Адсорбент поры поры адсорбента

Влияние пористости зависит от соотношения размеров пор адсорбента и молекул растворенного вещества. Если молекулы растворенного вещества малы и легко проникают в поры твердого тела, то пористость больше и лучше идет адсорбция. Крупные молекулы не могут попасть в узкие поры адсорбента, и адсорбция уменьшается. Это подтверждает правило Дюкло-Траубе — т. е. с ростом длины молекулы адсорбтива выше определенного критического значения адсорбция уменьшается. [c.64]

Важной характеристикой адсорбентов является активность (емкость), оцениваемая массой адсорбированного вещества, приходящейся на единицу массы адсорбента в условиях равновесия. Зависимость между активностью и парциальным давлением или концентрацией вещества в смеси при определенной температуре называют изотермой адсорбции (рис. 8). Одним из важных показателей, характеризующих процесс адсорбции и определяющих размеры аппарата, является скорость адсорбции, которая зависит от скорости трех стадий процесса подвода вещества к поверхности зерен адсорбента — внешняя диффузия перемещения вещества внутри зерен по порам адсорбента — внутренняя диффузия поглощения вещества поверхностью адсорбента. Скорость адсорбции обычно лимитируют внешняя или внутренняя диффузии или сразу обе стадии. Адсорбции способствует понижение температуры, а для газов — повышение давления. Удалению адсорбированных компонентов из адсорбента (десорбции) способствует повышение температуры и для газовых смесей — понижение давления. [c.22]

На процесс адсорбции оказывают существенное влияние температура, давление и ряд других факторов. С повышением температуры активность адсорбента снижается. При снижении температуры процесс адсорбции улучшается. Оптимальной температурой адсорбции считается 20—25° С. С повышением давления облегчается доступ молекул гаЗа в поры адсорбента, увеличивается концентрация углеводородов в единице объема газа и тем самым повышается степень извлечения компонентов из газовой смеси. Адсорбцию проводят при давлении 4—6 ат. Адсорбция углеводородных газов зависит от химического и фракционного состава и молекулярного веса компонентов. Олефиновые углеводороды при прочих равных условиях адсорбируются лучше, чем парафиновые. Высокомолекулярные углеводороды одного и того же ряда адсорбируются более активно и вытесняют ранее адсорбированные низкомолекулярны соединения. Адсорбцию проводят как в адсорберах периодического действия с неподвижным (стационарным) слоем зерненого поглотителя, так и в адсорберах с непрерывно движущимся слоем адсорбента. В последних газовую смесь пропускают через аппарат до полного насыщения адсорбента, после чего газовую смесь переводят для поглощения в адсорбер со стационарным слоем, а в первом производят десорбцию поглощенных углеводородов перегретым до 250° С водяным паром. Отогнанные углеводороды конденсируются, отделяются от воды и, так же как при абсорбции, подвергаются ректификации. После отгонки углеводородов адсорбент сушат и охлаждают, пропуская через него сухой газ, выходящий из работающего адсорбера. Продолжительность работы адсорбера на стадии поглощения газов 45—60 мин. В начале поглощения температура адсорбента 50° С, а к концу процесса температура в связи с выделением тепла адсорбции поднимается до 70° С. [c.216]

Поры адсорбентов и катализаторов представляют собой пустоты или полости в твердых телах, обычно сообщающиеся друг с другом. Их форма и размеры разнообразны и различны и в значительной степени определяются природой и способом получения адсорбентов или катализаторов. Наиболее характерные примеры будут приведены ниже. [c.252]

Другое осложнение возникает при наличии в адсорбентах пор с более узкими входами, типичными для адсорбентов с глобулярной структурой при не слишком малых координационных числах. Основываясь на термодинамическом смысле вывода уравнения (12), можно думать, что оно выражает поверхность адсорбционной пленки в порах с более узкими входами. [c.265]

