Адсорбент для поглощения газообразных углеводородов

 

Адсорбент содержит, мас. алифатические карбоновые кислоты C₁₀-C₂₃-0,5-5,0 техническая вата или хлопчатобумажная ткань 95,0-99,5.

Изобретение относится к сорбентам и может быть использовано для поглощения газообразных углеводородов при их утечке и выбросах в случаях аварии.

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.

Цель изобретения увеличение сорбционной способности (емкости) адсорбента по отношению к газообразным углеводородам.

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.

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.

Все адсорбенты, приведенные в таблице, получены и испытаны на сорбционную способность к газообразному пентану по приведенной методике.

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.

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.

Формула изобретения

АДСОРБЕНТ ДЛЯ ПОГЛОЩЕНИЯ ГАЗООБРАЗНЫХ УГЛЕВОДОРОДОВ, содержащий активное органическое вещество и носитель, отличающийся тем, что в качестве активного органического вещества он содержит алифатические карбоновые кислоты с длиной алкильной цепи C₁₀ C₂₃, а в качестве носителя - техническую вату или хлопчатобумажную ткань при следующем соотношении компонентов, мас.

Алифатические карбоновые кислоты 0,5 5,0 Техническая вата или хлопчатобумажная ткань 95,0 99,5

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2