной 0,71-0,72 и 0,90-0,91. [c.578]

Наиболее часто для адсорбции СО используется цеолит СаА. Вместе с СО цеолиты поглощают и пары воды, поэтому одновременно с очисткой газов от СО2 происходит их осушка. Десорбция поглощенных компонентов осуществляется понижением давления и повышением температуры. [c.101]

Итак, совокупность имеющихся данных показывает, что многократный прогрев и охлаждение систем цеолит — вода и длительное выдерживание их при достаточно высоких температурах приводит к частично обратимым структурным изменениям. Полученные результаты опытов наводят на мысль, что в данных системах нри высоких температурах происходят два различных процесса процесс сорбции — десорбции воды на цеолите данной структуры и процесс структурных частично обратимых изменений самого цеолита. Мы предполагаем, что второй процесс связан с миграцией катионов. [c.262]

Основной и, по-видимому, наиболее важной особенностью структуры цеолитов является система внутрикристаллических пор и полостей, в которых легко происходит окклюзия и высвобождение малых молекул, в результате чего цеолит проявляет способность к адсорбции и десорбции. Внутрикристаллические полости синтезированных цеолитов заполнены водой, удалить которую можно дегидратацией. В отличие от структур других гидратированных солей цеолитная структура после дегидратации сохраняется в первоначальном виде, ВОЗМОЖНЫ лишь незначительные смещения ионов каркаса. Стабильность безводного цеолитного кристалла обусловлена особенностями его структуры трехмерный анионный каркас построен из тетраэдров 8104 и АЮ4, взаимосвязанных посредством прочных мостиков 81-0-81 и 81-0-А1. Благодаря упорядоченному распределению каналов и полостей по всему объему кристаллита образуется регулярная пористая структура цеолитов. С наличием этих пор и полостей в каркасе безводного цеолита, имеющих размеры несколько ангстрем, связаны хорошо известные молекулярно-ситовые свойства цеолита. [c.398]

Кривые изменения концентрации в потоке при адсорбции и десорбции. В этих опытах цеолит помещают в колонку, через которую пропускают инертный газ-носитель. После соответствующей активации, которую проводят для удаления из цеолита воды и других примесей, в газ-носитель вводят сорбат в определенной концентрации. На выходе из колонки концентрацию сорбата в газе непрерывно измеряют и строят кривую зависимости этой величины от времени. На такой кривой концентрация увеличивается от нуля до концентрации в подаваемом газе. После установления стационарного состояния подачу сорбата прекращают и чистый газ-носитель вымывает сорбат из цеолита. Наблюдаемое при этом изменение концентрации называют кривой элюирования. [c.470]

В наших исследованиях применялись два особо чистых образца однородно крупнопористого силикагеля К-2 и К-4, полученные гидролизом 51014, очищенный образец технического силикагеля КСК-3 и синтетический цеолит ЫаХ. Методика приготовления и очистки образцов, а также их адсорбционные свойства описаны в работах [7—10]. Спектры ЯМР записывались на спектрометре для широких линий, основные характеристики которого приведены в работах [2,9]. Для исследований нри низких температурах ампулы с адсорбентом заполняли гелием с целью увеличить теплообмен между стенкой и порошком. В этом случае, как указывается в статье [11], не происходит заметной десорбции паров воды в процессе охлаждения, и можно считать, что при замораживании молекулы фиксируются в адсорбированном слое. [c.302]

КИ не изменяется и может быть охарактеризована спектром 2. С ростом температуры адсорбции до 450-500°С (рис. 1,3) на фоне структурной цеолит-ной п. п. 1630 см" появляется не характерная для воды узкая п. п. 1615-1620 см", которая не исчезает даже после десорбции при 200°С (рис. 1, 4). При этом при высоких температурах адсорбции не отмечено появление п. п. бензола и пара-ксш-лола как возможных продуктов диспропорциони-рования. Очевидно, в этих условиях толуол образует прочные ПС, а именно 0-комплексы. Смещение п. п. ароматического кольца до 1615-1620 см" и их усиление, наблюдавшееся и в гомогенных протонных комплексах [4], связано, очевидно, с перераспределением электронной плотности в кольце при присоединении протона, в результате чего связь между атомами углерода кольца по прочности приближается к двойной. [c.127]

