RU2038842C1

RU2038842C1 - Adsorbent for absorption of gaseous hydrocarbons

Info

Publication number: RU2038842C1
Authority: RU
Inventors: З.Т. Дмитриева; С.В. Соснина; М.А. Быстрицкая; В.В. Минаков; В.Н. Черновский
Original assignee: Институт химии нефти СО АН СССР
Priority date: 1991-07-08
Filing date: 1991-07-08
Publication date: 1995-07-09

Abstract

FIELD: chemical technology. SUBSTANCE: adsorbent has, wt.-% aliphatic carboxylic acids C₁₀-C₂₃-0,5-5,0 and technical cotton or cotton cloth 95.0-99.5. EFFECT: enhanced effectiveness of adsorbent.

Description

Изобретение относится к сорбентам и может быть использовано для поглощения газообразных углеводородов при их утечке и выбросах в случаях аварии. The invention relates to sorbents and can be used to absorb gaseous hydrocarbons during their leakage and emissions in the event of an accident.

По технической сущности к предлагаемому наиболее близок адсорбирующий материал, содержащий в качестве основы (носителя) торф, а в качестве активного вещества соли алифатических аминов с длиной органической цепи С₈-С₁₈ при следующем соотношении компонентов, мас. Торф 95,0-99,95 Соль амина 0,05-5,0
Сорбционная емкость по нефти известного материала составляет 0,03-2,28 г/г без учета массы торфа, с учетом массы торфа емкость адсорбента будет меньше [1]
К недостаткам известного адсорбента относится дорогостоящая и энергоемкая технология его приготовления. Из-за плохой растворимости алифатических аминов в воде при обычной температуре их наносят на торф при нагревании водного раствора до 80-90^оС. После этого для удаления воды из адсорбента также необходим нагрев и возможно вакуум. Кроме того, из-за малой разветвленной поверхности торфа или малой емкости торфа по активному (адсорбирующему) веществу предельное содержание алифатического амина в торфе составляет лишь 5 мас. Это означает, что известный материал не имеет потенциальной возможности для увеличения сорбционной емкости основного параметра адсорбента.By technical nature, the adsorbent material containing peat as a base (carrier) is closest to the proposed substance, and aliphatic amine salts with an organic chain length of C ₈ -C ₁₈ as the active substance in the following ratio of components, wt. Peat 95.0-99.95 Amine salt 0.05-5.0
The oil sorption capacity of a known material is 0.03-2.28 g / g without taking into account the mass of peat, taking into account the mass of peat, the adsorbent capacity will be less [1]
The disadvantages of the known adsorbent include the expensive and energy-intensive technology for its preparation. Due to the poor solubility of aliphatic amines, in water at ordinary temperatures they are applied to turf by heating the aqueous solution to 80-90 ^C. Then, for removing water from the adsorbent is also necessary heat and possibly vacuum. In addition, due to the small branched surface of peat or the small capacity of peat in the active (adsorbing) substance, the limiting content of aliphatic amine in peat is only 5 wt. This means that the known material does not have the potential to increase the sorption capacity of the main parameter of the adsorbent.

Цель изобретения увеличение сорбционной способности (емкости) адсорбента по отношению к газообразным углеводородам. The purpose of the invention is the increase in sorption ability (capacity) of the adsorbent with respect to gaseous hydrocarbons.

