Современной тенденцией в области производства адсорбентов является разработка цеолитов, обладающих комплексом адсорбционных свойств и высокой механической прочностью. Основными сырьевыми материалами для синтеза цеолитов LTА (NaA и его обменные формы), FAU (NaX, NaY и их обменные формы) традиционно являются гели алюмината натрия и силиката натрия, а также каолиновые глины. В настоящей работе рассмотрены вопросы влияния компонентов сырьевой смеси на свойства цеолитных адсорбентов типа А, получаемых методом перекристаллизации каолинита. Целью производимых исследований является попытка разработки технологии синтеза цеолитных адсорбентов, основной кристаллической фазой которых является цеолит А, из сырья, содержащего значительное количество примесных минералов (кварц, гидрослюды). Приведены характеристики образцов цеолитных адсорбентов, синтезированных с использованием ангренских каолинов и отработанных алюмооксидных адсорбентов, представляющих собой отход Бухарского НПЗ. В целом работа ориентирована в направлении использования несколько обедненного алюминием и каолинитом каолинового сырья для производства цеолитных адсорбентов – осушителей углеводородных и других газов, применяемых в технологических целях. Интересные результаты получены при использовании в составе кристаллизуемой реакционной смеси, предварительно сформованной в виде гранул, раствора алюмината натрия на основе отработанных алюмооксидных адсорбентов. Полученные образцы являются композиционными и обладают свойством поверхностной адсорбции бензола, десорбция которого происходит с высокой скоростью. Разрабатываемая технология позволяет получать цеолитсодержащие адсорбенты, имеющие широкий спектр адсорбционно-десорбционных свойств.
Адсорбентлар ишлаб чиқариш соҳасидаги замонавий қарашлардан бири юқори механик мустаҳкамлик ва адсорбцион хоссалар мажмуига эга цеолитлар ишлаб чиқишдир. LTА (NaA ва унинг алмашиниш формалари), FAU (NaX, NaY ва уларнинг алмашиниш формалари) цеолитларини синтез қилиш учун асосий хомашё материаллари сифатида натрий алюминат ва натрий силикат, шу жумладан, каолиндан кенг фойдаланилади. Ушбу ишда каолинитни қайта кристаллаш усули билан олинаётган А турдаги цеолит адсорбентлари хоссаларига хомашё компонентларининг таъсири ўрганилган. Тадқиқотнинг мақсади катта миқдорда минерал зарралари (кварц, гидрослюдалар) мавжуд хомашёлардан фойдаланиб, кристаллаш усули билан А турдаги цеолит адсорбентларини синтез қилиш технологиясини ишлаб чиқишдир. Ангрен каолини ва Бухоро НҚИЗ чиқиндиси сифатида ишлатилган оксид алюминий адсорбентидан фойдаланиб синтез қилинган цеолит адсорбентлари намуналари тавсифлари келтирилган. Умуман олганда, иш технологик мақсадларда фойдаланиладиган углеводород ва бошқа турдаги газларни қуритиш цеолитли адсорбентларини ишлаб чиқариш учун каолинитлар ҳамда чиқинди оксид алюминийни турлича бириктирилиб цеолитли адсорбентлар олишга мўлжалланган. Ишлатилган алюминий оксиди асосида тайёрланган натрий алюминат эритмаси қўшилиб, аввалдан шакл берилган гранулаларни кристаллаш реакция аралашмаларидан фойдаланилганда, қизиқарли маълумотлар олинган. Олинган намуналар композицион ҳисобланиб, фақатгина юзасида бензолни адсорбция қилиш хоссаларига эгалиги ва юқори тезликда десорцияланиши кўрсатилди. Ишлаб чиқилган технология кенг қамровли адсорбция-десорбция хоссаларига эга цеолитли адсорбентлар олиш имконини беради.
Современной тенденцией в области производства адсорбентов является разработка цеолитов, обладающих комплексом адсорбционных свойств и высокой механической прочностью. Основными сырьевыми материалами для синтеза цеолитов LTА (NaA и его обменные формы), FAU (NaX, NaY и их обменные формы) традиционно являются гели алюмината натрия и силиката натрия, а также каолиновые глины. В настоящей работе рассмотрены вопросы влияния компонентов сырьевой смеси на свойства цеолитных адсорбентов типа А, получаемых методом перекристаллизации каолинита. Целью производимых исследований является попытка разработки технологии синтеза цеолитных адсорбентов, основной кристаллической фазой которых является цеолит А, из сырья, содержащего значительное количество примесных минералов (кварц, гидрослюды). Приведены характеристики образцов цеолитных адсорбентов, синтезированных с использованием ангренских каолинов и отработанных алюмооксидных адсорбентов, представляющих собой отход Бухарского НПЗ. В целом работа ориентирована в направлении использования несколько обедненного алюминием и каолинитом каолинового сырья для производства цеолитных адсорбентов – осушителей углеводородных и других газов, применяемых в технологических целях. Интересные результаты получены при использовании в составе кристаллизуемой реакционной смеси, предварительно сформованной в виде гранул, раствора алюмината натрия на основе отработанных алюмооксидных адсорбентов. Полученные образцы являются композиционными и обладают свойством поверхностной адсорбции бензола, десорбция которого происходит с высокой скоростью. Разрабатываемая технология позволяет получать цеолитсодержащие адсорбенты, имеющие широкий спектр адсорбционно-десорбционных свойств.