Мы поставили перед собой задачу непосредственного измерения теплот адсорбции, соответствующих весьма малым порциям адсорбирующегося вещества. Описанный нами адсорбционный калориметр с постоянным теплообменом , повидимому, позволяет решать такие задачи для адсорбентов с самой различной активностью. Комбинация этих калориметрических измерений весьма малых теплот, сопровождающих адсорбцию малых порций газа, с описанным выше изучением геометрической структуры поверхности и пор адсорбентов и катализаторов позволит исследовать зависимость дифференциальных теплот адсорбции от степени заполнения поверхности или адсорбционного объема для веществ, резко отличающихся по природе адсорбционных взаимодействий. Анализ этих зависимостей позволит, как мы надеемся, сделать новые заключения об энергетическом состоянии поверхности и о степени и характере ее неоднородности и взаимодействия адсорбирующихся молекул. Однако следует указать, что вопрос о необходимости такого комплексного изучения адсорбентов еще только поставлен, и решение его принадлежит пока будущему. Оно потребует большой, кропотливой и трудоемкой работы как в направлении развития и уточнения экспериментальных методов измерения адсорбции и теплот адсорбции, так и в направлении учета реальной структуры адсорбентов и катализаторов в теоретических построениях и попытках интерпретации результатов адсорбционных опытов. [c.198]

Пористая структура адсорбента в значительной мере определяет его удельный расход при адсорбции растворенных веществ и, следовательно, влияет на экономичность адсорбционной технологии. Очевидно, что микропоры, размеры которых меньше молекул растворенных веществ, не участвуют в процессе адсорбции и поэтому при адсорбции сложных молекул органических веществ (например, при адсорбции ПАВ, красителей или полимеров) являются бесполезной частью пористой структуры, тогда как при адсорбции относительно небольших молекул объем микропор составляет основную часть адсорбционного объема пор адсорбента. Объем слишком широких пор также не используется полностью для избирательной адсорбции из водных растворов, так как избирательная адсорбция осуществляется только в мономолекулярном слое раствора на их поверхности, а удельная поверхность пор быстро уменьшается с увеличением их диаметра. Оценка размеров молекул веществ, содержащихся наиболее часто в водных растворах, прежде всего в промышленных сточных водах, направляемых на адсорбционную очистку, позволяет определить рациональные границы размеров пор адсорбентов, [c.41]

Следует заметить, что в одном технологическом растворе или в сточных водах одного производства обычно находятся либо преимущественно низкомолекулярные, либо высокомолекулярные вещества или многомолекулярные ассоциаты. Поэтому, вероятно, было бы целесообразно иметь в распоряжении технологов не один адсорбент с широким распределением пор, а по крайней мере два адсорбента с относительно узким распределением пор — микропористый адсорбент с интервалом л от 0,3 до 1,0 нм и мезо-пористый адсорбент с интервалом х от 2 до 5 нм. Структура активных антрацитов довольно близка к рациональной пористой структуре адсорбентов первого типа. К сожалению, до настоящего времени адсорбент второго типа для адсорбции из растворов промышленностью не выпускается. [c.42]

Растворители относятся к легколетучим жидкостям, которые в технологическом цикле рассеиваются в воздухе, теряются безвозвратно, загрязняя окружающую среду. Процесс извлечения разбавленных паров и растворителей из воздуха и возвращения их в исходном товарном виде для повторного использования называется рекуперацией летучих растворителей. В его основе лежит явление физической адсорбции — поглощения паров вещества пористыми адсорбентами, например, углеродными (активированные угли) или минеральными (силикагели). Иногда в качестве поглотителей применяют нелетучие жидкости. Процесс адсорбции наиболее эффективно происходит, когда поры адсорбента по размерам в несколько раз превышают размеры поглощаемых молекул. Адсорбция значительно уменьшается с ростом температуры из-за более энергичного теплового движения газовых молекул. Это позволяет выделять основное количество поглощаемых веществ из адсорбента, т.е. осуществлять процесс десорбции. [c.212]

При этом можно полагать, что молекулярными ситами требуемых размеров пор целесообразно будет депарафинировать узкие масляные фракции, не содержащие низкомолекулярных нафтенов и ароматических углеводородов, способных проникать в поры адсорбента и препятствовать адсорбции основной массы к-алканов. Из легкого масляного сырья, температура застывания которого обусловливается в основном к-алканами, можно ожидать получения этим способом достаточно низкозастывающих масел. Для среднего же и тяжелого масляного сырья, содержащего застывающие компоненты разветвленных и циклических структур, метод депарафинизации молекулярными ситами может оказаться неэффективным. Но тем не менее не исключена возможность, что молекулярные сита получат применение при обработке средних и вязких масляных фракций не для снижения их температуры застывания, а для выделения из них к-алканов как целевого продукта, необходимого для большого ряда технических надобностей. Процесс обработки молекулярными ситами сможет найти применение также и для выделения к-алканов из технических парафинов или их узких фракций. [c.165]

