DK162197B - Molekylsigte og fremgangsmaade til fremstilling af denne samt fremgangsmaade til anvendelse deraf - Google Patents

Molekylsigte og fremgangsmaade til fremstilling af denne samt fremgangsmaade til anvendelse deraf Download PDF

Info

Publication number
DK162197B
DK162197B DK134484A DK134484A DK162197B DK 162197 B DK162197 B DK 162197B DK 134484 A DK134484 A DK 134484A DK 134484 A DK134484 A DK 134484A DK 162197 B DK162197 B DK 162197B
Authority
DK
Denmark
Prior art keywords
molecular
polymers
carbon
substrate
weight
Prior art date
Application number
DK134484A
Other languages
English (en)
Other versions
DK162197C (da
DK134484A (da
DK134484D0 (da
Inventor
Jr Robert F Sutt
Original Assignee
Calgon Carbon Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=23889186&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=DK162197(B) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Calgon Carbon Corp filed Critical Calgon Carbon Corp
Publication of DK134484D0 publication Critical patent/DK134484D0/da
Publication of DK134484A publication Critical patent/DK134484A/da
Publication of DK162197B publication Critical patent/DK162197B/da
Application granted granted Critical
Publication of DK162197C publication Critical patent/DK162197C/da

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D15/00—Separating processes involving the treatment of liquids with solid sorbents; Apparatus therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D15/00—Separating processes involving the treatment of liquids with solid sorbents; Apparatus therefor
    • B01D15/08—Selective adsorption, e.g. chromatography
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/02—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/0203—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising compounds of metals not provided for in B01J20/04
    • B01J20/0262—Compounds of O, S, Se, Te
    • B01J20/0266—Compounds of S
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/20—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising free carbon; comprising carbon obtained by carbonising processes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/22—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising organic material
    • B01J20/26—Synthetic macromolecular compounds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/22—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising organic material
    • B01J20/26—Synthetic macromolecular compounds
    • B01J20/261—Synthetic macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon to carbon unsaturated bonds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/22—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising organic material
    • B01J20/26—Synthetic macromolecular compounds
    • B01J20/262—Synthetic macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon to carbon unsaturated bonds, e.g. obtained by polycondensation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/22—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising organic material
    • B01J20/26—Synthetic macromolecular compounds
    • B01J20/264—Synthetic macromolecular compounds derived from different types of monomers, e.g. linear or branched copolymers, block copolymers, graft copolymers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/22—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising organic material
    • B01J20/26—Synthetic macromolecular compounds
    • B01J20/265—Synthetic macromolecular compounds modified or post-treated polymers
    • B01J20/267—Cross-linked polymers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/28—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
    • B01J20/28002—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties
    • B01J20/28004—Sorbent size or size distribution, e.g. particle size
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/28—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
    • B01J20/28014—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their form
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/30—Processes for preparing, regenerating, or reactivating
    • B01J20/3021—Milling, crushing or grinding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/30—Processes for preparing, regenerating, or reactivating
    • B01J20/3028—Granulating, agglomerating or aggregating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/30—Processes for preparing, regenerating, or reactivating
    • B01J20/3078—Thermal treatment, e.g. calcining or pyrolizing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/30—Processes for preparing, regenerating, or reactivating
    • B01J20/32—Impregnating or coating ; Solid sorbent compositions obtained from processes involving impregnating or coating
    • B01J20/3202—Impregnating or coating ; Solid sorbent compositions obtained from processes involving impregnating or coating characterised by the carrier, support or substrate used for impregnation or coating
    • B01J20/3204—Inorganic carriers, supports or substrates
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/30—Processes for preparing, regenerating, or reactivating
    • B01J20/32—Impregnating or coating ; Solid sorbent compositions obtained from processes involving impregnating or coating
    • B01J20/3231—Impregnating or coating ; Solid sorbent compositions obtained from processes involving impregnating or coating characterised by the coating or impregnating layer
    • B01J20/3242—Layers with a functional group, e.g. an affinity material, a ligand, a reactant or a complexing group
    • B01J20/3268—Macromolecular compounds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/30—Processes for preparing, regenerating, or reactivating
    • B01J20/32—Impregnating or coating ; Solid sorbent compositions obtained from processes involving impregnating or coating
    • B01J20/3231—Impregnating or coating ; Solid sorbent compositions obtained from processes involving impregnating or coating characterised by the coating or impregnating layer
    • B01J20/3242—Layers with a functional group, e.g. an affinity material, a ligand, a reactant or a complexing group
    • B01J20/3268—Macromolecular compounds
    • B01J20/327—Polymers obtained by reactions involving only carbon to carbon unsaturated bonds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/30—Processes for preparing, regenerating, or reactivating
    • B01J20/32—Impregnating or coating ; Solid sorbent compositions obtained from processes involving impregnating or coating
    • B01J20/3231—Impregnating or coating ; Solid sorbent compositions obtained from processes involving impregnating or coating characterised by the coating or impregnating layer
    • B01J20/3242—Layers with a functional group, e.g. an affinity material, a ligand, a reactant or a complexing group
    • B01J20/3268—Macromolecular compounds
    • B01J20/3272—Polymers obtained by reactions otherwise than involving only carbon to carbon unsaturated bonds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/30—Processes for preparing, regenerating, or reactivating
    • B01J20/32—Impregnating or coating ; Solid sorbent compositions obtained from processes involving impregnating or coating
    • B01J20/3231—Impregnating or coating ; Solid sorbent compositions obtained from processes involving impregnating or coating characterised by the coating or impregnating layer
    • B01J20/3242—Layers with a functional group, e.g. an affinity material, a ligand, a reactant or a complexing group
    • B01J20/3268—Macromolecular compounds
    • B01J20/3276—Copolymers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/30—Processes for preparing, regenerating, or reactivating
    • B01J20/32—Impregnating or coating ; Solid sorbent compositions obtained from processes involving impregnating or coating
    • B01J20/3231—Impregnating or coating ; Solid sorbent compositions obtained from processes involving impregnating or coating characterised by the coating or impregnating layer
    • B01J20/3242—Layers with a functional group, e.g. an affinity material, a ligand, a reactant or a complexing group
    • B01J20/3268—Macromolecular compounds
    • B01J20/328—Polymers on the carrier being further modified
    • B01J20/3282—Crosslinked polymers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/30—Processes for preparing, regenerating, or reactivating
    • B01J20/32—Impregnating or coating ; Solid sorbent compositions obtained from processes involving impregnating or coating
    • B01J20/3231—Impregnating or coating ; Solid sorbent compositions obtained from processes involving impregnating or coating characterised by the coating or impregnating layer
    • B01J20/3287—Layers in the form of a liquid
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2220/00—Aspects relating to sorbent materials
    • B01J2220/40—Aspects relating to the composition of sorbent or filter aid materials
    • B01J2220/48—Sorbents characterised by the starting material used for their preparation
    • B01J2220/4812—Sorbents characterised by the starting material used for their preparation the starting material being of organic character
    • B01J2220/485—Plants or land vegetals, e.g. cereals, wheat, corn, rice, sphagnum, peat moss

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)
  • Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)
  • Separation Of Gases By Adsorption (AREA)
  • Treatment Of Liquids With Adsorbents In General (AREA)
  • Saccharide Compounds (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Description