Изучение десорбции аммиака из цеолита МдЛ, термопарообработанного при 380°С в течение 30 часов газо-паровой смесью с парциальным давлением водяных паров 40 кПа, проводили на дериватографе системы . Паулик, Д. Паулик, Л. Эрдей в изобарических условиях и воздушной среде. Для исследования выбран диапазон тешератур 150-600°С, поскольку именно в нем происходит десорбция аммиака, адсорбированного на катионах цеолитов. Одновременно дериватографическим исследованиям подвергли термопарообработаннне образцы после дополнительной обработки их дистиллированной водой (при 70°С в течение 20 часов) или трехчасового прокаливания при 550-600°С, а также цеолит МаА и активный оксид алюминия. Результаты этих исследований в виде термогравиметрических кривых, представлены на рис.З, где для большей наглядности они приведены в дифференциальной форме. Как видно из рис.За, термопаровая обработка существенно уменьшает каличество аммиака, десорбируемого из цеолита, по сравнению с исходным образцом (кривые I и 3). [c.36]

Правильность данного механизма можно подтвердить кривыми 2 и 5 (см. рис.36). При контакте цеолита, подвергнутого термопаровой обработке с дистиллированной водой (кривая 2), происходит резкое увеличение числа активных центров, ответственных за десорбцию аммиака в интервале температур 170-220°С, и уменьшение количества аммиака, десорбируемого при температурах 250-300°С. По-видимоцу, в этом случае гидрокси- сатион замещается в цеолите на протеи, образовавшийся в результате диссоциации молекул воды, и выводится в водную среду в виде гидроксида магния. Химический анализ дистиллированной воды после контакта с исследуемым образцом цеолита показал наличие в ней 55 мг/л ионов и увеличение pH с 7,0 до 9,5. [c.38]

В основе инженерного расчета любого технологического процесса, хотя он в большштстве случаев протекает в динамических условиях, должна находиться сетка кривых, отражающих равновесие поглощаемого компонента с адсорбентом, т. е. сетка изотерм адсорбции, в достаточно широком интервале температур, охватывающих область рабочих условий проведения стадий как адсорбции, так и десорбции. На рис. 2,3 приведена такая сетка изотерм адсорбции паров воды на цеолите СаА, являющаяся производственной характеристикой процесса осушки газов. [c.33]

Анализ процесса изотермической десорбции был проведен [31] на примере десорбции этилена газообразным азотом из слоя гранулированного цеолита NaX, размельченного до размера частиц 0,5—1,0 мм. Изучение изотермической десорбции этилена проводилось в лабораторном адсорбере диаметром 9,5 мм с высотой слоя цеолита 46 см загрузка составляла 16,4 г. Адсорбер был снабжен терлю-статнрующей рубашкой, через которую циркулировала подаваемая из ультратермостата вода. Перед началом каждого опыта цеолит регенерировали, нагревая адсорбер извне электрическим током до 340—360 °С с одновременной продувкой азотом в течение 2,5 ч. В этих условиях достигалось практически полное обезвоживание цеолита. [c.201]

Цеолит МаХ требует более высокой температуры регенерации. При этом происходит более глубокая десорбция тяжелых углеводородов, ио следует отметить, что иагрев слоя выше 320-350 °С может вызвать закоксовываипе пор цеолита и привести к снижению его активности. Суммарную активность цеолита МаХ по воде и другим компонентам к концу эксилуатациоииого периода можно принять, равной 9 % мае. [c.90]

НОЙ десорбцией воды (рис. 6.5). При 800 °С цеолит А перекристаллизовывается в структуру -кристобалитного типа, являющуюся, вероятно, нафаршированным производным кристоба-лита [21]. Кальциевая форма цеолита А весьма стабильна и выдерживает нагревание выше 800 °С. Адсорбция воды на цеолите А II его кальциевой форме характеризуется слабым гистерезисом, по-видимому связанным с диффузией молекул воды в малые кубооктаэдрические полости — содалитовые ячейки — в структуре цеолита. Гистерезис такого типа ярко выражен при адсорбции воды дегидратированным гидросодалитом [4, 22]. [c.467]