Достигается это тем, что адсорбент содержит в качестве носителей техническую вату или хлопчатобумажную ткань, а в качестве активных веществ алифатические кислоты с длиной алкильной цепи С₁₀-С₂₃ при следующем соотношении компонентов, мас. Активное вещество 0,5-5,0 Носитель 99,5-95,0
В качестве пористых носителей используют, например, техническая вата и х/б листовая ткань отход текстильной промышленности, а в качестве активных адсорбирующих веществ фракции алкилкарбоновых синтетических жирных кислот С₁₀-С₁₆, С₁₇-С₂₀, С₁₈-С₂₃. Характеристики сорбционной способности адсорбентов по газообразным углеводородам определены весовым методом.This is achieved by the fact that the adsorbent contains technical cotton or cotton fabric as carriers, and aliphatic acids with an alkyl chain length of C ₁₀ -C ₂₃ as active substances in the following ratio of components, wt. Active substance 0.5-5.0 Carrier 99.5-95.0
For porous carriers, for example, technical cotton wool and cotton sheet fabric waste from the textile industry are used, and C ₁₀ -C ₁₆ , C ₁₇ -C ₂₀ , C ₁₈ -C ₂₃ fractions of alkylcarboxylic synthetic fatty acids as active adsorbing substances. The characteristics of the sorption capacity of adsorbents for gaseous hydrocarbons are determined by the weight method.

П р и м е р 1. Методика получения адсорбента и определения сорбционной емкости. Из технической х/б ваты готовят мат размером 50х50 мм и толщиной 2-5 мм и определяют его массу. Мат погружают в раствор пентана, содержащий от 0,5 до 20 мас. алкилкарбоновых кислот С₁₀-С₂₃, и выдерживают в течение 20 мин при комнатной температуре. После чего мат вынимают из раствора и в подвешенном состоянии испаряют пентан в струе воздуха до постоянного веса мата. По разности веса определяют массу активного (адсорбирующего) вещества, содержащегося в мате (носителе). Из мата формируют фильтр и помещают его в кювету, закрытую с двух сторон пробками, определяют общий вес, затем через кювету пропускают газообразный пентан над колбой до постоянного веса. Пентан испаряют с помощью сжатого воздуха. По разности весов определяют массу адсорбированного пентана. Сорбционную емкость адсорбента определяют по формуле
E_ад

, где M_д масса адсорбированного пентана (углеводорода),
М_ак.в. масса активного вещества.PRI me R 1. The method of obtaining adsorbent and determine the sorption capacity. From technical cotton wool, a mat is prepared with a size of 50x50 mm and a thickness of 2-5 mm and its weight is determined. The mat is immersed in a pentane solution containing from 0.5 to 20 wt. alkyl carboxylic acids With ₁₀ -C ₂₃ , and incubated for 20 min at room temperature. After that, the mat is removed from the solution and pentane is suspended in a stream of air in a suspended state to a constant mat weight. The mass difference determines the mass of the active (adsorbing) substance contained in the mat (carrier). A filter is formed from the mat and placed in a cuvette closed on both sides with plugs, the total weight is determined, then gaseous pentane over the flask is passed through the cuvette to a constant weight. Pentane is evaporated using compressed air. The difference in weight determines the mass of adsorbed pentane. The sorption capacity of the adsorbent is determined by the formula
E _hell

where M _{d the} mass of adsorbed pentane (hydrocarbon),
M _ac mass of active substance.

Все адсорбенты, приведенные в таблице, получены и испытаны на сорбционную способность к газообразному пентану по приведенной методике. All adsorbents shown in the table were obtained and tested for sorption ability to gaseous pentane according to the above procedure.

П р и м е р 2. Мат из технической ваты толщиной 2 мм, размером 50х50 мм взвешивают, m 0,1239 г, погружают в раствор пентана, содержащий 5% алкилкарбоновой кислоты с длиной цепи С₁₀-С₁₆, 5% алкилкарбоновой кислоты с длиной цепи С₁₇-С₂₀ и 5% алкилкарбоновой кислоты с длиной цепи С₁₈-С₂₃, и выдерживают 20 мин, вынимают из раствора, в подвешенном состоянии испаряют пентан до постоянного веса мата, m 0,1305 г, масса активного вещества m_a 0,0066 г. Из мата формируют фильтр и помещают его в кювету, через которую пропускают газообразный пентан. Насыщение адсорбента пентаном проводят в течение 1,5 ч до постоянного веса, m_{адсорбента} + +m_{адсорбирован.углеводорода} 0,2069 г. Затем определяют сорбционную емкость адсорбента по вышеприведенной формуле. Таким образом проводят серию опытов и среднее значение емкости адсорбента заносят в таблицу. Аналогичным образом получены все остальные адсорбенты и испытаны по приведенной методике.PRI me R 2. Mat from technical wool 2 mm thick, 50x50 mm in size, weighed, m 0.1239 g, immersed in a pentane solution containing 5% alkylcarboxylic acid with a chain length of C ₁₀ -C ₁₆ , 5% alkylcarboxylic acid with a chain length of C ₁₇ -C ₂₀ and 5% alkylcarboxylic acid with a chain length of C ₁₈ -C ₂₃ and incubated for 20 minutes, removed from the solution, pentane is evaporated in a suspended state to a constant mat weight, m 0.1305 g, weight of active substance m _a 0.0066 g. A filter is formed from the mat and placed in a cuvette through which gaseous pentane is passed. Saturation of the adsorbent with pentane is carried out for 1.5 hours to a constant weight, m _adsorbent + + m _{adsorbed. The} hydrocarbon is 0.2069 g. Then, the adsorption capacity of the adsorbent is determined by the above formula. Thus, a series of experiments is carried out and the average value of the adsorbent capacity is entered in the table. Similarly, all other adsorbents were obtained and tested according to the above procedure.

Как видно из данных таблицы, предлагаемые адсорбенты на основе алкилкарбоновых кислот С₁₀-С₂₃, нанесенных на техническую вату (х/б ткань), превосходят адсорбента по способности сорбировать углеводороды. Для предлагаемых адсорбентов сорбционная емкость по газообразному углеводороду составляет 2,5-14,6 г на 1 г адсорбента. В патентной и научно-технической литературе (доступной нам) отсутствуют разработки адсорбентов для газообразных углеводородов. Поскольку нефть содержит легкие углеводороды (пентан, гексан, гептан) и газообразные углеводороды С₃-С₄, растворенные в ней, то в качестве аналога принято изобретение [1] в котором приведены абсорбенты для нефти. Технология приготовления адсорбентов проста и не предусматривает применение нагрева и вакуумной техники. Предлагаемым адсорбентам можно придавать различную форму фильтров в технологии их применения. Адсорбенты можно применять в нефте-, газодобывающей и перерабатывающей промышленностях, при транспортировании газов, для поглощения газообразных отходов химического и биохимического производства, а также в различных аварийных ситуациях.As can be seen from the table, the proposed adsorbents based on C ₁₀ -C ₂₃ alkylcarboxylic acids deposited on technical wool (cotton fabric) surpass the adsorbent in its ability to absorb hydrocarbons. For the proposed adsorbents, the sorption capacity for gaseous hydrocarbon is 2.5-14.6 g per 1 g of adsorbent. In the patent and scientific and technical literature (available to us) there are no developments of adsorbents for gaseous hydrocarbons. Since oil contains light hydrocarbons (pentane, hexane, heptane) and gaseous C ₃ -C ₄ hydrocarbons dissolved in it, the invention [1], in which absorbents for oil are given, is adopted as an analogue. The technology for preparing adsorbents is simple and does not involve the use of heating and vacuum equipment. The proposed adsorbents can be given a different form of filters in the technology of their application. Adsorbents can be used in the oil, gas and refining industries, in the transportation of gases, for the absorption of gaseous wastes from chemical and biochemical production, as well as in various emergency situations.

Claims

Adsorbent for the absorption of gaseous hydrocarbons, containing an active organic substance and a carrier, characterized in that it contains aliphatic carboxylic acids with an alkyl chain length of C ₁ ₀ C ₂ ₃ as an active organic substance and technical cotton or cotton fabric as a carrier in the following the ratio of components, wt.

Aliphatic carboxylic acids 0.5 5.0
Technical wool or cotton 95.0 99.5