Пример еще нерешенной задачи представляет адсорбция с противотоком, когда жидкость и адсорбент непрерывно поступают в колонну с противоположных концов ее. По аналогии с другими процессами в этом случае может оказаться возможным использование понятия о высотном эквиваленте теоретической тарелки 4 . Однако такой прием основан на представлении о решающей роли диффузии в тонком слое жидкости на поверхности адсорбента [26] и требует допущения, что в массе обеих фаз смешение происходит настолько быстро, что концентрации в каждой из них можно считать постоянными. Следует отметить, что в порах адсорбента внутрипоровая жидкость не перемешивается, так что в пределах одной частицы концентрация адсорбента различна. [c.156]

А) соответственно применяются в нромышленности. Адсорбент с порами [c.263]

Рис. XIX, 6, Схема поры в адсорбенте глобу.пярной структуры с координационным числом шесть

Влияние на адсорбцию из растворов химической природы поверхности, размеров пор адсорбента и свойств раствора [c.535]

Размывание хроматографических полос обусловлено также диффузией из движущегося газа в поры адсорбента или носителя, т. е. внутренней диффузией. Этот вид размывания полос можно уменьшить, применяя зерна с резко увеличенным размером пор. Большие преимущества дает применение не сплошь пористых зерен, а пористых лишь с поверхности (на небольшую регулируемую [c.586]

Если адсорбция ацетилена из газообразного воздуха обычными твердыми адсорбентами эффективна только при низких температурах, то на новых адсорбентах с порами молекулярных размеров этот процесс достаточно эффективен и при положительных температурах. [c.119]

Для выделенных областей дискретизации строится функция распределения диаметра вторичных глобул Z>2i, числа вторичных глобул Nzi и числа первичных глобул во вторичных от радиуса пор г. В качестве примера на рис. 3.5. приведены результаты расчета характеристик строения двух образцов шарикового 7-оксида алюминия, синтезированных в лабораторных условиях. Найденные функции распределения экстраполируются на область изменения радиуса пор, не доступную для экспериментального определения, до выполнения следуюш,их условий а) равенства объема единичной гранулы катализатора (адсорбента) сумме плотного объема всех вторичных глобул и сформированных ими пор б) равенства плотного объема вторичной глобулы сумме плотного объема формирующих ее первичных глобул и сформированных ими пор (объем этих пор для всех областей дискретизации соответствует экспериментальному на начальном (левом) участке кривой распределения объема пор по радиусам либо уточняется путем экстраполяции). [c.146]

Пористые неорганические мембраны, как и адсорбенты, получают двумя основными путями, определяющими тип возникающей поровой структуры. Корпускулярный скелет пористого тела формируется из порошковой массы в результате спекания отдельных зерен (глобул) в месте контакта. При использовании частиц сферической формы возникающая поровая структура моделируется системой извилистых капиллярных каналов, площадь сечения которых периодически меняется от максимальной до минимальной. Таким путем создают пористые матрицы в форме дисков и трубок из металла, графита, кремнезема. Средний радиус пор в таких композициях колеблется в пределах 10- —10-5 м [1—5]. [c.38]

Капиллярная конденсация [3, 5]. Адсорбция на поверхности тонкопористых адсорбентов обладает специфическими особенностями и отличается от адсорбции на непористых адсорбентах. Поры тонкопористых адсорбентов заполняются молекулами адсорбирующегося газа уже в области малых относительных давлений. Это особенно проявляется для сильно адсорбирующихся веществ. В случае крупнопористых адсорбентов на поверхности пор, за исключением суженных мест, адсорбция в области малых значений pjps происходит подобно адсорбции на непористых телах. Поэтому на стенках широких пор в области больших значений pjps образуются, как и на поверхности непористых адсорбентов, полимолекулярные слои. [c.105]