Кривая ДТА цеолита NaX свидетельствует о непрерывной потере воды в интервале температур, начиная от температуры несколько выше комнатной (слабая десорбция) до приблизительно 350 °С с максимумом, приходящимся на 250 °С [25]. Экзотермические пики при 772 и 933 °С указывают на разложение цеолита и последующую рекристаллизацию образца. После 36-часового нагревания при 760 °С цеолит аморфизуется и рекристаллизуется при 800 ""С в карнегитоподобную фазу, а при 1000 °С в нефелиноподобную фазу (рис. 6.6). [c.467]

Мы исследовали изменения, происходящие в каркасе цеолитов типа А в результате воздействия водяного пара при высоких температурах. Исследования ИК-спектров поглощения производились при помощи спектрофотометра UR-20. В области 400 а 1200 смспектры снимались на суспензии цеолита в нюоле. При(Т > 1200 см применялись прессованные образцы. В согласии с [1] мы нашли, что при увеличении давления прессования образца уменьшается адсорбционная емкость и значительно увеличивается прозрачность в ИК-области [2, 3]. При давлении, превышающем 250 МПа, в цеолите NaNH4A наступает разложение ионов аммония. Другие цеолиты прессовались нри давлении 375 МПа (нри этом еще не наступает никаких искажений решетки). Образцы облучались в специальной цельнометаллической кювете [4] десорбция воды проводилась при 10 Па при температурах, указанных на спектрах. Если температура не указана, то дегидратирование осуществлялось нри 400° С спектры регистрировались после охлаждения образца до температуры нагрева облучением (Гобл == 50 + 10° С). [c.40]

На рис. 3 показаны ИК-спектры цеолитов СаА, Na aA и NaMgA с различными степенями ионного обмена после удаления жидкоподобной воды при температурах десорбции 100° — б (НОН) и 500° С — v (ОН). Приведены также спектры цеолита NaA, измеренные при тех же условиях. Кроме полосы деформационных колебаний воды, координационно сорбированной на ионах натрия (1668 см " ), можно различить и другую полосу при более низком волновом числе (1648 см для Са-форм, 1636 см для Mg-форм), интенсивность которой возрастает со степенью ионного обмена. Цеолит СаА (обмен 100%) не содержит высокочастотной полосы деформационных колебаний. Эти данные позволяют приписать полосы от 1635 до 1650 см" молекулам воды, координационно сорбированным на щелочноземельных катионах. [c.41]

Более детальное исследование термической стабильности сорбционной формы воды, локализованной па щелочноземельных ионах, показывает, что на цеолите NaMgA-70 при непрерывной десорбции воды наблюдается более быстрое уменьшение интенсивности высокочастотной полосы де- [c.41]

Реакция воды с цеолитами при повышенной температуре и повышенном давлении исследовалась на цеолитах NaA и NaMgA (цеолит MgA недостаточно стабилен). Полученные результаты представлены на рис. 4—6. Спектры на рис. 4 имеют полосы деформационных колебаний молекулярной координационной воды до и после гидротермальной обработки образца. У цеолита NaMgA после гидротермальной обработки низкочастотные полосы воды, сорбированной на ионах Ме +, не проявляются. После полной десорбции молекулярно связанной воды этот цеолит содержит сильные полосы в области валентных колебаний ОН (рис. 5), которые указывают на образование гидроксильных групп. Полосы, принадлежащие обоим видам гидроксильных групп (3510 и 3585 см ), еще наблюдаемы до 700° С (рис. 6) но с повышением температуры они теряют интенсивность, причем гидроксильные группы, которым принадлежат высокочастотные полосы, разрушаются быстрее. Адсорбция воды на таких частично дегидро-ксилированных цеолитах ведет к восстановлению обоих типов гидроксильных групп, в то время как образование иона аммония может быть обнаружено только при давлении аммиака 1333 Па. При этом неясно, какой из видов гидроксильных групп действует как бренстедовский центр [201. [c.43]