DK 162197 B
Den foreliggende opfindelse angår molekylsigter og en fremgangsmåde til fremstilling deraf samt anvendelsen deraf. Mere specielt angår opfindelsen carbonmolekylsigter med høje selektivitetsforhold 5 og høje kapacitetsværdier. Molekylsigterne ifølge opfindelsen fremstilles ved imprægnering af carbon-substrater med en organisk polymer med en molekylvægt på mindst 400, som bestemt ved dampfaseosmometri, eller med en uorganisk polymer.
10 Munzer et al., U.S. patentskrift nr. 3 962 129 beskriver en carbonmolekylsigte fremstillet ved imprægnering af porøs koks med en organisk forbindelse med lav molekylvægt og et kogepunkt på 200-550 °C målt ved atmosfærisk tryk (se søjle 2, 15 linie 50-57). Denne imprægneringsteknik reducerer effektivt substratmikroporerne til mellem 2 og 6 A, men danner en sigte med reduceret kapacitet.
Carbonmolekylsigter er blevet fremstillet ved ekstern overtrækning af granulær aktiveret carbon med 20 ca. 20 til 50 vægtpct. af en delvis polymeriseret opløsning efterfulgt af hærdning af den polymere og carbonisering (forkulling) af det polymere overtræk. Se P.L. Walker, Jr. et al., Conference on Industrial Carbon and Graphite, Proceedings (London) 25 1965, "The Preparation of 4Å and 5A Carbon Mole cular Sieves".
Addison, U.S.A. patent nr. 2 761 822, beskriver en slutbehandlingsproces for aktiveret carbon. Denne proces forbedrer adsorptionsselektiviteten, men re-30 ducerer carbonsubstratets indre kapacitet.
Det har vist sig, at carbonsubstraters makropore-struktur kan blokeres ved imprægnering med en orga- 2 ·
DK 162197 B
nisk eller uorganisk polymer. Denne polymere blokering virker ved at begrænse tilgang gennem substratets ma-kroporestruktur uden i væsentlig grad at påvirke hverken mikroporekapaciteten eller de mikroporøse diffusions-5 egenskaber for substratet. Substratets selektivitet forbedres således uden et væsentligt tab af substratkapacitet.
Tegningen viser et strømningsdiagram, der indikerer adskillelsesegenskaberne for gasser med lille og mid-10 del størrelse, baseret på molekylsigteoxygen- og ni- trogendiffusiviteter (hastighed) og oxygen/nitrogen-selektivitetsforhold ved adsorption af forskellige modelforbindelser .
Den foreliggende opfindelse angår en molekylsigte, der 15 er ejendommelig ved, at den omfatter et carbonsubstrat valgt blandt carbonmolekylsigter, benkul, kokosnøddeskaller, forkullede ferskenkærner, valnøddeskaller, babassunøddeskaIler, forkullede kirsebærsten, imprægneret med en syntetisk organisk polymer med en molekyl-20 vægt på mindst 400, som bestemt ved dampfaseosmometri, eller med en syntetisk uorganisk polymer i en dosis på mindst 0,001 vægt-?o (baseret på substrat vægten) op til en maximumdosis, som ikke overskrider 20 %, baseret på den substratvægt, som stadig gør det muligt for 25 den resulterende sigte at adskille gas- eller væske- blandinger indeholdende komponenter med mindst to forskellige molekyldiametre, molekylvægte eller molekyl-former.
Den foreliggende opfindelse angår også en fremgangsmåde 30 til fremstilling af en molekylsigte, hvilken fremgangs måde er ejendommelig ved, at man imprægnerer et carbonsubstrat valgt blandt carbonmolekylsigter, benkul, kokosnøddeskaller, forkullede ferskenkærner, valnødde- 3
DK 162197 B
skaller, babassunøddeskaller, forkullede kirsebærsten, med en syntetisk organisk polymer med en molekylvægt på mindst 400, som bestemt ved dampfaseosmometri, eller med en syntetisk uorganisk polymer i en dosis på mindst 5 0,001 vægt-% (baseret på substratvægten) op til en ma- ximumdosis, som ikke overskrider 20 %, baseret på den substratvægt, som stadig gør det muligt for den resulterende sigte at adskille gas- eller væskeblandinger indeholdende komponenter med mindst to forskellige mo-10 lekyldiametre, molekylvægte eller molekylformer.
Den foreliggende opfindelse angår endvidere en fremgangsmåde til at adskille gas- eller væskeblandinger indeholdende komponenter med mindst to forskellige mo-lekyldiametre, molekylvægte eller molekylformer, ejen-15 dommelig ved, at man imprægnerer et carbonsubstrat valgt blandt carbonmolekylsigter, benkul, kokosnøddeskaller, forkullede ferskenkærner, valnøddeskaller, babassunøddeskaller, forkullede kirsebærsten, med en syntetisk organisk polymer med en molekylvægt på mindst 400, som 20 bestemt ved dampfaseosmometri, i en dosis på 0,001 til 5,0 vægt-?i (baseret på substrat vægten) .
Som anvendt heri refererer udtrykket "carbonsubstrat" til et porøst materiale bestående hovedsageligt af carbon, med en mellemstor til stor indre overflade, og 25 som på grund af sine indre overfladeegenskaber adsorbe- rer gas- og/eller væskeforbindelser. Carbonsubstrater omfatter aktiveret carbon, carbonmolekylsigter, kultyper, hårde og bløde kul, bituminøse kul, antracitkul, lig-nit-kul, brunkul, tørv, kokosnøddeskaller, forkullede 30 ferskensten, valnøddeskaller, babassunøddeskaller, for kullede kirsebærsten, træ og lignende. Flere af disse carbonsubstrater kan med fordel forbehandles før imprægnering. Typiske forbehandlingstrin til forøgelse af den porøse natur af substratet omfatter calcinering 35 til dannelse af et sigtelignende substrat eller aktivering til dannelse af et aktiveret carbonsubstrat.
4
DK 162197 B
Fremstillingen af carbonmolekylsigter er beskrevet i U.S.A. patentskrifterne nr. 3 884 830, 3 222 412, 3 801 313, 2 556 859, 4 046 709 og andre.
Typiske metoder til fremstilling af aktiveret carbon 5 er beskrevet i J.W. Hassler's "Active Carbon", kapitel 2, side 12-35, Chemical Publishing Co., Brooklyn, N.Y. (1951).
Molekylsigter kan fremstilles ved at anvende en forholdsvis stor polymer til delvis at blokere makro-10 porestrukturen i et carbonsubstrat. Denne blokade begrænser diffusionshastigheden for molekylære gas-eller væskearter ind i og ud af substratmakroporerne, hvilket hjælper den naturlige mikroporøse sigteevne for substratet, hvorved man forbedrer selektiviteten 15 uden i væsentlig grad at påvirke kapaciteten i u-heldig retning.
Et nyttigt carbonsubstrat ifølge opfindelsen har porestørrelser i følgende områder: a. makroporer almindeligvis >*100 Å i diameter 20 b. mikroporer almindeligvis <100 Å i diameter.
Ved at anvende en polymer med tilstrækkelig molekylvægt og dermed tilstrækkelig molekyldiametre vil kun makroporerne i substratet blive blokeret ved imprægnering af substratet med den polymere. Et væsent-25 ligt træk ved den foreliggende opfindelse er, at mikroporerne i substratet ikke påvirkes i væsentlig grad af den polymere. Dette sikrer bevarelse af såvel indre kapacitet som naturlig mikroporesigte-virkning.
5
DK 162197 B
Sigteegenskaberne for substratet forbedres ved imprægnering med en organisk eller uorganisk polymer. Mængden af polymert imprægneringsmiddel, der anvendes for at blokere substratets makroporer, varierer med de· 5 ønskede gasselektiviteter. I almindelighed regner man med, at mindst 0,001 vægtpct. polymer vil være tilstrækkelig. Hvis der anvendes en for høj dosis polymer, kan mikroporerne blive blokeret, hvilket forårsager, at det imprægnerede substrat mister sine 10 tilsigtede sigteegenskaber. Maksimumdosis vil afhænge af det anvendte substrat. Den optimale dosis kan bestemmes ved at variere dosis og identificere, den imprægnerede sigte med de optimale sigteegenskaber. Almindeligvis vil over 20 vægtpct. forårsage over-15 blokering; men selv mindre imprægneringsmiddel vil forårsage overblokering med nogle substrater.
For at være et nyttigt imprægneringsmiddel må den valgte polymere forbedre selektivitetsforholdet for substratet uden i væsentlig grad at påvirke kapaci-20 teten af substratet i uheldig retning.
Selektiviteten er defineret som forholdet mellem to diffusitivitetsværdier (f.eks. diffusiviteten af oxygen/diffusiviteten af nitrogen - DO2/DN2), og kapaciteten er defineret som det volumen adsorbat, 25 der tilbageholdes i et givet volumen carbonmole- kylsigte. Et højt selektivitetsforhold betyder, at sigten let skelner mellem komponenter i blandingen på basis af molekyldiameter, molekylform, molekyl-hastighed og/eller interaktion med den faste over-30 flade. En høj kapacitetsværdi betyder, at en lille smule sigte vil adsorbere et stort volumen gas.
I almindelighed har det vist sig, at mindre, lettere molekyler hurtigere adsorberes af carbonmolekylsig- 6
DK 162197 B