Удельная поверхность макропор и переходных пор адсорбентов может быть определена из опытов по вдавливанию ртути (в последнем случае вплоть до нижнего значения эффективного радиуса, зависящего от максимального гидростатического давления, достижимого на норометриче-ской установке). Приращение объема заполняющей поры адсорбента ртути от У до F АУ соответствует гидравлическому радиусу пор [c.260]

Цеолиты. Адсорбенты из одного и того же вещества с одинаковой удельной поверхностью могут резко отличаться по адсорбционным свойствам в зависимости от характера пористости. Фактическая адсорбционная поверхность адсорбента зависит от размеров молекул поглощаемого вещества. С уменьшением диаметра пор адсорбента при прочих равных условиях часто количество адсорбированного вещества заметно снижается, доходя до нуля. Тонкие поры могут оказаться недоступными для больших молекул — это явление называется ультрапористостью (иногда персорбцией). По-видимому, у всех адсорбентов ультрапористость в известной степени есть. Это обнаруживается при определении поверхности адсорбента по поглощению молекул различных размеров. Поверхность адсорбента, определенная по поглощению крупных молекул, обычно значительно меньше поверхности, определенной по поглощению малых молекул. [c.43]

Поры большинства адсорбентов, как известно, неоднородны и имеют размеры от нескольких ангстрем до тысячи и более. В них проникают самые различные по размерам молекулы, которые удерживаются за счет адсорбционных или хемосорбционных взаимодействий. Однако широкоиористые адсорбенты не имеют избирательной адсорбции и с их помощью трудно добиться хорошего разделения компонентов. [c.5]

По определению персорбция представляет собою адсорбцию в порах, ширина которых лишь немного больше диаметра адсорбируемых молекул. Если применять вещества с молекулами различного диаметра и при данных условиях исследовать, насколько уменьшается адсорбция с увеличением размера молекул, то можно изучать строение тончайших пор адсорбента. [c.496]

При неспецифической адсорбции эта химическая полярность отсутствует. Химическое сродство между адсорбентом и адсорб-тивом часто трудно распознать поглощение посторонних веществ, например газов или паров, на адсорбентах с большой поверхностью происходит таким образом, что вначале имеет место неполное заполнение, но постепенно плотность адсорбата возрастает и наконец образуется более или менее законченная мономолекулярная поверхностная пленка. По общепринятым представлениям такие дефекты решетки (Френкель, Шоттки), как углы и края, в адсорбенте представляют собой места наиболее ярко выраженной связи. В этих местах начинает происходить адсорбция за счет остаточных валентностей. Если поглощение вещества продолжать при повышении его концентрации или понижении температуры, то образуются последующие слои адсорбата. В случае хорошо адсорбирующегося вещества, представляющего собой пары легко конденсирующейся жидкости, адсорбционная связь может перейти в так называемую капиллярную конденсацию при дальнейшем поглощении и повышающемся давлении насыщенного пара имеет место постепенное заполнение пор адсорбента ожиженным паром как в узких, так и в широких порах. Очевидно, что при образовании мономолеку-лярной пленки адсорбционная способность для данной поверхности адсорбента определяется размерами адсорбируемой молекулы, в то время как при капиллярной конденсации поглотительная способность адсорбента (адсорбционная емкость) ограничивается объемом молекул адсорбируемого вещества. Следует добавить, что при таком виде адсорбции не имеет места ориентировка вещества на внешней или внутренней поверхности адсорбента, причем проявляется межмолекулярное взаимодействие также и между молекулами адсорбата. [c.24]

Адсорбция — экзотермический процесс и ей благоприятствует понижение температуры. При повышенных температурах ускоря— тся процесс обратный адсорбции — десорбция. При необратимой или труднодесорбируемой адсорбции регенерацию адсорбента про — иодят часто путем выжига адсорбированных компонентов. Значи — п ельное влияние на эффективность адсорбции оказывает вязкость сырья, которая определяет скорость диффузии адсорбируемых компонентов в поры адсорбента. Для понижения вязкости очищаемого продукта обычно применяют растворители (например, легкие нефтяные фракции) и повышают температуру процесса. [c.274]

Очистка адсорбентами. В качестве адсорбентов применяются отбеливающая глина или кристаллические алюмосиликаты - цеолиты, имеющие однородную пористость. Подбором цеолитов с порами определенного размера, можно проводить селективную адсорбцию некоторых соединений смолистых и асфальтовых веществ, алкенов, полициклических аренов. От Факой очистки масло становится светлее, поэтому этот процесс иногда называют осветлением масла. В основном очистка адсорбентами проводится после других процессов химической очистки и экстракции растворителями. [c.14]

Для изучения проблемы кинетики адсорбции целесообразно рассмотреть какой-нибудь простой процесс. В качестве примера может служить процесс разделения до определенной степени двух компонентов (1 и 2) бинарной смеси в результате применения адсорбента, избирательно лучше адсорбирующего компонент 1. Предполагается, что первоначально поры адсорбента заполнены компонентом 2. Когда адсорбент приводится в соприкосновение с жидкой смесью, то происходит обогащение адсорбированной фазы, т. е. впутренней жидкости, компонентом 1, Конечную степень обогащения, достигаемую в этом процессе, можно рассчитать по методу материального баланса, пользуясь соотношением равновесия. После достижения равновесия можно отделить внешнюю жидкость от адсорбента и затем извлечь лз него обогащенную виутрипоровую жидкость. [c.148]

При номощн уравнения (24) можно вы шслить концентрацию жидкости 1) порах адсорбента в любом сечении X колонны как функцию V. Количество адсорбированного из раствора вещества, приходящееся на единицу веса адсорбента, в каждой точке колонны рассчитывается по уравнению д13отермы адсо])бции при помощи вычисленного значения концентрации. [c.155]

Ряд колонн обычно монтируется в один блок, так как такое расположение позволяет обогревать их паровым змеевиком. Фильтруемое масло насосом подается на верх колонны под давлением в несколько атмосфер до тех пор, пока фильтрат не появится в низу колонны. Несмотря на опасность образования каналов в адсорбенте, который таким образом частично вымывается, давление часто повышают. Телшература в системе, которая изменяется в пределах между 38 и 93° С в зависимости от сырья, может поддерживаться подводом сырьевого масла парафин и нетролатумы в основном обрабатываются при—3,9° С, выше их точек плавления. Тяжелые масла часто смешивают с лигроином перед фильтрацией для того, чтобы снизить их вязкость. Когда поток фильтрата становится слишком темным или почему-либо нежелательным для дальнейшего использования, подача сырья прекращается, и колонну продувают воздухом, чтобы удалить прилипшее масло. Затем через колонну прокачивается лигроин, чтобы окончательно извлечь масло, и подача лигроина продолжается [43] до тех пор, пока его цвет не будет меняться. [c.272]

Поры тонкопористых адсорбентов заполняются молекулами сильно адсорбирующихся веществ уже в области малых относительных давлении паров, так что адсорбция достигает предела. Это выражено особенно ярко в случае адсорбции пористыми кристаллами цеолитов (см. рис. XIX, 2), В случае же крупнопористых адсорбентов на поверхности пор, за исключением мест их сужений, адсорбция в области малых значений р1р происходит подобно адсорбции на непористых телах той же химической природы. Поэтому на стенках широких пор в области больших. значений р/р образуются, как и на поверхности непористых адсорбентов, полимолекулярные слои. Мы вргдели (см. рис. XVI, 8), что теплота адсорбции при образовании таких полимолекулярпых слоев близка к теплоте конденсации. Поэтому свойства адсорбата в этом случае действительно близки к свойствам жидкости. Чтобы выяснить возможность конденсации пара на поверхности жидкой пленки адсорбата в порах, весьма важно найти зависимость давления пара от кривизны поверхносги жидкости. [c.521]

ИЗ изотермы абсолютных величин адсорбции, полученной для непористого или очень крупнопористого адсорбента той же природы. Получив серию значений и и г, строят структурную кривую адсорбента—зависимость а от г. Находя производную dv/dr, получают кр[11 ую распределения объема пор адсорбента по значениям (ффективиых радиусов (зависимость ди/дг от г), позволяющую судить о характере пористости адсорбента. На рис. XIX, 8 показаны структурная кривая и кривая распределения объема пор по [c.527]

В изложенной выше теории равновесной хроматографии были рассмотрг-ны только те искажения хроматографической полосы (обострение фронта и растягивание тыла или наоборот), которые вызывались отклонениями изотермы распределения (адсорбции или растворения, от закона Генри. Но даже и при соблюдении закона Генри хроматографическая полоса при движении вдоль колонки должна размываться. Это происходит вследствие продольной диффузии (вдоль и навстречу потока газа) молекул компонентов газовой смеси, переноса и диффузии их вокруг зерен насадки, а также диффузии в поры (так называемой внутренней диффузии). Кроме этого, молекулы компонента смеси, попап-шие в неподвижную фазу, должны отставать от его молекул, переносимых в потоке газа, вследствие конечной скорости адсорбции и десорбции на твердой или жидкой иоверхности, наличия поверхностной диффузии (вдоль поверхности), а в случае газо-жидкостной хроматографии еще и вследствие диффузии (поперечной и продольной) внутри неподвижной жидкой пленки, а также ввиду адсорбции и десорбции на носителе неподвижной жидкости. Все эти разнообразные диффузионные и кинетические явления приводят к тому, что в отношении элементарных процессов удерживания в неподвижной фазе и возвращения в движущийся газ-носитель разные молекулы данного компонента окажутся п разных условиях и, следовательно, будут перемещаться вдоль колонки с разными скоростями, что неизбежно приведет к размыванию хроматографической полосы—к снижению и расширению пика. Уже одно перечисление причин размывания хроматографической полосы показывает, насколько сложны диффузионные и кинетические процессы в колонке. Учитывая некоторую неопределенность геометрии колонок, по крайней мере колонок с набивкой (колебания в форме и размерах зерен, в их пористости и упаковке, в толщине пленки неподвижной жидкости, в доступности ее поверхности или поверхности адсорбента в порах, можно оценить влияние диффузионных и кинетических факторов на форму хроматографической полосы лишь весьма приближенно. Однако даже такая приближенная теория очень полезна, так как она позволяет выяснить хотя бы относительную роль различных диффузионных и кинетических факторов, влияющих на размывание, и указать тем самым пути ослабления этого влияния. [c.575]

II в порах адсорбента или носителя, так и со сложными процессами массообмена между газом и неподвижной фазой. Удобно, однако, описать все эти процессы единообразно как процессы диффузии, приписывая и процессу массообмена эквивалентный по результатам процесс диффузии с соответствующим эффективным коэффициентом диффузии. Это позволяет представить суммарньп процесс размывания хроматографической полосы как процесс, эквивалентный процессу диффузии с эффективным коэффициентом диффузии, равным сумме эффективных коэффициентов диффузии отдельных его стадий. После этого для нахождения формы хроматографической полосы можно воспользоваться известным уравнением молекулярной диффузии, введя в него этот суммарны эффективный коэффициент. [c.580]

В первом (основном) периоде сушки усадка адсорбента-катали-затора пропорциональна количеству испаряющейся влаги. Это значит, что стенки пор сохраняют эластичность. Процесс испарения протекает свободно — примерно так же, как из капли воды (влага двпжстся в порах шариков к поверхности). Относительная усадка шариков возрастает с каждым килограммом удаляемой воды. После удаления 65—80% воды сушка и абсолютная усадка замедляются. В то же время относите.тьная усадка шарика на единицу количества удаляемой влаги в этот период наибольшая. Внутри шарика за счет испарения воды и молекул вытеснителя появляются свободные поры, шарики становятся мутными. В этот момент возникают внутренние напряжения, вызываемые капиллярными силами воды, передвигающейся из очень тонких пор. Под действием этих напряжений шарики могут растрескаться, поэтому быстрая сушка в этот период опасна. По мере дальнейшего испарения воды в шариках становится все больше пор. Растрескивание шариков может быть вызвано не только неправильным режимом сушки здесь обычно проявляются все недостатки предшествующих операций (смешения растворов, колебания pH золя, недостаточной промывки и т. д.). Чем более неоднородна структура катализатора-адсорбента, тем выше возникающие напряжения и тем больше он растрескивается. [c.125]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология