Звонарева Т.А.

Иркутский государственный технический университет

К вопросу о применении углеродных адсорбентов со смолисто-асфальтеновыми веществами

Ранее были изучены свойства и пути применения смолисто-асфальтеновых соединений нефти для получения практически важных продуктов. Наиболее лучшим способом получения углеродных адсорбентов является окислительно-восстановительное взаимодействие кислых гудронов с асфальтами пропановой и бензиновой деасфальтизации, продукты которых получаются с выходом 65-92%, и в которых сконцентрированы САВ кислых гудронов, асфальтов или асфальтитов. Эти продукты получили название вторичные нефтяные остатки. Они представляют собой новый ресурс нефтяного сырья высокой реакционной способности и крайне низкой стоимости. Их применение способствует решению экологических проблем нефтеперерабатывающих и нефтехимических производств, использующих сернокислотную очистку масел, парафинов и процессы сульфирования. Как известно, более 50% сернокислотных отходов сбрасывают в пруды-накопители, откуда они просачиваются в почву и водоемы. [1]

Для экспериментов использовали кислый гудрон от очистки трансформаторного и автолового масел с 36,3% органической массы. Восстановительным компонентом служил асфальтит бензиновой деасфальтизации.

Показатели качества исследуемых бензинового асфальтита и вторичного нефтяного остатка следующие: плотность при 20ºС-1138 и 1218 кг/м³; коксуемость – 35,4 и 48,8%; температура размягчения -78 и 181 ºС. Содержание: масел 23,5; смол 20,5; асфальтенов 55 и 65,8.[2]

Компонентный состав шихты и условия получения адсорбентов приведены в таблице 1.

Таблица 1.

Показатели	Адсорбенты
	с бензиновым асфальтитом	со вторичным нефтяным остатком
		обр. 1	обр. 2
Состав шихты, %
асфальтит	9
вторичный нефтяной остаток		9	14
древесная смола	31	33	27
каменноугольная пыль	63	66	55
Условия получения: давление формирования, Мпа	21	16	27
Выход, %
при карбонизации	79	75
при активации	73	72	63
общий	54,7	46	42
Прочность, %	86	84	92
Насыпная плотность, кг/м^3	517	546	535

Внести в шихту более 15% вторичного нефтяного остатка не представляется возможным из-за слипания гранул в процессе карбонизации вследствие низкой для технологии получения сорбентов температуры размягчения. Пористую структуру характеризовали по адсорбции поров бензола при 20ºС на вакуумных микровесах.[1, 2]

Объем макропор рассчитывали исходя из суммарного объема пор, для определения которого использовали истинную плотность по воде и кажущуюся плотность, определенную ртутным методом.

Сорбционые свойства изучали методом постоянных концентраций целого компонента и солевого состава со сменой раствора. Для изучения сорбционных свойств по благородным металлам использовали два раствора. Первый содержал элементы в следующих концентрациях (мг/г): Au-1,03; Ag-0,83; Cu-93,4; Ni-1,02; Co-0,46. Поскольку адсорбенты из нефтяных остатков насыщаются дицианауратами быстрее, чем дициаргентами, для определения адсорбционной способности и селективности по серебру использовали второй раствор – содержащий минимальное количество ионов золота -0,1 мг/г. Также содержание других элементов бралось в меньшем содержании. [3]

Таблица 2.

Показатели	Адсорбент
	АВ-1	АВ-2	АВ-3
Объем
микропор
См^3/г	0,183	0,21	0,23
См^3/см^3	0,168	0,179	0,218
мезопор
См^3/г	0,04	0,039	0,045
См^3/см^3	0,037	0,036	0,042
макропор
См^3/г	0,286	0,333	0,335
См^3/см^3	0,26	0,289	0,268
энергия адсорбции	30,65	29,76	29,54
удельная поверхность переходных пор м^2/г	22,54	22,5	25,7
Фактор емкости См^3/см^3	0,096	0,108	0,134

Результат исследований показали возможность получения с использованием вторичного нефтяного остатка сорбентов, имеющих высокий фактор емкости и хорошую транспортную пористость.[1]

Таким образом, без изменения технологии приемов- добавлением вторичного нефтяного остатка можно получать адсорбенты обладающие по сравнению с промышленными адсорбентами боле улучшенными сорбционными и селективными свойствами.

Список литературы:

1. Покопова Ю. В. ХТТМ, 2006, №4, с. 55-56.

2. Покопова Ю. В. Нефть и нефтепродукты. СПб., Профессионал, 2002. – 902 с.

3. Грег С., Синг К. Адсорбция, удельная поверхность, пористость. М., Мир. 1970 – 293 с.

4. Грабовский А. И. – Журнал прикладной химии, 1978, т. 51, № 7, с. 1515-1517.

5. Дедов А. В. – ХТТМ, 2002, № 2, с. 47-48.