Az adszorbensek fő típusai
Az olaj- és gázfeldolgozás technológiája. 2. rész
Szervetlen anyagok. A legtöbb ásványi anyag és sok szintetikus szervetlen anyag adszorbensnek tekinthető. Egyesek azért, mert alacsony árakat használnak fel ezekre a célokra, bár valójában nagyon rossz minőségű adszorbensek. Mindazonáltal a többiek között vannak olyan anyagok, amelyek hatása nagyon hatásos.
Néhány szervetlen szilárd anyag, amelyet gyakran neveznek adszorbensnek, valójában nem csak adszorbensként viselkedik. Bennük a folyadék behatol a részecskékbe, és nem pusztán a pórusok felületén marad. Ilyen anyagok közé tartoznak a kalcium-klorid, kalcium, magnézium és cink-oxidok, kalcium-szulfát, magnézium-szilikát, dalomit-föld és nátrium-bikarbonát. Rendelkezésre állnak széles körben - a szárítási folyamatoktól a poliklórozott bifenilek eltávolítására. Néhány ilyen anyagot vízmentes formában használnak, mások hidratált formában.
Az újonnan kifejlesztett szervetlen adszorbensek közül sok, mint a szemcsés agyagok, a mezopórusos adszorbensek és az alumínium-foszfátok, még nem kaptak elegendő hírnevet a piacon. De viszont vannak olyan adszorbensek, amelyeket már régóta teszteltek a termelésben, és alaposabban meg kell fontolni őket. Lássuk őket abc sorrendben:
Aktív alumínium-oxid van előállítva hidratált alumínium-oxid Al2O3 nH2O (ahol n értéke 1 vagy 3) kalcinálással ellenőrzött körülmények, amely lehetővé teszi, hogy megkapjuk az azonos anyagot, amely N, egyenlő 0,5. Ez az anyag fehér vagy sárgás színű, megjelenésében krétának tűnik.
Számos gyártó gyárt ilyen módosítással az ilyen adszorbenseket, amelyek különböznek az alumínium-oxid kristályszerkezetében.
A stabil kristályos formák általában nem utalnak az adszorbensekre, mivel alacsony felületi értékek jellemzik őket. On-például, az átmeneti formák, mint a gamma- vagy béta-alumínium-oxidok a hold-defektív (oktaéderes) kristály spinell által, amelyek a felületen fokozott koncentráció-maradékok. Ezen adszorbensek hatásos felületét 200-400 m2 / g intervallum határozza meg. Jellemzően, az ilyen módosítások kerülnek bemutatásra óra titsami gömb-átmérője 1-8 mm, pellet, extrudátum (szemcsék), amelynek átmérője 2-4 mm, vagy a porok.
Ahogy az adszorbens, aktivált alumínium-oxid használják, például, hogy eltávolítsuk az oxidációs termékek és merkaptánokat szénhidrogén-elegyek, fluorid ionok vízből vagy elválasztására a hidrogén-kloridot hidrogén-a katalitikus reformáló finomítókban. A gázfázis-elválasztásra való alkalmazása általában az adszorbens előzetes melegítését igényli 2500C-ig. Azonban gyakrabban ez egy olyan anyag használható, mint katalizátort (vagy hordozójaként más katalizátorokat) és darázs-shitel, és nem mint egy adszorbens.
Silica (SiO 2) adszorbenseket, amelyek számos formája CO-gazdaság különböző típusú szilikagél, porózus boroszilikát verem-lo vagy aerogélek (viszonylag új anyagok rendkívül nagy porozitás). Az ilyen gélnek merev, de nem kristályos szerkezete van, amely a kolloid szilícium-dioxid gömb alakú mikrorészecskéiből áll. Ezt az adszorbenset nyitott sejtek és porózus szerkezetek jelenléte jellemzi. A hatásos felületi értékek különbözőek lehetnek - 300 - 900 m2 / g - a sűrűségtől függően. A nagyobb sűrűségű anyagok kisebb pórusokat és következésképpen nagyobb felületet eredményeznek.
Tipikusan a szilícium-dioxid részecskék színtelenek vagy enyhén színesek, áttetszőek vagy áttetszőek. De egyes szilikagél-márkák alumínium-oxid keverékkel készülnek, és ezért átlátszatlan fehér vagy sárgás porok formájában készülnek.
A szilikagél és a porózus üveg ellenáll a kopásnak, és nem képeznek pelyhes részecskéket. Általában 1-3 mm átmérőjű gömb alakú részecskék formájában készülnek granulátumok és extrudátumok formájában, amelyek átmérője 2-4 mm, vagy porok formájában.
A zeolitok belső szerkezete kristályos, de a kristályok között számos mikroporon található, amelyek gyakorlatilag azonos méretűek. Ezek a mikropórusok annyira kicsiek és egyenletesek, hogy általában közel azonos méretű molekulákkal is különböznek (ezért számukra különleges név - molekulaszűrő).
Gyakran a kristályok összetétele hidratáló vizet tartalmaz. Mivel rácshibasűrűséget a szerkezet elektromos töltések előfordulhat, és úgy, hogy az egyensúlyt a kationok társított alumínium-oxid. Jellemzően, a tapasztalati képlete a zeolit tartalmazó M kation vegyértékével Stu n, adja meg: M2 / n Al2O3 xSiO2 yH2O, ahol x jelentése Molek-lar arány (amely jellemzően nagyobb, mint 1) szilícium-dioxid / alumínium-minum és y - száma a hidratáló víz molekulái.
Lényegében az összes kereskedelmi forgalomban beszerezhető zeolit adszorbens olyan készítmények, amelyek nagyon kicsi kristályokból állnak, amelyeket egy kötőanyag tart. Az utóbbi gyakran maga is jelentős adszorpciós kapacitással rendelkezik. A mikroporózus szerkezettel társított zeolitok adszorpciós kapacitása olyan kicsi, hogy értelmetlen, hogy hatékony felületen expresszálódjon.
Kevés kereskedelmi érdek a zeolitok (például azok, amelyek a kijelölt A, X, Y, ZSM-5, és emellett, mordenit és szilikalit). Különböző ioncserélő formákban készülnek (például kalcium vagy nátrium), amelynek részecskéi különböző formájúak és méretűek lehetnek. A zeolitok számos különböző csoportját a 6.2. Táblázat mutatja be. Vannak módosítások extrudált formájú, amelynek részecske átmérője 1-6 mm, a gyöngyök alakjában, amelynek átmérője 0,5-3 mm, valamint granulátum formájában, amelynek mérete 6x12 mesh 20x40, valamint a por alakban.
Adszorbensként zeolitokat használnak a levegőből oxigén kivonására, a normál szerkezetű paraffinokból a benzin-benzin frakcióból, a paraxilén izomer xilolok keverékéből. Ha a zeolitokat gázfázis-elválasztásra használják, általában szigorúbb feltételek szükségesek, mint szilikagél vagy alumínium-oxid alkalmazása esetén. Például,
azokat 3000 ° C-os nagynyomású vákuumban, vagy inert gáz tisztításakor kell előkondicionálni.