Б работе [1 ] мы показали, что цеолит Y, деалюминированный SIGI4, проявляет схожие с силикалитом адсорбционные свойства. Количество адсорбированных паров воды при низких относительных давлениях чрезвычайно мало, в то время как изотермы органических соединений но сравнению с исходным цеолитом NaY указывают лишь на немного меньшую адсорбционную емкость и имеют типичный для цеолитов ход. Сравнение изотерм адсорбции азота на исходном цеолите NaY и на образце 9 деалюминированного цеолита показывает, что в этом образце возникла вторичная пористая структура, вероятно, вследствие кислотной экстракции решеточного алюминия. Сравнение адсорбционной емкости исходного цеоДита NaY и образца 8 показывает, что при деалюминировании резко возросла гидрофобность в то время как для органических паров емкость уменьшилась лишь на 9—17 %, для паров воды она уменьшилась в пять раз. При постоянных Т ж р десорбция воды с образца 8 происходит значительно легче, чем с NaY. Это различие для воды значительно более существенно, чем для органических паров. [c.26]

Цеолит перед анализом активируют 3—3,5 ч в адсорбере при 400—470 °С и остаточном давлении 1,33—3,99 кПа (1— 3 мм рт. ст.). Затем систему охлаждают до 270°С при том же остаточном давлении для предотврашения адсорбции влаги на цеолите, после чего давление доводят до атмосферного и начинают подачу раствора сырья в адсорбер. Растворенное в изооктане сырье через капельную воронку подают в адсорбер с объемной скоростью 2,5 ч- . Неадсорбировавшиеся углеводороды выходят из адсорбера, охлаждаются в холодильнике и собираются в приемнике. Так как на поверхности и между кристаллами цеолита задерживаются также арены, малоразветв-ленные изоалканы и некоторые другие углеводороды, для их удаления по окончании подачи раствора сырья цеолит в адсорбере промывают путем пропускания через него повторно 5-кратного (по отношению к сырью) количества изооктана при остаточном давлении в адсорбере 1,33—3,99 кПа. Затем проводят десорбцию н-алканов. Так как десорбция н-алканов с числом атомов углерода более 10 затруднена из-за высокого значения теплоты адсорбции (около 42 кДж/моль), для их выделения из цеолита СаА применяют вытеснительную десорбцию. В качестве десорбента используют этиловый спирт, который подают до прекращения выхода н-алканов. Десорбцию проводят при атмосферном давлении, температуре 270 °С и объемной скорости подачи этилового спирта 0,5 ч . Этиловый спирт отделяется от н-алканов при выходе смеси из адсорбера в холодильник н-алканы застывают на стенках холодильника, а спирт собирается в приемнике. Полученные н-алканы удаляют из холодильника, промывают водой, промокают фильтровальной бумагой и взвешивают. [c.200]

Существенным преимуществом цеолита переДч другими адсорбентами, помимо высокой водопоглотительной способности, является также относительно высокая температура (550—600°С), при которой цеолит отдает воду. Такая температура десорбции практически обеспечивает сохранение в цеолите воды, поглощенной из фреона при всех условиях эксплуатации холодильника. [c.74]

Наличие периода постоянного испарения влаги объясняется тем, что на поверхности цеолита имеется слой жидкости, появляющийся на ней в процессе быстрого нагрева цеолита. Аналогичное явление с появлением жидкой пленки на новерхностп наблвэдалось в некоторых других случаях, например при быстром нагреве активированного угля, насыщенного углеводородами. В период постоянной скорости выделения влаги, по-видимому, диффузия молекул воды в цеолите не является лимитирующей стадией десорбции. [c.72]