The current tendency in the production of adsorbents is the development of zeolites with a complex of adsorption properties and high mechanical strength. The main raw materials for the synthesis of zeolites LTA (NaA and its exchangeable forms), FAU (NaX, NaY and their exchangeable forms) are traditionally sodium aluminate and sodium silicate gels, as well as kaolin clays. This piece of work reviews the impacts of the raw mixture’ components on the properties of the type ‘A’ zeolite adsorbents obtained by the recrystallization of kaolinite method. The aim of the research is an attempt to develop a technology for the synthesis of zeolite adsorbents, the main crystalline phase of which is zeolite A, using raw materials containing significant amounts of impurity minerals (quartz, illite). Characteristics of the samples of the zeolite adsorbents synthesized using Angren kaolin and the spent alumina adsorbents, which are the waste products from the Bukhara refinery, are presented. In general, the work is focused on the use of the kaolin raw materials somewhat depleted in aluminum and kaolinite in production of zeolite adsorbents - dehydrator of hydrocarbon and other gases used for technological purposes. Interesting results were achieved when a sodium aluminate solution based on the spent alumina adsorbents had been used in the crystallizable reaction mixture, preformed in the form of granules. The obtained samples were composite and featured the property of surface adsorption of benzene, the desorption of which occurs at a high rate. The developed technology enables obtaining zeolite-containing adsorbents with a wide range of adsorption-desorption properties.
№ | Author name | position | Name of organisation |
---|---|---|---|
1 | Gashenko G.A. | katta ilmiy xodim | O'zbekiston kimyo-farmatsevtika ilmiy-tadqiqot instituti |
2 | Yunusov M.P. | texnika fanlari doktori, professor, laboratoriya mudiri | O'zbekiston kimyo-farmatsevtika ilmiy-tadqiqot instituti |
3 | Sultanov A.R. | texnik-injener | O'zbekiston kimyo-farmatsevtika ilmiy-tadqiqot instituti |
4 | Isayeva N.F. | kichik ilmiy xodim | Ilg'or texnologiyalar markazi |
5 | G'ulomov S.T. | texnika fanlari bo'yicha falsafa doktori, katta ilmiy xodim | O'zbekiston kimyo-farmatsevtika ilmiy-tadqiqot instituti |
№ | Name of reference |
---|---|
1 | Klimov A.A., Ahmatov A.F. Issledovanie adsorbcionnoj osushki benzola na ceolite NaA. Bashkirskij himicheskij zhurnal. [Study of the adsorption drying of benzene on zeolite Na]. Bashkir Chemical Journal, 2006, vol. 13, no. 4, 62 p. |
2 | Pat. 2328342 (RF) MKI S01V 39/18 (2006). Sposob poluchenija granulirovannogo ceolita tipa A vysokoj fazovoj chistoty. H.H. Rahimov, M.L. Pavlov, B.I. Kutepov, R.A. Mahamathanov i dr. [A method of obtaining granular zeolite type A of high phase purity]. H.H. Ragimov, M. Pavlov, B. Kutepov, R.A. Makhamatkhanov and others. |
3 | Pat. 2283281 RU S01V 39/18 (2006). Sposob poluchenija granulirovannogo ceolita A vysokoj fazovoj chastoty. M.H. Ishmijarov i dr. [A method of obtaining granular zeolite A of high phase frequency]. M.Kh. Ishmiyarov and others. |
4 | Pat. 2317945 RU, S 1 V 39/14. Sposob poluchenija granulirovannogo ceolita tipa A. V.Ju. Prokof’ev s soavt. Opubl. [The method of obtaining granular zeolite type A]. V.Yu. Prokof’ev et al. Publ. 22.07.2008, bjul., no. 6. |
5 | Pat. 2395451 RU, S 01 V 39/18. Sposob poluchenija ceolita tipa A v kachestve adsorbenta. A.A. Lamberov s soavt. Opubl. [A method of obtaining type A zeolite as an adsorbent]. A.A. Lamberov et al. Publ. 27.07.2010. |
6 | Junusov M.P., Sultanov A.R., Gulomov Sh.T., Nasullaev H.A., Gashenko G.A. Razrabotka tehnologii proizvodstva importozameshhajushhih adsorbentov na osnove mestnogo syr’ja. Ilmfan va innovacion rivozhlanish. Zh. [Development of a technology for the production of importsubstituting adsorbents based on local raw materials]. Science and innovative development, 2019, no 4, pp. 52-59. |
7 | Ione K.G. s soavt. Primenenie osnovnyh solej aljuminija dlja granuljacii ceolitov i issledovanie svojstv granulirovannyh obrazcov. V sb.: Ceolity, ih sintez, svojstva i primenenie. Materialy II Vsesojuznogo soveshhanija po ceolitam. Izd-vo «Nauka», Moskva – Leningrad. [Application of basic aluminum salts for granulation of zeolites and study of the properties of granular samples. In collection: Objectives, their synthesis, properties and application. Materials of the II All-Union Meeting on Zeolites]. Publishing house «Science», Moscow - Leningrad, 1965, pp. 222-228. |
8 | Belocerkovskij G.M. s soavt. Vlijanie tipa svjazujushhego i nekotoryh uslovij prigotovlenija formuemyh mass na svojstva granulirovannyh ceolitov. V sb.: Ceolity, ih sintez, svojstva i primenenie. Materialy II Vsesojuznogo soveshhanija po ceolitam. Izd-vo «Nauka», Moskva – Leningrad. [Influence of the type of bound and some conditions of preparation of the formed masses on the properties of granular zeolites. In collection: Objectives, their synthesis, properties and application. Materials of the II All-Union Meeting on Zeolites]. Publishing house «Science», Moscow - Leningrad, 1965, pp. 213-217. |
9 | Barsukov O.V., Rosolovskaja E.N. Vlijanie poristoj struktury ceolitsoderzhashhih katalizatorov na ih aktivnost’ i selektivnost’. Zh. Kinetika i kataliz. [Influence of the porous structure of zeolite-containing catalysts on their activity and selectivity]. J. Kinetics and catalysis, vol. XXV, vyp. 6, 1984, pp. 1392-1398. |
10 | Gohberg P.Ja. s soavt. Vlijanie modifikatorov i adsorbirovannyh molekul na l’juisovskuju kislotnost’ poverhnosti γ-A12O3. Kvantovohimicheskoe issledovanie. Zh. Kinetika i kataliz, t. XXV, vyp. 5, 1981, pp. 1169-1173. |
11 | Tae-Hyun Bae and oth. Solvothermal deposition and characterization of magnesium hydroxide nanostructures on zeolite crystals. Microporous and Mesoporous Materials. 139, 2011, рр. 120-129. |
12 | Shakarova D., Ojuva A., Bergström L., Akhtar F. Methylcellulose-Directed Synthesis of Nanocrystalline Zeolite NaA with High CO2 Uptake. Materials 2014, 7, pр. 5507-5519. |
13 | Jiang Q.; Rentschler, J.; Sethia, G.; Weinman, S.; Perrone, R.; Liu, K. Synthesis of T-type zeolite nanoparticles for the separation of CO2 /N2 and CO2 /CH2 by adsorption process. Chem. Eng. J., 2013, 230, pp. 380-388. |
14 | Jiang J., Feng L., Gu X., Qian Y., Gu Y., Duanmu C. Synthesis of zeolite A from palygorskite via acid activation. Appl. Clay Sci. 2012, 55, pр. 108-113. |
15 | Ruthven D.M. Diffusion in zeolite molecular sieves. Stud. Surf. Sci. Catal., 2007, 168, pр. 737-785. |
16 | Wang P., Sun Q. and oth. One-step hidrothermal sisthiesis KA from kaoline. Micro and Nano Letters, 2019, vol. 14, Iss. 13, pр. 1298-1302. |
17 | Geоrgiev D., Bogdanov B., Hristov Y., Markoska L. Synthesis of NaA zeolite from natural kaolinite. Oxidaition Communications, 34, 2011, no 4, рр. 812-819. |
18 | Galeano Y.M., Tarditi A.M. and oth. NaA zeolite membranes on modified porous stainless steel supports: a comparative study of different SiO2 sourses. Brazilian J. of Chemical Engeneering, 2020. https://doi.org/10.1007/s43153-020-00024-y |
19 | Chen X., Yang W. and oth. Synthesis of zeolite NaA membranes with high permeance under microwave radiation on mesoporous-layer-modified macroporous substractes for gas separation. J. Membr. Sci. 255: 201-211 (2005). |
20 | Sultanov A.R., Gashenko G.A., Gulomov Sh.T., Sajidov U.H., Junusov M.P. Sintez i issledovanie svojstv nikel’obmenennoj formy ceolita A kak indikatora vlazhnosti gazovoj sredy. Uzbekskij himicheskij zhurnal, Tashkent, 2019, no 1, pp. 18-24. |