terne end større, tungere molekyler. En typisk opremsning af molekyler efter faldende diffusivitet i carbonmolekylsigter er som følger: hydrogen, helium, oxygen, carbonmonoxid, carbondioxid, ammo-5 niak, nitrogen, argon, methan, hydrogensulfid, ethylen, ethan, propylen, ethanol, propan, n-butan, isobutan, n-pentan, isopentan, o-xylen, m-xylen, p-xylen, n-hexan, 2-methylpentan og n-heptan. Denne opremsning er ikke fuldstændig, men kun ment som 10 tommelfingerregel. Nogen variation i diffusivitets-rækkefølgen skulle ventes afhængigt af det speci- .. ......... fikke adsorptionsmiddel, der anvendes. Adsorptions- hastighedsforskellene på grund af molekyldiameter, molekylform, molekylhastighed og/eller adsorbat/ 15 adsorbent-interaktioner tjener imidlertid som basis for adskillelse af gas- eller væskeblandinger. Jo større forskellen er i adsorptionshastighed for blandingens komponenter, des lettere er det at adskille blandingen. Udtrykkene "molekyldiameter", 20 "molekylhastighed" og "adsorbat/adsorbent-inter- aktioner" er velkendte for fagmanden på området transportfænomener og adsorptionsteori. Alligevel henvises til følgende værker: (1) R.B. Bird, W.E. Stewart og E.N. Lightfoot, 25 Transport Phenomena, J. Wiley & Sons, New
York, (1960).
(2) J.O. Hirshfelder, C.F. Crentis og R.B.
Bird, Molecular Theory of Gases and Liguids, J. Wiley & Sons, New York (1954).
30 (3) W.A. Steele, "The Interaction of Gases with Solid Surfaces", The International Encyclopedia of Physical Chemistry and Chemical Physics, Topic 14, bind 3,
Pergamon Press, Oxford (1974).
7
DK 162197 B
(4) A.W. Anderson, Physical Chemistry of Surfaces, John Wiley & Sons, New York (1976) .
Det erkendes, at den absolutte diffusivitet for 5 gasser eller væsker i faste adsorbenter er vanskelig at bestemme eksperimentelt. Dette gælder specielt carbonadsorbenter, som er strukturelt ikke-homogene. Til sammenligning er det imidlertid muligt at vælge et referenceadsorbent med kendt 10 størrelse, over for hvilket andre adsorbenter bedømmes relativt. Diffusivitetsværdier opnået på denne måde vil være nyttige til beskrivelse af adsorptionen af gasser eller væsker i en række adsorbenter. De heri beskrevne carbonmolekylsigter 15 blev afprøvet ved iagttagelse af adsorptionen af forskellige gasser i forud evakuerede prøver ved i alt væsentligt en atmosfæres tryk og 25 °C. Dif-fusivitetsværdier blev derpå beregnet under anvendelse af en enkelt ligning, som beskriver diffusion 20 i en kugle: .
Lt/Le = 6 (Dt//rRg)1/2 - 3Dt/R* hvor = prøvegasbelastning ved tiden t = 30 sekunder
Lg = ligevægtsbelastning (sædvanligvis ved t = 1 time) 25 D = diffusivitetsværdien t =30 sekunder
Rg = 0,05125 cm (middelpartikkelradius for et referenceadsorbent).
Det vil forstås, at valget af forskellige parame-30 tre (f.eks. en anden referenceradius, temperatur, 8
DK 162197 B
tryk eller tid, t) ville ændre den absolutte og relative størrelse af diffusivitetsværdierne opnået på denne måde. Dette ville imidlertid ikke kunne betragtes som begrænsende for omfanget af den heri 5 beskrevne opfindelse.
Tegningen viser et strømningsdiagram for valg af molekylsigter til specielle gasadskillelser. På dette strømningsdiagram analyseres sigteprøven først for oxygen- og nitrogendiffusiviteter (hald stighed) som beskrevet i det foregående. Ud fra dis- ........ se to værdier beregnes oxygen/nitrogen-selektivi- tetsforholdet.
For lette gasser, f.eks. oxygen, nitrogen, carbon- monoxid, carbondioxid og lignende, er de alminde- 15 ligvis nyttige værdier diffusiviteter på mindst 10 x 10-^ cm^/s for mindst en af gasserne, fore- _ 8 £ trukkent mindst 200 x 10” cm /s, mest foretrukkent -8 2 mindst 500 x 10 cm /s, kombineret med selektivitetsforhold på mindst 1,1, foretrukkent mindst 10, 20 mere foretrukkent mindst 25 og særligt foretrukkent mindst 50. (En selektivitet på mindst 1,1 er det samme som 0,9 eller mindre. Forholdet kan vendes om).
For tunge gasser, f.eks. ethan, propan, butaner og lignende, skal diffusivitetsværdierne helst være — 8 2 25 mindst 0,1 x 10- cm /s for mindst en af gasserne, "8 2 foretrukkent mindst 25 x 10~ cm /s, mest fore- -8 2 trukkent mindst 100 x 10 cm /s, og selektivitets-forholdene skal helst være af størrelsesordenen 1,1, foretrukkent mindst 5, mere foretrukkent mindst 20 30 og mest foretrukkent ..mindst 50. (En selektivitet på mindst 1,1 er det samme som 0,9 eller mindre.
Forholdet kan vendes om).
9
DK 162197 B
Diffusiviteten for væsker kan være lavere end minimum for gasser.
Når oxygen/nitrogen-selektivitetsforholdet er blevet beregnet, og oxygenhastigheden bestemt, er strøm-5 ningsdiagrammet nyttigt til bestemmelse af, hvilken særlig gasadskillelse, der vil være mest effektiv for den særlige sigte, der er på tale.
Ved at følge den venstre gren på fig. 1 ses det, at hvis oxygenhastigheden (D0„) er mindre end eller - 6 2 ^ 10 lig med 7 x 10 cm /s med et oxygen/nitrogen- selektivitetsforhold DO2/DN2, (S), større end eller lig med 50, kan sigten være nyttig til adskillelse af carbonmonoxid, carbondioxid, ammoniak eller argon.
15 Ved at følge den højre gren på tegningen ses det, at hvis oxygenhastigheden er større end 7 x 10 ^ cm /s eller oxygen/nitrogen-selektivitetsforholdet er mindre end 50, kræves yderligere forsøg. Hvis den pågældende sigte ikke adsorberer ethan, kan 20 den være nyttig til fraskillelse af methan, ethen, carbonmonoxid, carbondioxid, argon, ammoniak eller hydrogensulfid. Hvis prøven ikke adsorberer ethan, kræves yderligere forsøg for at finde den mest effektive gasblanding, til hvilken sigten kan an-25 vendes.
Det skal bemærkes, at strømningsdiagrammet på tegningen kun er givet som rettesnor. Molekylsigterne ifølge opfindelsen er alle nyttige til en række gasadskillelser. Fig. 1 muliggør bestemmelse af 30 foretrukne adskillelsesskemaer.
10
DK 162197 B
Mindst 0,001 vægtpct., foretrukkent 0,001 til 10,0, mere foretrukkent ca. 0,001 til 5,0, mest foretruk-kent 0,001 til 1,0, og i nogle tilfælde 0,001 til 0,5 vægtpct. af den polymere (baseret på vægten af 5 sigten) er tilstrækkelig til at blokere makro-porerne i den grad, som er nødvendig for at forbedre oxygen/nitrogen-selektiviteten uden at påvirke de indre mikroporer og dermed kapaciteten.
Større eller mindre mængder polymer kan anvendes 10 til andre gasadskillelser.
Organiske og uorganiske polymere, der er nyttige i den foreliggende opfindelse, er beskrevet i Sorenson og Campbell's "Preparative Methods of Polymer Chemistry", Interscience Publishers, Inc., 15 Neu/ York, New York, (1961), hvortil der henvises.
I almindelighed tilhører de polymere, der er nyttige i den foreliggende opfindelse, en eller flere af følgende klasser: polyamider, polyurinstoffer, polyurethaner, polyestere, kondensationspolymere, 20 additionspolymere af umættede monomere, dien- og trienpolymere og copolymere, cycliske polyamider, cycliske polyestsere, cycliske polyethere, sili-conpolymere, polymerisret phosphonitrilchlorid , svovl-polymere, polymeriseret svovlnitrit, polyphenylen-25 ethere, tværbundne polyestere, phenolformaldehyd-harpikser, epoxyharpikser og lignende. Se f.eks.
"Inorganic Polymers", F.O.A. Stone og W. A.G.
Graham, udg., Academic Press, New York (1962) og "Principles of Polymer Chemistry", P.3. Elory, 30 Cornell University Press, Ithica, New York, (1953), hvortil der henvises.
Eksempler på egnede monomere, der kan anvendes ved fremstilling af de i det foregående beskrevne poly 11
DK 162197 B
mere, er: estere af acryl- og methacrylsyre, såsom estere af methyl, ethyl, 2-chlorethy1, propyl, isobutyl, isopropyl, butyl, tert.-butyl, sec.-butyl, ethylhexyl, amyl, hexyl, octyl, decyl, 5 dodecyl, cyclohexyl, isobornyl, benzyl, phenyl, alkylphenyl, ethoxymethyl, ethoxyethyl, ethoxy-propyl, propoxymethyl, propoxyethy1, propoxy-propyl, ethoxyphenyl, ethoxybenzyl, ethoxycyclo-hexyl, hydroxyethyl, hydroxypropyl, ethylen, propy-10 len, isobutylen, diisobutylen, styren, ethylvinyl-benzen, vinyltoluen, vinylbenzylchlorid, vinyl-chlorid, vinylacetat, vinylidenchlorid, dicyclo-pentadien, acrylonitril, methacrylonitril, acryl-amid, methacrylamid og diacetonacrylamid, funk-15 tionelle monomere, såsom vinylbenzen, sulfonsyre, vinylestere, omfattende vinylacetat, vinylpropio-nat, vinylbutyrat, vinyllaurat, vinylketoner, omfattende vinylmethylketon, vinylethylketon, vinyl-isopropylketon, vinyl-n-butylketon, vinylhexylketon, 20 vinyloctylketon, methylisopropenylketon, vinyl- aldehyder omfattende acrolein, methacrolein, croton-aldehyd, vinylethere omfattende vinylmethylether, vinylethylether, vinylpropylether, vinylisobutyl-ether, vinylidenforbindelser omfattende vinyliden-25 chlorid-bromid eller -bromochlorid, altså de tilsvarende neutrale eller halvsure monoestere eller frie disyrer af de umættede dicarboxylsyrer omfattende itaconsyre, citraconsyre, aconitinsyre, fumar-syre og maleinsyre, substituerede acrylamider, så-30 som N-monoalkyl-, N,N-dialkyl- og N-dialkylamino- alkylacrylamider eller methacrylamider, hvor alkyl-grupperne kan have 1 til 18 carbonatomer og f.eks. være methyl-, ethyl-, isopropyl-, butyl-, hexyl-, cyclohexyl-, octyl-, dodecyl-, hexadecyl- eller 35 octadecylaminoalkylestere af acryl- eller methacrylsyre, såsom β-dimethylaminoethyl-, β-diethyl- 12
DK 162197 B
aminoethyl- eller 6-dimethylaminohexylacrylater og -methacrylater, alkylthioethylmethacrylater og acrylater, såsom ethylthioethylmethacrylat, vinyl-pyridiner, såsom 2-vinylpyridin, 4-vinylpyridin og 5 2-methyl-5-vinylpyridin; polymere og copolymere af thioestere og thiophenoler og lignende.
I tilfælde af copolymere indeholdende ethylthioethylmethacrylat kan den thiofunktionelle gruppe om ønsket oxideres til tilsvarende sulfoxid 10 eller sulfon.
Polyethylenisk umættede monomere, der almindeligvis virker som om de kun har én sådan umættet gruppe, såsom isopren, butadien og chloropren, kan omfattes som en del af kategorien monoethy-15 lenisk umættede forbindelser.
Eksempler på polyethylenisk umættede monomere er: divinylbenzen, divinylpyridin, divinylnaphthalener, diallylphthalater, ethylenglycoldiacrylat, ethylen-glycoldimethacrylat, trimethylolpropantrimethacry-20 lat, divinylsulfon, polyvinyl- eller polyallyl- ethere af glycol, af glycerol, af pentaerythritol, af diethylenglycol, af monothioderivater af gly-coler, og af resorcinol, divinylketon, divinylsulfid, allylacrylat, diallylmaleat, diallylfumarat, di-25 allylsuccinat, diallylcarbonat, diallylmalonat, diallyloxalat, diallyladipat, diallylsebacat, di-vinylsebacat, diallyltartrat, diallylsilicat, tri-allyltricarballylat, triallylaconitat, triallyl-citrat og triallylphosphat; N,N'-methylen-diacryl-30 amid, N,N'-methylen-dimethacrylamid, N,N’-ethylen-diacrylamid, trivinylbenzen, trivinylnaphthalener og polyvinylanthracener.
DK 162197 8 13
En foretrukken klasse monomere af denne type er aromatisk ethylenisk umættede molekyler, såsom styren, vinylpyridin, vinylnaphthalen, vinyltoluen, phenylacrylat, vinylxylener og ethyl-5 vinylbenzen.
Eksempler på foretrukne polyethylenisk umættede monomere er divinyldivinylpyridin, divinylnaphta-len, divinylbenzen, trivinylbenzen, alkyldivinyl-benzen med fra 1 til 4 alkylgrupper med 1-2 carbon-10 atomer substitueret i benzenkernen, og alkyltri-vinylbenzener med 1 til 3 alkylgrupper med 1-3 carbonatomer substitueret i benzenkernen. Foruden de homopolymere og copolymere af disse poly-(vinyl)benzenmonomere kan en eller flere deraf 15 være copolymeriseret med op til 98¾ (efter vægt af den totale-monomere blanding) ved (1) mono-ethylenisk umættede monomere eller (2) polyethylenisk umættede monomere forskellige fra poly(vinyl)-benzener som netop defineret eller (3) en blanding 20 af (1) og (2). Eksempler på de alkylsubstituerede di- og trivinylbenzener er de forskellige vinyl-toluener, divinylethylbenzen, 1,4-divinyl-2,3,5,6-tetramethylbenzen, l,3,5-trivinyl-2,4,6-trimethyl-benzen, 1,4-divinyl-2,3,6-triethylbenzen, 1,2,4-25 trivinyl-3,5-diethylbenzen og 1,3,5-triviny1-2-methylbenzen.
Eksempler på egnede kondensationsmonomere er: (a) alifatiske dibasiske syrer, såsom maleinsyre, fumar-syre, itaconsyre og 1,1-cyclobutandicarboxylsyre; 30 (b) alifatiske diaminer, såsom piperazin, 2-methyl- piperazin, cis-bis(4-aminocyclohexyl)methan og methaxylylendiamin; (c) glycoler, såsom diethylen-glycol, triethylenglycol, 1,2-butandiol og neo-pentylglycol; (d) bischlorformiater, såsom cis- / 14
DK 162197 B
og trans-1,4-cyclohexylbischlorformiat, 2,2,2,4-tetramethyl-1,3-cyclobutylbischlor f ormiat o.g bis-chlorformiater af andre af de ovennævnte glycoler; (e) hydroxysyrer, såsom salicylsyre, m- og p- 5 hydroxybenzoesyre og lactoner afledt deraf, såsom propiolactoner, valerolactoner og caprolactoner; (f) diisocyanater, såsom cis- og trans-cyclopropan- 1,2-diisocyanat og cis- og trans-cyclobutan-1,2-diisocyanat; (g) aromatiske disyrer og derivater 10 deraf (estere, syreanhydrider og syrechlorider), såsom phthalsyre, phthalsyreanhydrid, terephthal-syre, isophthalsyre og dimethylphthalat; (h) aromatiske diaminer, såsom benzidin, 4,4'-methylendiamin og bis(4-aminophenyl)ether; (i) bisphenoler, såsom 15 bisphenol A, bisphenol C, bisphenol F, phenolphthale-in og recorcinol; (j) bisphenol-bis(chlorformiater), såsom bisphenol A bis(chlorformiat) og 4,4'-di-hydroxybenzophenon-bis(chlorformiat); (k) carbonyl-og thiocarbonylforbindelser, såsom formaldehyd, 20 acetaldehyd, thioacetone og acetone; (1) phenol og phenolderivater, såsom alkylphenoler; (m) poly-funktionelle tværbindende midler, såsom tri- eller polybasiske syrer, såsom trimellitsyre, tri- eller polyoler, såsom glycerol, tri- eller polyaminer, 25 såsom diethylentriamin; og andre kondensationsmonomere og blandinger af de nævnte monomere.
Foretrukne polymere dannet ud fra monomere beskrevet i det foregående omfatter følgende i handelen tilgængelige polymere; polyethylenglycol PEG 400, 30 PEG 4000 og 6000 (Fisher Scientific), phenolharpiks 3435, 3446 (Polyrez Co., Inc.), lineære, cycliske eller tværbundne siliconepolymere, såsom SC-102 eller SC-114 (Thermoset Plastics, Inc.) eller DF-104, SR-107 og DF-1040 (General Electric Co.), 35 acrylemulsionspolymere eller -copolymere, såsom AMSC0 Res 200, 210, 807 og 1170 (American Mineral 15
DK 162197 B
Spirits Co . ).
Der kan også anvendes mere end en polymer. De kan da anvendes samtidig eller i rækkefølge.
En minimummolekylvægt for et organisk polymert im-5 prægneringsmiddel til brug i fremgangsmåden ifølge opfindelsen vil være af størrelsesordenen 400, som bestemt ved dampfaseosmometri. Det uorganiske polymere imprægneringsmiddel kan have en molekylvægt på mindre end 400. Det polymere imprægneringsmiddel 10 vil foretrukkent have en molekylvægt på fra ca.
1000 til ca. 1 000 000, som bestemt ved lysspredning. Det polymere imprægneringsmiddel vil mest foretrukkent have en molekylvægt på fra ca. 4000 til ca. 250 000, som bestemt ved lysspredning. Damp-15 faseosmometri og lysspredning er velkendte metoder til bestemmelse af molekylvægte og er f.eks. diskuteret i Billmeyer, Jr., Fred W., Textbook of Polymer Science, 2. udgave, Wiley-Interscience, New York (1971), side 67-68 og 81-84.
20 Der kan anvendes en vilkårlig teknik til imprægnering af carbonsubstratet med den polymere. Den polymere kan f.eks. opløses i et egnet opløsningsmiddel, blandes med substratet, idet overskud af opløsning afdekanteres eller affiltreres, og substratet tør-25 res eller varmebehandles, således at makroporerne bliver blokeret af et polymert overtræk. Andre metoder omfatter påsprøjtning af polymere opløsninger eller passage af polymer damp gennem en prøve af substratet. Hvis substratet ikke imprægneres i 30 tilstrækkelig grad ved en enkelt polymerbehandling, kan der anvendes en eller flere yderligere behandlinger til opnåelse af den ønskede makroporebloke-ring.
16
DK 162197 B
Foretrukne carbonsubstrater til brug i forbindelse med den foreliggende opfindelse er materialer med en høj procentdel, mest foretrukkent mindst 90%, mikroporer, mere specielt sådanne med en høj pro-5 centdel mikroporer med en størrelse på mindre end 20 A.
Mange af disse substrater er tilgængelige i handelen fra forskellige leverandører eller kan fremstilles på en vilkårlig af de metoder, der er velkendte for fagmanden.
10 Særligt foretrukne carbonsubstrater omfatter aktiveret carbon og carbonmolekyIsigter .
Typiske måder til opvarmning ved fremstillingen af carbonsubstrater med en høj procentdel mikroporer omfatter indirekte opvarmede roterovne, ovne med 15 flere hærder, ovne med fluidiseret leje, snekke-transportørovne af Selas-typen, der er indirekte opvarmet eller opvarmet elektrisk, eller nogle af de forskellige typer metalbehandlingsovne (f.eks.
Lindberg), er kendt i teknikken. Et foretrukkent op-20 varmningsmiddel er en infrarødt opvarmet ovn af den kontinuerlige transporttype som beskrevet i U.S . A. patentskrift nr. 4 050 900 og 3 648 630, hvortil der henvises.
Termisk behandling til fremstilling af et carbon-25 substrat med en høj procentdel mikroporer (før imprægnering) udføres almindeligvis ved temperaturer over 250 °C, idet området 500-1100 °C er foretrukket. Typiske opholdstider er fra 1 minut til flere -timer.
30 Opvarmning under kontinuerlig transport af et carbon-substrat til fremstilling af carbonmaterialer med en høj procentdel mikroporer til påfølgende imprægne 17
DK 162197 B
ring kan udføres på en af to måder. (1) Et forkullet basismateriale kan behandles i en ovnatmosfære med lavt oxygenindhold, foretrukkent mindre end 1000 ppm, under en strøm af inert gas i medstrøm eller .
5 modstrøm som følger:
Område_ F oretrukkent
(A) temperatur 480-1100 °C 750-1040 °C
(B) Opholdstid 5-90 min. 5-30 min.
(C) Fødehastighed 15-60 lb/time 30-50 lb/time (D) N9-skylnings-
hastighed 15-35 SCFM 20-30 SCFM
(2) Alternativt kan et agglomereret basismateriale behandles i en ovnatmosfære med lavt oxygenindhold, f.eks. op til 10 000 ppm, under en inert gasstrøm i medstrøm eller modstrøm som følger:
Område_ Foretrukkent
(A) temperatur 250-1100 °C 500-10 000 °C
(B) Opholdstid mindst 1 min. 1 til 180 min.
(mest foretrukkent 10-60 min.) (C) Fødehastighed 1-90 lb/time 40-55 lb/time (D) NL-skyInings-
hastighed 5-40 SCFM 5-30 SCFM
10 Ovennævnte parametre vil variere i afhængighed af den anvendte ovn og er derfor ikke kritiske parametre. Agglomererede basismaterialer kan indeholde 30 til 98 vægtpct. basismateriale, 1-40 vægtpct. termisk bindemiddel, såsom kultjærebeg, jordoliebeg, 15 asfalt, bitumen og lignin, 0-20 vægtpct. af en koldbinder, såsom stivelse, og 0-40 vægtpct vand.
Den med polymer imprægnerede sigte kan yderligere modificeres ved forkulling af det polymere imprægne 18
DK 162197 B
ringsmiddel ved 250 til 1100 °C, foretrukkent 500-1000 “C.
De efterfølgende eksempler forklarer opfindelsen nærmere.
5 EKSEMPEL 1
Trin 1. - Substratfremstilling
Sorteret kokissnøddekul (8 x 30 mesh) blev varmebehandlet i en ovn af den kontinuerlige transporttype (fremstillet af Shirco, Inc.) ved 750 °C i 15 minut- 10- ter under nitrogen til fremstilling af et carbon- substrat. Det ubehandlede substrat baseret på kokosnød havde et oxygen/nitrogen-selektivitetsforhold på 0,88, en oxygenkapacitet på 2,90 ml/ml og en tilsyneladende massefylde på 0,624 g/ml.
15 Trin 2._- Substratimprægneringer 100 g af det kokosnøddebaserede carbonmolek.ylsub-strat.fra trin 1 blev imprægneret med en opløsning af 2 g polyethylenglycol (PEG) 4000, med en molekylvægt på 4000, (Fisher Scientific Co.) i 100 g vand 20 ved omrøring af substratet med opløsningen, indtil kullet var afgasset. (Skumning standsede efter ca.
5 til 10 minutters forløb). Overskudopløsning blev dekanteret fra blandingen, og det imprægnerede substrat blev lufttørret i 2 til 3 timer, indtil det 25 var fritflydende. Derefter blev det imprægnerede kokosnøddesubstrat ovntørret ved 75 °C i 20 timer til en tilsyneladende massefylde på 0,679 g/ml.
Den endelige mængde imprægneringsmiddel, hydratise-ret PEG, blev beregnet ud fra ændringen i den til- 19
DK 162197 B
syneladende massefylde, til 8,8 vægtpct. Den faktiske koncentration af PEG ville være mindre end 2,0 vægtpct.
Trin 3. - Sigteanalyse 5 Til beregning af prøvegasdiffusivitetsværdien blev dødvolumenet af en prøvecelle indeholdende ca. 10 g sigte bestemt ved heliumekspansion. Derefter blev prøvegassen ekspanderet ind i den evakuerede prøve-celle fra en 1 liters referencecelle. Idet man kendte 10 dødvolumenet, blev adsorptionen (ladningen) af prøve-gassen bestemt ved ændringen i systemets tryk. Disse værdier kombineret med en ligevægtsladningsværdi beregnet for en sigteprøve efter 1 times forløb tillod bestemmelse af en relativ ladningsværdi 13 (Lj./I_e). Lj. var prøvegasladningsværdien for en sigte- prøve til et givet tidspunkt, f.eks. 30 s, og Lg var prøvegasledningsværdien for en sigteprøve ved ligevægt. Diffusivitetsværdien (D) for en sigteprøve blev derpå beregnet for prøvegassen ved at 20 løse den forenklede ligning for diffusion ind i en kugle:
Lfc/Le = 6 (Dt/^Rg)1/2 - 3Dt/R^ hvor
Lj. = prøvegasbelastning ved tiden t = 30 sekunder
Lg = ligevægtsbelastning (sædvanligvis ved t = 1 25 time) D = diffusivitetsværdien t =30 sekunder
Rg = 0,05125 cm (middelpartikkelradius for et referenceadsorbent) .
DK 162197 B
20
Diffusivitetsværdien beregnet på denne måde repræsenterer en diffusivitet sammensat af såvel mikroporer som makroporer. Se: Dedrick, R.L. og Beckmann, R.B.
"Kinetics of Adsorption by Activated Carbon from 5 Dilute Aqueous Solution, "Physical Adsorption Processes and Principles, L.N. Canjar og J . A.
Kostecki, udg., bind 63, American Institute of Chemical Engineers, New York (1967); Walker, P.L.,
Jr., Austin, L.G., Nandi, S.P., "Activated Diffusion 10 of Gases in Molecular Sieve Materials", The Chemistry and Physics of Carbon, P.L. Walker, Jr., udg., bind 2, Marcel Dekker, Inc. New York (1966) og Crank, J., "The Mathematics of Diffusion", 2. udg.
Clarendon Press, Oxford (1975).
y 15 Diffusivitetsværdier for dette og alle følgende eksempler blev bestemt under anvendelse af et startgastryk på en atmosfære - 5 % ved en temperatur på 25 °C - 5 °C. Den tid, t, der blev anvendt ved disse bestemmelser, var 30 s. Bestemmelse af prøve-20 gasdiffusivitetsværdierne muliggjorde beregning af selektivitetsforholdet (f.eks. oxygen/nitrogen S = DO2/DN2). Kapaciteten for sigten blev bestemt ved at udtrykke ligevægtsbelastningen, L , som et 3 6 gasvolumen (STP) pr. cm adsorbent.
25 Analyse af den imprægnerede sigte viste et oxygen/-nitrogen-selektivitetsforhold på 43,3 og en oxygenkapacitet på 3,04 ml/ml.
EKSEMPEL 2
Trin 1. - Substratfremstilling 30 En blanding indeholdende 80 vægtpct. pulveriseret kokosnøddekul, 10 dele kultjærebeg (blødgørings- 21
DK 162197 B
punkt 105 °C), 10 dele pulveriseret stivelse og 20-25¾ vand blev pelleteret i en pelletmølle til dannelse af pellets med en størrelse på 1/8" x 3/8".
Disse pellets blev derpå varmebehandlet under nitro-5 gen ved 800 °C i 15 minutter i en ovn af den kontinuerlige transporttype til fremstilling af et carbonsubstrat. Gasdiffusivitetsværdier for denne sigte blev beregnet som beskrevet i eksempel 1, trin 3. Carbonsubstratet havde en tilsyneladende 10 massefylde på 0,50 g/ml, et oxygen/nitrogen- selektivitetsforhold på 3,00 og en oxygenkapacitet på 3,12 ml/ml.
Trin 2. - Substratimprægnering 100 g af carbonsubstratet som beskrevet i trin 1 15 blev imprægneret som beskrevet i eksempel 1, trin 2 med en opløsning indeholdende 1 g PEG 4000 i 100 g vand. Overskud af opløsning blev fradekanteret, substratet blev tørret med sugende materiale, hvorpå det blev tørret ved 150 °C, indtil den til-20 syneladende massefylde var 0,530 g/ml. Gasdiffusi-vitetsværdier for dette substrat blev beregnet som beskrevet i eksempel 1, trin 3. Det imprægnerede substrat havde et oxygen/nitrogen-selektivitets-forhold på 61,3 og en oxygenkapacitet på 3,09 25 ml/ml. Det endelige imprægneringsniveau for hydrati-seret PEG blev beregnet ud fra den tilsyneladende massefyldeændring til 6,0 vægtpct. Det faktiske PEG-niveau ville være mindre end 5,0 vægtpct.
EKSEMPEL 3 30 100 g af det ubehandlede carbonsubstrat som beskrevet i eksempel 2, trin 1 blev imprægneret med en opløsning af 5 g PEG 4000, med en molekylvægt på 4000, 22
DK 162197 B
i 100 g vand, hvorpå det blev tørret som beskrevet i eksempel 2 til opnåelse af et imprægneret substrat med en tilsyneladende massefylde på 0,540 g/ml, et oxygen/nitrogen-selektivitetsforhold på 102,6 5 og en oxygenkapacitet på 3,04 ml/ml. Den endelige imprægneringskoncentration af hydratiseret PEG blev beregnet ud fra ændringen af den tilsyneladende massefylde til 8,0 vægtpct. Den faktiske koncentration af PEG ville være mindre end 5,0 vægtpct.
10 EKSEMPEL 4 100 g af det ubehandlede carbonhydrat fra eksempel 2, trin 1 blev imprægneret med en opløsning indeholdende 5 g PEG 6000, med en molekylvægt på 6000, (Fisher Scientific Co.), i 100 g vand, hvorpå det 15 blev tørret som beskrevet i eksempel 2 til opnåelse af en imprægneret sigte med en tilsyneladende massefylde på 0,530 g/ml, et oxygen/nitrogen-selektivi-tetsforhold på 47,5 og en oxygenkapacitet på 3,22 ml/ml. Den endelige imprægneringskoncentration af 20 hydratiseret PEG blev beregnet ud fra ændringen af den tilsyneladende massefylde til 6,0 vægtpct. Den faktiske koncentration af PEG ville være mindre end 5,0 vægtpct.
EKSEMPEL 5 25 100 g af det ubehandlede carbonsubstrat fra eksem pel 2, trin 1 blev imprægneret med en opløsning indeholdende 1 ml Polyrez 3446 phenol/formaldehyd-harpiks i 100 ml vand, det blev tørret med sugende materiale og tørret ved 115 °C i 16 timer til 30 fjernelse af vandet og hærdning af harpiksen. Den imprægnerede sigte havde en tilsyneladende massefylde på 0,521 g/ml, et oxygen/nitrogen-selektivi- 23
DK 162197 B
tetsforhold på 24,7 og en oxygenkapacitet på 3,14 ml/ml. Den endelige imprægneringskoncentration, plus fugt, blev beregnet ud fra ændringen af den tilsyneladende massefylde til 4,2 vægtpct. Den 5 faktiske koncentration af Polyrez 3446 ville være mindre end 2,0 vægtpct.
EKSEMPEL 6-61
Carbonmolekylsigter blev fremstillet ved at neddykke forskellige substrater i forskellige polymer-10 opløsninger som angivet i tabel 1. Opløsningerne blev dekanteret fra de faste stoffer. De behandlede substrater blev derpå lufttørret og anbragt på trækpapir til fjernelse af overskud af polymer-opløsning. Yderligere tørring blev foretaget ved at 15 tørre de behandlede substrater i en tørreovn ved 100 °C i 12 timer. Den endelige imprægneringskoncentration af imprægneringsmidlet, i gram pr. gram substrat, blev bestemt ved forskellen i tilsyneladende massefylde mellem en ikke-imprægneret 20 prøve af substratet og det imprægnerede substrat.
Usikkerheden ved denne bestemmelse var - 5?ό. Imprægneringskoncentrationerne er vanskelige at bestemme og er kun tilnærmelsesværdier, hvilket sandsynliggøres af den kendsgerning, at nogle af 25 målingerne resulterede i negative koncentrationer, hvilket er umuligt. Oxygendiffusiviteten (DO2), oxygen/nitrogen-selektiviteten DO2/DN2, (S), og oxygenkapaciteten (O2 CAP) blev bestemt for det imprægnerede substrat og en ikke-imprægneret prøve 30 af substratet. Resultaterne er samlet i tabel 1.
Sigten fra eksempel 24 blev fremstillet ved at opvarme en blanding af calcineret kokosnøddekul og 5 vægtpct. svovlpulver i- en ovn ved 150 °C, indtil 24
DK 162197 B
svovlet var adsorberet.
Sigterne ifølge eksempel 58 til 61 blev bagefter opvarmet til 370 °C i 15 minutter for at forkulle det polymere imprægneringsmiddel. DO2, S og 0^ 5 CAP som rapporteret i tabel 1 for eksempel 58 til 61 var for de forkullede polymere.
25 DK 162197 B
TABEL 1 fH ^ £ E £ - I | 6 t 'ω ΰ S' co 3 B i to t l'S s @l
ω -g I g £ ^ 3 S
J2 § ^ . % , -¾ di cli uj S Q| £ o| dl o| -» g α s j«< mesh--x) 4 coconut char 1934 1/18 2>24 3x6 MS* coco· ? nut char 30 PQLYRE2 3**69 2 Ratar 100 Qjll 379 6-1 2,3 3x6 a«sh coco- 10 β nut cher 30 AMSCO 1170^ 10 eeter 100 0,01 «»7 *,« 2,13 3x6 aesh coco- 9 nut char 30 UCAH 4580* 10 Rater 100 --- 1**3 3,8 1,94 3x6 a«sh coco· 10 nut cnar 30 PEG 400J 10 Pater 100 0,18 3 11,3 1,33 15 Jxf ««sn cobo- 11 nut char 20 OF 10** 10 acetone «0 0,13 *,3 23,5 0,77 3x6 aash coco· 12 nut cnar 20 SR 14ll 10 Acetone *0 0,0» 23 132 0,«« 3x6 aash coco· 20 13 nut char 50 AE (K-l-S)» 15 Ratar 100 0,18 176 70 2,25 3x6 aash coco· 14 nut cher 50 AE (x-l-M)n 15 Ratar 100 0.,15 11,2 8,3 lr83 3x6 aash coco- 15 mit char 50 PQLYREZ 34350 2 Acetone 40 0,04 279 94 1,17 25 3x6 aash coco· 16 nut char 50 AmSCO 1170 10 Rater 100 0,08 729 7 1,71 17 CalQOn MSC-V« 2334 0,9 4,6 18 Calgon MSC-V 50 PEG 400 10 Rater ' 100 0,10 2409 2,7 3,02 19 Calgon MSC-V 20 POLYREZ 3*35 20 »ater 50 0,10 172 252 2/05 20 Calgon MSC-V 50 UCAR351P 20 Rater 10Q 0,01 2787 1,7 3,21 21 Calgon MSC-V 50 AMSCO 1170 20 Riter 100 0t10 1640 4 3,96 22 Calgon M5C-V 20 UCAR 4580 20 Ratar 100 0,02 2787 1 9 3,6
Granular Coco· 60 23 nut Charb —— 572 9,6 a.5
Granulært 24 coconut char svovl 5% — °>05 92>9 531 */47 23 Celgon PCBC 2000 0,82 3,1 2« Celgon PCS 15 DWAAC 63*0 2 »«ter 50 0,07 2471 1,57 2, »6 *5 27 Celgon PC8 IS PEC 20,000» 2 »eter 100 0,02 2786 1 3,19 28 Celgon PC3 20 UCAR 4580 10 eetet 100 --- 2437 1,33 3,35 29 Cilgon PCS 30 AH5C0 1170 20 «eter 100 — 231« 1.« 2.75 30 Celgon PCB 50 UCAR 351 2Q Rater 100 --- 2471 1,74 2,79 31 Calgon PCS 50 PEG 400 10 Rater 100 0,15 1802 1,05 1,22.
70 32 Calgon PCB 50 POLYREZ 3446 3 Rater 100 0,01 19B4 1,35 2,36 33 CRlgon PCS 50 POLYREZ 3435 2 Acetone 50 0,06 1985 1.26 2.37 34 Calgon PCB 20 ΟΓ Id* 10 Acetone *Q 0,19 1707 0,9* 1703 35 Calgon PCS 20 SR 1*1 10 Acetone *0 0,50 1707 1(95 1,*1 36 Calgon PCB 50 AE (x-l-S) 20 Hater 100 --- i486 0,5* 2,99 75 37 Calgon PCS 50 AE (K-l-M) 20 Rater 100 0,0* 280 1,10 2^0
Bitualnous Coal xx)
>8 AgglmereteO ---- 1150 0,74 ^aT
Bitualnous Coal 39 Agglaeerete SO AHSCO 1170 20 weter 100 0,01 1975 3,6« 0,978 x) coconut char = kokosnøddeskal xx) Bituninous Coal Agglomerate = bituninøst kulagglomerat water = vand
26 DK 162197 B
Tabel 1 (fortsat)
i—I
3 p ^
Tjj *r-j CM^ 'd -yf B æ1 °? 1É ij <p y -d k σ o -5 i I °i 1 oi i o| x «r i
i3 S cel (S- S 3? SCM
to Q 0| 5 81tu«Jnous Coil , „ ___ tO Aggglowwrit* 30 UCAR *310 20 »tar 100 0,07 1111 1,33 0,136
Bltualnous Coal _ *1 Aggloawratw 30 PEB 400 10 Mttr 100 0,15 2340 *6.1 0,711
Bltualnous Coal .....
10 42 Agglewwrate 30 OF 104 10 Acwtone 40 0.03 13.6 2010 0,40»
Bltualnous Cotl *3 Agglowtret* 20 SR 1*1 10 Acetone *0 0,05 217 46 0,320
Bltualnous Coal 44 Agglowerst* 30 AE (K-l-S) 15 water 100 0,08 1312 3,5 1,01 13 Bltualnous Coal 43 Aggloaerat* 50 AE (K-l-M) 15 water 100 0.01 326 4» 0,28 *
Situalnous Co·! *6 Agglomerate 50 POLYREZ 3446 2 Mater 100 0.04 2350 4.3 1,00
Bltualnous Coal 20 47 Aggloaerat« 20 PQLYREZ 3435 2 Acetone 40 0,10 1580 10,4 0,80
Bltualnous Coal 48 Aggloaerat« 20 UCAR 4580 10 M«t«r 100 0,03 2220 3#1 1,10
Calcinated Bltualnous Coal 25 49 Aggloaerat«· ---- 1471 1,47 4,43
Calcinated Bltualnous Cotl 50 Aggloaerat« 10 PEG 4000$ 1 Mater 50 —* 770 38,6 4,0
Calcinated 30 Bltualnous Coal 51 Aggloaerat« 10 PEC 20,000 1 Mater 5σ — 950 10..9 4,2
Calcinated Bltualnous Coal 52 Agglomerate 10 PQLYREZ 3446 0,5 Nater 50 0,066 61 16.900 0,16 35 12x20 Llgnlta χ) 53 enar ---- 609 2,49 2,38 12x20 Lignite 54 Char 20 POLYREZ 3446 2 Mater 100 0,01 191 21,3 1,57
Aggloaerated 40 55 Coconut Ch«rf —— 1082 3,0 3;12
Agglomerated 56 Coconut Char 20 Meta Silicate* 10 vater 50 0,09 767 6 2,69
Agglomerated 37 Coconut Char 20 Meta Silieate 10 Mater 5Q 0.02 1469 8,2 2,79 45 Agglomerated 58 Coconut Char 20 POLYREZ 3435 2 Acetone 40 0,07 1324 17,4 2,85
Agglomerated 59 Coeonut Char 20 POLYREZ 3435 5 Acetone 40 0,17 1177 24,5 3,00
Agglomerated -- 60 Coconut Char 50 POLYREZ 3446 2 Vater 100 0,05 1536 7,4 3,06
Agglomerated 61 Coconut Char 50 POLYREZ 3446 5 vater 100 0/08 1455 9,,2 2^5’ x) Lignite Char = lignitkul 27
DK 162197 B
Følgende definitioner er nyttige for forståelsen af de i tabel 1 angivne data: (a) Calgon MSC-V - molekyIsigtecarbon, tilgængeligt fra Calgon Carbon Corporation, Pitts- 5 burg, Pa.
(b) Granulært kokosnøddekul - 12 x 40 mesh granulært kokosnøddekul calcineret ved 1000 °C.
(c) Calgon PCB -3x6 mesh granuler af koko.s-nøddekul aktiveret i flere timer ved 982 °C
10 med vanddamp, tilgængeligt fra Calgon Carbon
Corporation, Pittsburg, Pa.
(d) Bitmuninøst kulagglomerat - 12 x 40 mesh granuler af agglomereret blanding af 93% mellemflygtige bituminøse husholdningskul og 7% 15 kultjærebeg (105 °C) oxideret og befriet for flygtige stoffer ved opvarmning til 450 °C i luft. Et aktiveret carbonforstadie.
(e) Calcineret bituminøst kulagglomerat - 12 x 40 mesh calcineret i en inert atmosfære ved 760 20 til 982 °C i flere timer.
(f) Agglomereret kokosnøddekul - calcineret 1/8 inch pellets af agglomereret kokosnøddekul sammensat af 10 vægtpct. stivelse, 10 vægt-pct. beg (105 °C) og 80 vægtpct. kokosnødde- 25 kul, calcineret til 800 °C i 30 minutter, til syneladende massefylde 0,500 g/ml.
(g) POLYREZ 3446 - en vandopløselig phenolharpiks, der er tilgængelig fra POLYREZ Co.
28
DK 162197 B
(h) SMSCO 1170 - en vinylacetatemulsionspolymer, 45% faststof indhold, viskositet 200 cP, glasovergangstemperatur 33 °C, tilgængelig', fra Union Oil Co.
5 (i) UCAR 4380 - en acrylemulsionspolymer, 48% faststofindhold, tilgængelig fra Union Carbide.
(j) PEG 400 - en polyethylenglycol med en molekylvægt på 400, tilgængelig·fra Fisher 10 Scientific.
(k) DF 104 - en i vand uopløselig siliconeopløs-ning, tilgængelig fra General Electric.
(l) SR 141 - en i vand uopløselig siliconeopløs-ning, tilgængelig fra General Electric.
15 (m) A.E. (K-l-S) - en asfaltemulsion med en langsom hærdningshastighed, tilgængelig fra Koppers Co.
(n) A.E. (K-l-M) - en asfaltemulsion med en mediumhærdningsgrad, tilgængelig fra Koppers Co.
20 (o) P0LYREZ 3435 - en i vand uopløselig phenol- harpiks (højere molekylvægt end P0LYREZ’ 3446), tilgængelig fra P0LYREZ Co.
t (p) UCAR 35.1 - en vinylacryllatexemulsionspolymer, partikkelstørrelse 0,3 mikron, faststofindhold 25 65¾% glasovergangstemperatur 10 °C, tilgængelig fra Union Carbide.
29
DK 162197 B
(q) DMDAAC 65% - dimethyldiallylammoniumchlorid-polymer, tilgængelig fra Calgon Carbon Corporation, Pittsburg,Pa.
(r) PEG 20 000 - polyethylenglycol med en molekyl- 5 vægt på 20 000, tilgængelig fra Fisher Scienti fic .
(s) PEG 4000 - polyethylenglycol med en molekylvægt på 4000, tilgængelig fra Fisher Scientific.
(t) Metasilicat - natriummetasilicat, tilgængelig 10 fra Fisher Scientific Co., anvendt som 10 g natriummetasilicat i 50 g vand.
EKSEMPEL 62
Molekylsigten fra eksempel 21 blev afprøvet for adsorption af forskellige gasser som beskrevet i 15 eksempel 1, trin 3.
Resultaterne var som følger
Diffusivitet Kapacitet (xl0~B cm2/s. ) (ml/ml) C02 714 24,2 CH4 14 11,6 C2H4 71 22,6 20 c2H6 1’° 16’1
Selektivitetsværdier for valgte adskillelser var: C02/CH4 51 C2H4/C2H6 71 CH4/C2H6 14 25 C02/C2H, 714 30
DK 162197 B
EKSEMPEL 63
Molekylsigten fra eksempel 48 blev afprøvet for adsorption af.forskellige gasser som beskrevet i eksempel 1, trin 3.
5 Resultaterne var som følger:
Diffusivitet Kapacitet (xlQ~8 cm2/s.) (ml/ml) C02 950 9, 3 CH4 443 2 ,3 C2H4 373 8,5 C2H6 100 6,9 10 C3H6 111 10, 4 C3H8 2,5 3,8 n“C4H10 .2 2,7
Selektivitetsværdier for valgte adskillelser var: «VCH4 . 2,1 ^3^6^3^8 44,4 C Vn“C4H10 221, 5 EKSEMPEL 64 50 g af det ubehandlede carbonsubstrat som beskre-20 vet i eksempel 2, trin 1 blev imprægneret med en opløsning af 15 g DF 1040 i 50 g cyclohexan.
DF 1040 er en i vand uopløselig siliconeopløsning, der er tilgængelig fra General Electric. Det imprægnerede substrat blev tørret .ved 110 °C til en 25 tilsyneladende massefylde på 0,563 g/ml. Gasdi ffu siv itetsværdier for denne carbonmolekylsigte blev beregnet som beskrevet i eksempel 1, trin 3.
31
DK 162197 B
Resultaterne var som følger:
Diffusivitet Kapacitet (xlQ~8 cm2/s.) (ml/ml 02 866 3)15 N2 28 3,02 ‘ C02 392 17,7 5 CH4 0,01 4,6 C2H4 0,4 12,4 C2H6 0,3 0,6 C,HQ nul nul 3 o n_C4H10 ηϋ1 nUl 10 Selektivitetsværdier for valgte adskillelser var: 02/N2 30,9 C02/CH4 39,200 C02/C2H4 980

Claims (9)

1. Molekylsigte, kendetegnet ved, at den omfatter et carbonsubstrat valgt blandt carbonmoleky1-sigter, benkul, kokosnøddeskaller, forkullede fersken-kærner, valnøddeskaller, babassunøddeskaller, forkul-5 lede kirsebærsten, imprægneret med en syntetisk organisk polymer med en molekylvægt på mindst 400, som bestemt ved dampfaseosmometri, eller med en syntetisk uorganisk polymer i en dosis på mindst 0,001 vægt-?£ (baseret på subtratvægten) op til en maximumdosis, som ikke over-10 skrider 20 Si, baseret på den substratvægt, som stadig gør det muligt for den resulterende sigte at adskille gas- eller væskeblandinger indeholdende komponenter med mindst to forskellige molekyldiametre, molekylvægte eller molekylformer.
2. Molekylsigte ifølge krav 1, k e n d e te g n e t ved, at den organiske eller uorganiske polymer er valgt blandt polyamider, polyurinstoffer, polyurethaner, polyestere, kondensationspolymere, additionspolymere, dien-polymere, trienpolymere, cycliske polyamider, cycliske 20 polyestere, cycliske polyethere, siliconepolymere, po- lymeriseret phosphonitrilchlorid, svovlpolymere, poly-meriseret svovlnitrid, polyphenylenethere, tværbundne polyestere, phenolformaldehydharpikser, epoxyharpikser, polyethylenglycol, acrylemulsionspolymere eller -eo-25 polymere, asfaltemulsionspolymere og silicater.
3. Molekylsigte ifølge krav 1, kendetegnet ved, at carbonsubstratet er en carbonmolekylsigte.
4. Molekylsigte ifølge krav 1, kendetegnet ved, at den omfatter et carbonsubstrat, valgt blandt 30 carbonmolekylsigter, benkul, kokosnøddeskaller, forkul- DK 162197 B lede ferskenkærner, valnøddeskaller, babassunøddeskaller, forkullede kirsebærsten, imprægneret med en syntetisk organisk polymer med en molekylvægt på mindst 400, som bestemt ved dampfaseosmometri, eller med en syntetisk 5 uorganisk polymer i en dosis på 0,001 til 10,0 vægt-?o (baseret på substratvægten) .
5. Fremgangsmåde til fremstilling af en molekylsigte, kendetegnet ved, at man imprægnerer et car-bonsubstrat valgt blandt carbonmolekylsigter, benkul, 10 kokosnøddeskaller, forkullede ferskenkærner, valnødde skaller, babassunøddeskaller, forkullede kirsebærsten, med en syntetisk organisk polymer med en molekylvægt på mindst 400, som bestemt ved dampfaseosmometri, eller med en syntetisk uorganisk polymer i en dosis på mindst 15 0,001 vægt-% (baseret på substratvægten) op til en ma- ximumdosis, som ikke overskrider 20 %, baseret på den substratvægt, som stadig gør det muligt for den resulterende sigte at adskille gas- eller væskeblandinger indeholdende komponenter med mindst to forskellige mo-20 lekyldiametre, molekylvægte eller molekylforme.
6. Fremgangsmåde ifølge krav 5, kendetegnet ved, at den syntetiske organiske polymere eller syntetiske uorganiske polymere er valgt blandt polyamider, polyurinstoffer, polyurethaner, polyestere, kondensa- 25 tionspolymere, additionspolymere, dienpolymere, trien- polymere, cycliske polyamider, cycliske polyestere, cycliske polyethere, siliconepolymere, polymeriseret phosphonitrilchlorid, svovlpolymere, polymeriseret svovl-nitrid, polyphenylethere, tværbundne polyestere, phenol-30 formaldehydharpikser, epoxyharpikser, polyethylenglycol, acrylemulsionspolymere eller -copolymere og asfaltemusionspolymere .
7. Fremgangsmåde ifølge.krav 5, kendetegnet DK 162197 B ved, at carbonsubstratet er en carbonmolekylsigte.
8. Fremgangsmåde ifølge krav 5, kendetegnet ved, at man 'imprægnerer et carbonsubstrat valgt blandt carbonmolekylsigter, benkul, kokosnøddeskaller, forkul-5 lede ferskenkærner, valnøddeskaller, babassunøddeskaller, forkullede kirsebærsten, med en syntetisk organisk polymer med en molekylvægt på mindst 400, som bestemt ved dampfaseosmometri, i en dosis på 0,001 til 5,0 vægt-% (baseret på substratvægten).
9. Fremgangsmåde til at adskille gas- eller væskeblan dinger indeholdende komponenter med mindst to forskellige molekyldiametre, molekylvægte eller molekylformer, kendetegnet ved, at man passerer væsken eller gassen gennem en molekylsigte ifølge krav 1.
DK134484A 1983-03-16 1984-02-29 Molekylsigte og fremgangsmaade til fremstilling af denne samt fremgangsmaade til anvendelse deraf DK162197C (da)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/475,796 US4528281A (en) 1983-03-16 1983-03-16 Carbon molecular sieves and a process for their preparation and use
US47579683 1983-03-16

Publications (4)

Publication Number Publication Date
DK134484D0 DK134484D0 (da) 1984-02-29
DK134484A DK134484A (da) 1984-09-17
DK162197B true DK162197B (da) 1991-09-30
DK162197C DK162197C (da) 1992-02-17

Family

ID=23889186

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DK134484A DK162197C (da) 1983-03-16 1984-02-29 Molekylsigte og fremgangsmaade til fremstilling af denne samt fremgangsmaade til anvendelse deraf

Country Status (18)

Country Link
US (1) US4528281A (da)
EP (1) EP0119925B1 (da)
JP (1) JPS59183828A (da)
KR (1) KR920000148B1 (da)
AT (1) ATE40957T1 (da)
AU (1) AU573576B2 (da)
CA (1) CA1223860A (da)
DE (1) DE3476850D1 (da)
DK (1) DK162197C (da)
FI (1) FI81022C (da)
GR (1) GR81843B (da)
IE (1) IE57038B1 (da)
IL (1) IL71228A (da)
NO (1) NO163726C (da)
NZ (1) NZ207477A (da)
PH (1) PH19435A (da)
PT (1) PT78248B (da)
ZA (1) ZA841919B (da)

Families Citing this family (50)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4526887A (en) * 1983-03-16 1985-07-02 Calgon Carbon Corporation Carbon molecular sieves and a process for their preparation and use
US4629476A (en) * 1983-03-16 1986-12-16 Calgon Carbon Corporation Carbon molecular sieves and a process for their preparation and use
JPS60209249A (ja) * 1984-04-02 1985-10-21 Olympus Optical Co Ltd 工業用原料ガスの純化剤，その製造方法およびその使用方法
IT1177317B (it) * 1984-11-23 1987-08-26 Pirelli Cavi Spa Riempitivo per cavi e componenti di cavi a fibre ottiche e cavi a fibre ottiche e loro componenti incorporanti tale riempitivo
IT1184428B (it) * 1985-04-12 1987-10-28 Pirelli Cavi Spa Composizione idrogeno assorbente per cavi e elettrici,cavi a fibre ottiche e loro componenti incorporanti detta composizione
US4661411A (en) * 1986-02-25 1987-04-28 The Dow Chemical Company Method for depositing a fluorocarbonsulfonic acid polymer on a support from a solution
US4827950A (en) * 1986-07-28 1989-05-09 R. J. Reynolds Tobacco Company Method for modifying a substrate material for use with smoking articles and product produced thereby
US4745711A (en) * 1986-10-16 1988-05-24 Tremco Incorporated Selectively permeable zeolite adsorbents and sealants made therefrom
US4734273A (en) * 1986-12-29 1988-03-29 Shell Oil Company Process for the selective removal of trace amounts of oxygen from gases
GB8700241D0 (en) * 1987-01-07 1987-02-11 Exxon Chemical Patents Inc Removal of carcinogenic hydrocarbons
DE3723687A1 (de) * 1987-07-17 1989-01-26 Basf Ag Verfahren zum verfestigen der oberflaechen von koernigen adsorbentien
JPH01230414A (ja) * 1987-11-20 1989-09-13 Osaka Gas Co Ltd 活性炭及びその製造方法
US4820318A (en) * 1987-12-24 1989-04-11 Allied-Signal Inc. Removal of organic compounds from gas streams using carbon molecular sieves
US4810266A (en) * 1988-02-25 1989-03-07 Allied-Signal Inc. Carbon dioxide removal using aminated carbon molecular sieves
US4999330A (en) * 1988-03-22 1991-03-12 Universite Du Quebec A Trois-Rivieres High-density adsorbent and method of producing same
JP3052317B2 (ja) * 1989-10-25 2000-06-12 三菱瓦斯化学株式会社 脱酸素剤
JPH0426510A (ja) * 1990-05-18 1992-01-29 Tonen Corp 炭素系粒子、その製造方法及びその用途
US5071820A (en) * 1990-05-25 1991-12-10 Atlanta Gas Light Company Carbonaceous material with high micropore and low macropore volume and process for producing same
FR2664829B1 (fr) * 1990-07-17 1994-06-17 Air Liquide Materiau composite particulaire a matrice carbonee, procede de preparation et application.
US5071450A (en) * 1990-09-14 1991-12-10 Air Products And Chemicals, Inc. Modified carbon molecular sieve adsorbents
US5240474A (en) * 1991-01-23 1993-08-31 Air Products And Chemicals, Inc. Air separation by pressure swing adsorption with a high capacity carbon molecular sieve
DE4117261A1 (de) * 1991-05-27 1992-12-03 Seus Gmbh & Co Systemtechnik K Molekularsieb
US5296293A (en) * 1991-12-23 1994-03-22 E. I. Du Pont De Nemours And Company Particulate material suitable for the removal of heavy metals
US5269834A (en) * 1992-10-13 1993-12-14 Olin Corporation Process for removal of inert gases from liquid chlorine and system therefor
US5354893A (en) * 1993-07-30 1994-10-11 The University Of Delaware CMS/SiO2 /Al2 O3 catalysts for improved selectivity in the synthesis of amines from methanol and/or dimethyl ether and ammonia
US5447557A (en) * 1994-03-23 1995-09-05 Air Products And Chemicals, Inc. Oxygen selective adsorbents
US6057262A (en) * 1995-05-19 2000-05-02 University Of Kentucky Research Foundation Activated carbon and process for making same
US5726118A (en) * 1995-08-08 1998-03-10 Norit Americas, Inc. Activated carbon for separation of fluids by adsorption and method for its preparation
CA2258189A1 (en) * 1996-06-14 1997-12-18 Cabot Corporation Modified carbon adsorbents and processes for adsorption using the same
JP3513346B2 (ja) * 1996-12-13 2004-03-31 味の素ゼネラルフーヅ株式会社 アロマ含有ガスの改質方法
US6083439A (en) * 1998-09-25 2000-07-04 Auergesellschaft Gmbh Polymer-bonded material
KR100307692B1 (ko) * 1999-06-02 2001-09-24 윤덕용 구조 규칙성 탄소 분자체 물질, 이의 제조 방법 및 이의 용도
US6306953B1 (en) * 2000-02-16 2001-10-23 General Electric Co. Poly(arylene ether)-polystyrene composition
WO2003018189A1 (en) * 2001-08-29 2003-03-06 Nippon Sanso Corporation Adsorbent for separating nitrogen from mixed gas of oxygen and nitrogen
US6991671B2 (en) 2002-12-09 2006-01-31 Advanced Technology Materials, Inc. Rectangular parallelepiped fluid storage and dispensing vessel
US8002880B2 (en) 2002-12-10 2011-08-23 Advanced Technology Materials, Inc. Gas storage and dispensing system with monolithic carbon adsorbent
US7494530B2 (en) * 2002-12-10 2009-02-24 Advanced Technology Materials, Inc. Gas storage and dispensing system with monolithic carbon adsorbent
US6743278B1 (en) 2002-12-10 2004-06-01 Advanced Technology Materials, Inc. Gas storage and dispensing system with monolithic carbon adsorbent
WO2005018802A2 (en) * 2003-08-25 2005-03-03 Cabot Corporation Compositions and chromatography materials for bioseparation
US20060144410A1 (en) * 2004-12-30 2006-07-06 Philip Morris Usa Inc. Surface-modified activated carbon in smoking articles
CN101405069B (zh) * 2006-01-30 2013-04-03 高级技术材料公司 用于流体储存/分配的碳质材料及利用其的装置和方法
US8221524B2 (en) * 2009-10-23 2012-07-17 Guild Associates, Inc. Oxygen removal from contaminated gases
US8679231B2 (en) 2011-01-19 2014-03-25 Advanced Technology Materials, Inc. PVDF pyrolyzate adsorbent and gas storage and dispensing system utilizing same
RU2470858C1 (ru) * 2011-04-27 2012-12-27 Открытое акционерное общество "Электростальское научно-производственное объединение "Неорганика" (ОАО "ЭНПО "Неорганика") Способ получения адсорбционно-активного углеродного продукта из текстолита
EP2855009A4 (en) 2012-05-29 2016-04-13 Entegris Inc CARBON ADSORBENT FOR THE REMOVAL OF HYDROGEN SULFIDE FROM GAS, AND REGENERATION OF ADSORBENT
KR20150103364A (ko) 2013-01-04 2015-09-10 아크조노벨코팅스인터내셔널비.브이. 폴리에스테르 실리케이트
US9833735B2 (en) * 2015-03-24 2017-12-05 King Fahd University Of Petroleum And Minerals Method for removal of sulfur-based gas
US10646849B2 (en) * 2015-09-30 2020-05-12 Dow Global Technologies Llc Carbon molecular sieve adsorbents prepared from activated carbon and useful for propylene-propane separation
CN106047387A (zh) * 2016-06-02 2016-10-26 潘成锋 一种高效环保炭及其制造方法
CN109865313A (zh) * 2017-12-04 2019-06-11 北京市合众创能光电技术有限公司 一种去除离子液体中痕量水的方法

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB247241A (en) * 1924-08-13 1926-02-15 Johan Nicolaas Adolf Sauer Improvements in the manufacture and use of active carbons
US2008147A (en) * 1934-07-11 1935-07-16 Jacque C Morrell Manufacture of compressed carbonaceous materials and activated carbon
US2761822A (en) * 1952-05-13 1956-09-04 Exxon Research Engineering Co Finishing treatment for activated carbon
FR1263302A (fr) * 1960-04-26 1961-06-09 Magyar Asvanyolaj Es Foeldgaz Procédé de séparation des impuretés de point d'ébullition élevé contenues dans des mélanges gazeux légers industriels
US3325402A (en) * 1964-01-17 1967-06-13 Erskine Archibald Mortimer Adsorption complexes of activated carbon with insoluble antimicrobial compounds
US3396122A (en) * 1964-11-17 1968-08-06 Auergesellschaft Gmbh Sulfur dioxide absorbent
US3442819A (en) * 1965-03-26 1969-05-06 Mount Sinai Hospital Research Molecular sieve coated particulate adsorbent and processes using same
US4051098A (en) * 1970-04-02 1977-09-27 Sumitomo Durez Company, Ltd. Method of preparing shaped active carbon
US3813347A (en) * 1970-10-05 1974-05-28 Universal Oil Prod Co Manufacture of adsorbent composite
DE2305435C3 (de) * 1973-02-03 1979-08-09 Bergwerksverband Gmbh, 4300 Essen Kohlenstoffhaltige Molekularsiebe
JPS53752B2 (da) * 1973-03-19 1978-01-11
GB1478971A (en) * 1973-07-05 1977-07-06 Univ Strathclyde Solute-adsorptive material
US4076892A (en) * 1973-07-26 1978-02-28 T. J. Smith & Nephew Limited Treatment of particulate carbon
US4029600A (en) * 1975-03-19 1977-06-14 American Cyanamid Company Carbon particulates with controlled density
US4171283A (en) * 1976-08-04 1979-10-16 Kuraray Co., Ltd. Hemoperfusion adsorbents
US4124531A (en) * 1977-01-03 1978-11-07 Uop Inc. Catalytic composite for the treatment of sour petroleum distillates
JPS5498095A (en) * 1978-01-18 1979-08-02 Kuraray Co Adsorptive blood purifier
JPS54105897A (en) * 1978-02-06 1979-08-20 Kureha Chemical Ind Co Ltd Adsorber for artificial organ
JPS5626972A (en) * 1979-08-13 1981-03-16 Mitsubishi Rayon Co Ltd Oil-containing waste water-treating material comprising modified active carbon
GB2063228B (en) * 1979-11-12 1983-05-18 Vnii Ispytatel Med Tech Process for producing carbonaceous sorbent

Also Published As

Publication number Publication date
CA1223860A (en) 1987-07-07
IL71228A (en) 1987-03-31
NZ207477A (en) 1986-10-08
NO163726B (no) 1990-04-02
FI841054A0 (fi) 1984-03-15
GR81843B (da) 1984-12-12
ATE40957T1 (de) 1989-03-15
IE840649L (en) 1984-09-16
FI841054A7 (fi) 1984-09-17
AU573576B2 (en) 1988-06-16
AU2566484A (en) 1984-09-20
NO841003L (no) 1984-09-17
IL71228A0 (en) 1984-06-29
PH19435A (en) 1986-04-15
DE3476850D1 (en) 1989-04-06
US4528281A (en) 1985-07-09
DK162197C (da) 1992-02-17
EP0119925A3 (en) 1985-05-15
PT78248B (en) 1986-08-08
PT78248A (en) 1984-04-01
KR920000148B1 (ko) 1992-01-09
DK134484A (da) 1984-09-17
JPS59183828A (ja) 1984-10-19
IE57038B1 (en) 1992-03-25
JPH0148818B2 (da) 1989-10-20
FI81022B (fi) 1990-05-31
ZA841919B (en) 1985-11-27
DK134484D0 (da) 1984-02-29
KR840007822A (ko) 1984-12-11
FI81022C (fi) 1990-09-10
NO163726C (no) 1990-07-11
EP0119925B1 (en) 1989-03-01
EP0119925A2 (en) 1984-09-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DK162197B (da) Molekylsigte og fremgangsmaade til fremstilling af denne samt fremgangsmaade til anvendelse deraf
US4629476A (en) Carbon molecular sieves and a process for their preparation and use
US9771522B2 (en) Method to provide pipeline quality natural gas
US9976091B2 (en) Sequential removal of NGLs from a natural gas stream
EP3096864B1 (en) Process for recovering natural gas liquids from natural gas produced in remote locations
US10011797B2 (en) Methane-rich natural gas supply for stationary combustion systems
US10011796B2 (en) Method for extracting natural gas liquids from natural gas using an adsorbent media comprising a cross-linked macroporous polymer
US20170066987A1 (en) Improved adsorption process for recovering condensable components from a gas stream
US20160136614A1 (en) Method comprising a microwave heating system for regenerating adsorbent media used for extracting natural gas liquids from natural gas
US20160122671A1 (en) Method for extracting natural gas liquids from natural gas using an adsorbent media comprising a partially pyrolized macroporous polymer

Legal Events

Date Code Title Description
PBP Patent lapsed
PBP Patent lapsed