Повышение температуры слоя при регенерации увеличивает скорость десорбции двуокиси углерода как в случае вакуумирования, так и в случае применения отдувочного газа. На основании анализа опытных данных нами установлено, что при вакуум-термической регенерации для цеолитов типа NaX оптимальной температурой, обеспечивающей полную десорбцию двуокиси углерода при достаточной скорости ее (при времени, не превосходящем цикла адсорбции и охлаждения), является температура 65—80° С. Для цеолитов типа СаА эта температура несколько выше и составляет 100—120° С. Такой же порядок температур регенерации остается и в случае применения сухого и свободного от двуокиси углерода продувочного газа. Здесь могут применяться два способа нагрева адсорбента. Первый, когда подвод тепла осуществляется через стенки адсорбера, на практике применяется редко, так как в промышленных условиях диаметр адсорбера довольно большой, а х еолиты обладают низкой тенло-проводностью второй, когда подвод тепла осуществляется с помощью продувочного газа, нагретого до определенной температуры, применяется чаще. В этом случае скорость десорбции будет определяться скоростью подвода тепла, т. е. в конечном счете зависеть от количества продувочного газа и его температуры. В промышленных условиях довольно редко имеется в достаточном количестве сухой (точка росы порядка —60° С) и не содержащий двуокиси углерода газ. Наиболее часто для целей регенерации используют природный газ или атмосферный воздух. Влажность воздуха меняется в более широких пределах, чем у природного газа. В этом случае для удаления двуокиси углерода из цеолитов типа NaX температуру в период десорбции следует иметь 100—120° С, а для цеолита СаА — 150—180° С. Одпако, поскольку требуется удаление пе только двуокиси углерода, но и паров воды, температура регенерации должна быть выше. В нроцессе получения защитных атмосфер, если влажность отдувочного газа составляет 5—7 г/м , нагрев цеолита СаА должен быть проведен до 230—250° С. При этом остаточное содержание паров воды в цеолите будет составлять 1.0 1.5 вес. %, что практически не отразится на дальнейшем процессе. [c.248]

Диффузионное торможение кристаллической решетки цеолита СаА при десорбции нормальных парафиновых углеводородов значительно более резко выражено, чем при вакуумной десорбции воды из цеолита КА [1]. Одинаковые величины коэффициентов диффузии достигаются, например, если цеолит СаА при десорбции к-бутана перегреть по сравнению с цеолрь том NaA иа 30° С. С удлинением углеводородной цепи в молекуле диффузионное торможение решетки повышается, в связи с чем разница в температурах равных коэффициентов диффузии увеличивается, достигая для к-понана 70° С. [c.354]

В литературе отсутствуют подробные данные по десорбции олефиновых углеводородов из цеолитов, и в связи с этим нами было проведено исследование процесса десорбции этилена газообразным азотом из слоя гранули-ровашюго цеолита NaX, размельчепиого до размера частиц 0.5—1.0 мм. Изучение изотермической десорбции этилена проводилось в интервале температур 25—75° С в лабораторном адсорбере диаметром 9.5 мм, с высотой слоя цеолита 46 см загрузка цеолита составляла 16.4 г. Адсорбер был снабжен термостатирующей рубашкой, через которую циркулировала вода с заданной температурой, подаваемая из ультратермостата. Перед началом каждого опыта цеолит подвергали регенерации, нагревая адсорбер извне электрическим током до 340—360° С с одновременной продувкой азотом в течение 2.5 часа. В этих условггях достигалось практически полное обезвоживание цеолита. [c.356]

Сравнивая кинетические кривые десорбции паров воды из цеолитов типа NaX и F-9 нужно отметить, что отечественный цеолит NaX по своим кинетическим свойствам не только не уступает, но и значительно превосходит цеолит F-9 (для большей наглядности на рис. 2-7 кинетические кривые десорбции изображены в обычном их представлении). Кроме того, адолит NaX обладает большей емкостью (табл. 2-3) в условиях многоцикловых испытаний. [c.34]

На рис. 2—4 приведены изотермы адсорбции — десорбции на изучаемых образцах цеолитов, адсорбционные ветви которых характерны для тонкопористых сорбентов первого структурного типа. Для десмина и ломонтита изотермы необратимы во всей области равновесных относительных давлений, для цеолита NaA изотерма обратима в видимой части графика и, как видно из табл. 4, только до значения pjp =0,05. Изотерму сорбции паров воды на цеолите NaX можно считать практически обратимой в этом же интервале давлений pjp s, т. е. от 1 до 0,05. [c.162]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология