Cтраница 3
Важным направлением в улучшении структурных характеристик сорбентов и повышении их верхнего рабочего предела температур является синтез органо-минеральных сорбентов, когда к активным группам на поверхности минеральных адсорбентов типа силикагеля прививают радикальные цепи различных органических соединений. Синтезируемые таким образом сорбенты обладают высокой прочностью, однородной структурой пор и различной специфичностью, обусловленной типом привитых радикалов. Эти сорбенты широко применяются в жидкостной хроматографии и представляют интерес и для других вариантов хроматографии. [31]
Этих недостатков лишен метод ( применяемый при получении формованных цеолитов), основанный на получении адсорбентов формованием их тонкодисперсных частиц с помощью связующих. Тонкодисперсные частицы минеральных адсорбентов могут быть получены как в процессе самого синтеза, так и измельчением готовых зерненых или гранулированных адсорбентов. В настоящем сообщении излагаются некоторые результаты работ по получению минеральных формованных сорбентов и изучению их свойств. [32]
В настоящее время промышленность выпускает широкий ассортимент углеродных и минеральных адсорбентов, позволяющих решать разнообразные задачи адсорбционной очистки и разделения. Для холодильной техники наибольший интерес представляют минеральные адсорбенты - силнкагелп, алюмогели, активные окиси алюминия, синтетические и природные цеолиты, позволяющие извлекать из компонентов рабочей среды такие примеси как вода, органические и неорганические кислоты. [33]
К углеродным адсорбентам относятся самые распространенные в промышленности адсорбенты - активные угли. Их структура и свойства значительно отличаются от минеральных адсорбентов. [34]
В сильноувлажненных системах типа торфов, связывающих значительные количества воды, ее свойства и состояние играют особенно важную роль, определяя выбор технологических решений. В этом случае, как и в случае минеральных адсорбентов, новые возможности открываются при модифицировании поверхности различными физико-химическими методами. Эти способы воздействия оказываются актуальными и в случае горных пород, механические свойства которых зависят от количества связанной воды и характера ее взаимодействия с твердой фазой сложных геологических образований. [35]
Осуществлен и теоретически обоснован синтез адсорбентов различной химической природы и разной пористой структуры от самых мелкопористых до весьма крупнопористых. В результате этих работ в Советском Союзе создана многотоннажная промышленность углеродных и минеральных адсорбентов, в том числе и цеолитов разной пористой структуры. [36]
Основой для инженерного расчета адсорбционных равновесий должна служить рациональная теория физической адсорбции газов и паров на реальных пористых адсорбентах. Большинство их, имеющих практическое значение, являются микропористыми адсорбентами, такими как активные угли, синтетические цеолиты и другие минеральные адсорбенты с существенным развитием объема микропор, например мелкопористые силикагели. Реальные микропористые адсорбенты обычно содержат более крупные разновидности пор - переходные поры и макропоры. В ряде случаев удельная поверхность переходных пор адсорбентов может достигать 100 м2 / г и более. Однако определяющее значение в общей величине адсорбции газов и паров имеет адсорбция в микропорах. Поэтому инженерный расчет адсорбционных равновесий следует основывать на теории адсорбции в микропорах. [37]
Таким образом, для мелкопористых сорбентов, для которых формальный расчет приводит к величинам эффективных радиусов г 15 А, 5 S, значительная доля объема пор в общем сорбционном объеме представлена микропорами. Удельная поверхность скелета таких сорбентов, вычисленная по методу БЭТ или другому, а также кривая распределения объемов пор по размерам, являющаяся типичной характеристикой переходных пор, теряют физический смысл и совершенно не дают представления об адсорбционных свойствах мелкопористых минеральных адсорбентов. Для характеристики их адсорбционных свойств необходимо знать объемы различных разновидностей пор и константы уравнения теории объемного заполнения. [38]
В качестве минеральных адсорбентов применяют алюмосиликаты с удельной поверхностью 100 - 250 м / г и диаметром пор не менее 30 А. В качестве адсорбентов для этой цели рекомендуются также активированные глиноземы и бокситы с большой удельной поверхностью. Минеральные адсорбенты, в количестве 3 - 5 %, находятся в растворе во взвешенном состоянии, и выделяющиеся при термическом разложении металлоорганических соединений в свободном состоянии металлы ( V, Ni и др.) адсорбируются в его порах. [39]
Процесс синтеза минеральных адсорбентов обычно проходит стадию золообразования, или коагелеобразования. При этом, как правило, ограничиваются созданием условий синтеза, способствующих образованию структурированных тонкодисперсных систем в виде гидрогелей, дегидратация которых непосредственно приводит к получению зерен, или гранул, ксерогелей. Однако такой метод синтеза минеральных адсорбентов, получивший широкое распространение, имеет ряд органически присущих ему недостатков: 1) ограничена возможность расширения ассортимента минеральных адсорбентов, так как не все гидроокиси металлов, их смеси и другие соединения, которые могут быть использованы в качестве адсорбентов, катализаторов и их носителей, можно получить в виде хорошо структурированных высокодисперсных систем с развитыми твердообраз-ными механическими свойствами; 2) ограничен выбор условий синтеза, позволяющих управлять пористой структурой и свойствами адсорбентов, так как для получения высокопрочных износостойких зерен не могут быть использованы условия, приводящие к образованию тонкодисперсных систем необходимой пористой структуры в виде частиц, свободно перемещающихся в дисперсионной среде; 3) зерна, или гранулы, ксерогелей не обладают достаточно высокими прочностными свойствами, что существенно ограничивает области и условия применения минеральных адсорбентов и интенсификацию сорбционных процессов. [40]
Из приведенных в таблицах экспериментальных и расчетных данных видно, что термодинамическое уравнение изохоры Вант-Гоффа при-ложимо к обмену катионов на вофатите, что позволяет производить расчеты энергии обмена катионов и других термодинамических величин. Полученные значения энергии обмена катионов на вофатите во много раз превышают энергию обмена катионов на различных минеральных сорбентах и почвах. Следовательно, на синтетических ионитах наблюдается значительно большая подвижность обменного равновесия, чем при обмене катионов на минеральных адсорбентах. Из полученных и расчетных величин видно, что изменение свободной энергии и энтропии не противоречит требованиям термодинамики. [41]
Процесс синтеза минеральных адсорбентов обычно проходит стадию золообразования, или коагелеобразования. При этом, как правило, ограничиваются созданием условий синтеза, способствующих образованию структурированных тонкодисперсных систем в виде гидрогелей, дегидратация которых непосредственно приводит к получению зерен, или гранул, ксерогелей. Однако такой метод синтеза минеральных адсорбентов, получивший широкое распространение, имеет ряд органически присущих ему недостатков: 1) ограничена возможность расширения ассортимента минеральных адсорбентов, так как не все гидроокиси металлов, их смеси и другие соединения, которые могут быть использованы в качестве адсорбентов, катализаторов и их носителей, можно получить в виде хорошо структурированных высокодисперсных систем с развитыми твердообраз-ными механическими свойствами; 2) ограничен выбор условий синтеза, позволяющих управлять пористой структурой и свойствами адсорбентов, так как для получения высокопрочных износостойких зерен не могут быть использованы условия, приводящие к образованию тонкодисперсных систем необходимой пористой структуры в виде частиц, свободно перемещающихся в дисперсионной среде; 3) зерна, или гранулы, ксерогелей не обладают достаточно высокими прочностными свойствами, что существенно ограничивает области и условия применения минеральных адсорбентов и интенсификацию сорбционных процессов. [42]
Процесс синтеза минеральных адсорбентов обычно проходит стадию золообразования, или коагелеобразования. При этом, как правило, ограничиваются созданием условий синтеза, способствующих образованию структурированных тонкодисперсных систем в виде гидрогелей, дегидратация которых непосредственно приводит к получению зерен, или гранул, ксерогелей. Однако такой метод синтеза минеральных адсорбентов, получивший широкое распространение, имеет ряд органически присущих ему недостатков: 1) ограничена возможность расширения ассортимента минеральных адсорбентов, так как не все гидроокиси металлов, их смеси и другие соединения, которые могут быть использованы в качестве адсорбентов, катализаторов и их носителей, можно получить в виде хорошо структурированных высокодисперсных систем с развитыми твердообраз-ными механическими свойствами; 2) ограничен выбор условий синтеза, позволяющих управлять пористой структурой и свойствами адсорбентов, так как для получения высокопрочных износостойких зерен не могут быть использованы условия, приводящие к образованию тонкодисперсных систем необходимой пористой структуры в виде частиц, свободно перемещающихся в дисперсионной среде; 3) зерна, или гранулы, ксерогелей не обладают достаточно высокими прочностными свойствами, что существенно ограничивает области и условия применения минеральных адсорбентов и интенсификацию сорбционных процессов. [43]
Выше уже отмечалось, что одно из серьезных затруднений при переработке тяжелых нефтяных остатков, особенно при использовании каталитических процессов, создает большое содержание в них атомов металлов, прежде всего ванадия и никеля, которые обусловливают быстрое старение ( снижение активности) катализаторов в процессах. Так как основная часть этих металлов сконцентрирована в асфальтенах и смолах, то естественно, что процессы деасфальтизации в процессах подготовки к переработке тяжелых нефтяных остатков являются одновременно в большей или меньшей степени и процессами деметаллизации этого сырья. Так, авторы процесса Добен утверждают, что процесс этот позволяет вывести из гудронов 90 - 95 % содержащихся в них ас-ральтенов и тем самым снизить на 50 - 70 % концентрацию металлов в сырье. Второе направление деметаллизации тяжелых нефтяных остатков основано на термическом разложении метал-лоорганических соединений смолисто-асфальтеновых веществ с последующим поглощением освободившихся атомов металлов в порах соответствующих адсорбентов. Согласно этому патенту, тяжелые нефтяные остатки в смеси с углеводородным растворителем, служащим донором водорода, и высокопористым минеральным адсорбентом с хорошо развитой поверхностью нагреваются при температуре 400 - 540 С и давлении 70 - 200 атм. [44]