К разряду гидроксокомплексов относится алюминий гидрооксохлорид, который широко используется как катализатор в нефтехимическом синтезе. Данная соль алюминия образует устойчивые комплексы с аммиаком. Поэтому была поставлена задача по исследованию возможности получения нового хемосорбционного материала с использованием в качестве пропиточного раствора хлорида алюминия гидролизованного.
В настоящее время раствор хлорида алюминия, гидролизованный по ТУ 2152-06-53505711-02 с общей формулой Al2(OH)nCl6-n, где n = 0,5 – 1,5 используется на ОАО «Сорбент» в качестве сырья при производстве алюмосодержащего коагулянта.
В институте были проведены исследования по возможности получения нового хемосорбционного материала для поглощения паров аммиака с использованием раствора хлорида алюминия гидролизованного в качестве импрегната для активированного нетканого полотна «Карбопон β-актив» [1].
Плотность исходного раствора определялось по ГОСТ 3950. Данные по концентрации хлорида алюминия в исходном растворе приведены в табл. 1.
Таблица 1
Соотношение концентрации хлорида алюминия в растворе с плотностью раствора
| Концентрация хлорида алюминия, г/дм3 | ρ, плотность раствора, г/см3 | Концентрация хлорида алюминия, г/дм3 | ρ, плотность раствора, г/см3 |
| 200 | 1,181 | 210 | 1,187 |
| 220 | 1,195 | 230 | 1,202 |
| 240 | 1,208 | 250 | 1,208 |
| 250 | 1,215 | 260 | 1,222 |
| 270 | 1,228 | 280 | 1,235 |
| 290 | 1,242 | 300 | 1,247 |
Методы определения основных параметров раствора: массовой доли основного вещества в пересчете на оксид алюминия, массовой доли хлора, атомное отношение хлора к алюминию (хлорное число) изложены в соответствующих НТД.
Для снижения концентрации в пропиточный раствор перед погружением материала добавляли пластификатор (модификатор этиленгликоль ГОСТ 10164-75) характеристика рабочих разбавленных растворов приведены в табл. 2.
Таблица 2
Характеристика разбавленных пропиточных растворов хлорида алюминия
(Условия испытаний стандартные: t = 20 0С, φ = 50 %,V = 30 минут на шайбу)
| Соотношение при разбавлении | Плотность раствора, ρ,г/см3 | Содержание хлора, % масс. | Содержание Al2O3, % масс. | Отношение Cl/Al | Время защитного действия по NH3, мин | |
| С0 = 0,45мг/л | С0 = 0,2мг/л | |||||
| исходный раствор | 1,230 | 19,70 | 8,46 | 3,34 | – | – |
| 1 : 1,0 | 1,124 | 12,02 | 5,21 | 3,31 | 62 ± 2 | 138 ± 2 |
| 1 : 1,5 | 1,096 | 9,01 | 3,98 | 3,25 | 44 ± 2 | 98 ± 2 |
| 1 : 1,20 | 1,076 | 7,14 | 3,03 | 3,37 | 35 ± 2 | 76 ± 2 |
| 1 : 1,25 | 1,070 | 6,82 | 2,83 | 3,46 | 29 ± 2 | 65 ± 2 |
| 1 : 3,00 | 1,061 | 6,10 | 2,50 | 3,50 | 25 ± 2 | 56 ± 2 |
Разбавленные пропиточные растворы хлорида алюминия имеют следующие массовые концентрации: 1 : 4 – 5,4 %; 1 : 3 – 6,8 %; 1 : 2 – 9,0 %. Зависимость времени защитного действия от процентной концентрации пропиточного раствора приведена на рис. 1 (для концентрации аммиака 0,2 мг/л).
Таким образом, технология получения нового хемосорбционного материала состоит из двух стадий.
Первая стадия. Приготовление пропиточного раствора хлорида алюминия. Получаемый как отход нефтехимического производства, раствор хлорида алюминия гидрализованный имеет плотность в пределах 1,215 – 1,247 г/см3, что соответствует концентрации хлорида алюминия в пределах 250 – 300 г/дм3, соответственно. Данный раствор также включает некоторые механические примеси в виде сажи, мелких сгустков нефти. Для приготовления пропиточного раствора, исходный раствор фильтруют и затем разводят очищенной водой в соотношениях 1 : 4 – 1 : 2, что соответствует концентрации раствора 5,4 – 9,0 %. Для придания хемосорбционному материалу в последствии пластичных свойств в пропиточный раствор дополнительно вводят пластифицирующую добавку – этиленгликоль в количестве 60 – 90 мл на 1000 мл раствора.
Рис. 1. Зависимость времени защитного действия от концентрации пропиточного раствора
Вторая стадия. Получение хемосорбционного материала. Нетканое активированное полотно «Карбопон β-актив» погружают в приготовленный пропиточный раствор соответствующей концентрации при температуре последнего 40 – 50 0С, выдерживают 20 – 30 минут. Затем пропиточное полотно достают из раствора и помещают материал на сетчатый поддон для вылеживания при комнатной температуре в течение 6 – 8 часов.
Затем материал высушивают при t = 110 – 120 0С в течение 40 – 60 минут до остаточной влажности материала 9 – 12 % масс. Материал охлаждают и помещают в плотно закрытый контейнер. Из полученного материала производят выкройку заготовок фильтрующего респиратора.
Таким образом, можно сделать вывод, что технология получения нового хемосорбционного материала с использованием в качестве хемосорбционной добавки раствор гидроксохлорида алюминия эффективна и прогрессивна по всем показателям. На данный способ получения хемосорбционного материала оформлена заявка на предполагаемое изобретение и получено положительное решение на выдачу патента.
Литература
1. Олонцев В.Ф., Боярский А.Б. Новые эластичные волокнистые адсорбенты и хемосорбенты для конструирования фильтрующих респираторов общепромышленного и специального назначения // Химическая промышленность – сегодня. № 6. 2007. – С. 37 – 48.
Д.А. Бурминский
Дата: 2019-12-22, просмотров: 267.
