Файл: белорусский государственный технологический университет.docx

---

ПОЛУЧЕНИЕ СОРБЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

ИЗ ОТРАБОТАННОГО КАТАЛИЗАТОРА КРЕКИНГА

Известно, что для увеличения и регулирования пористой струк- туры сорбентов, изменения химической природы поверхности целесо- образно проводить их активацию. При физической активации сорбенты измельчают в мельницах, подвергают вакуумной сушке, обрабатывают при высоком давлении и температуре, под действием ультразвуковых колебаний, радиации и тока высокой частоты. Химические способы ак- тивации заключаются в использовании реагентов, при этом выделяют кислотную, щелочную, солевую и комбинированную активацию.

Объектом исследования является отработанный катализатор крекинга (ОКК). В настоящее время ОКК, образующийся в процессе крекинга, преимущественно хранится на полигонах промышленных отходов. В Республике Беларусь такой катализатор образуется ОАО

«Мозырский НПЗ» (количество около 3 тыс. тонн в год, код отхода 150202).

Отработанный катализатор представляет собой порошок серого цвета с пористостью 27 %. Дисперсный состав его неоднороден, размеры частиц находятся в диапазоне от 0,4 до 1,0 мкм, медианный диаметр составляет 0,7 мкм. Частицы катализатора имеют сферическую форму. Величина истинной плотности отработанного катализатора составляет 1,78 г/см³, насыпная плотность – 1,30 г/см³. Эти значения для синтетических цеолитов составляет 1,9–2,3 г/см³.

Целью работы является получение сорбционных материалов из отработанного катализатора крекинга.

---

Задачи, с помощью которых достигается цель исследований, следующие:

• 
  изучение состава и свойств ОКК (на основании данных ранее проведенных исследований);
  
• 
  изучение различных способов активации ОКК;
  
• 
  анализ состава и свойств полученных сорбентов;
  
• 
  определение СОЕ по Fe³⁺ полученных сорбентов;
  
• 
  выбор параметров процесса сорбции.
  

Для изучения сорбционных свойств ОКК проводилась обработка 0,1 г ОКК 50 см³ растворов, содержащими 1–100мг/дм³ ионов Fe³⁺, время сорбции – 1 ч. После истечения времени из растворов отбирали

аликвоты растворов и определяли содержание Fe³⁺ фотоколориметрическим методом с сульфосалициловой кислотой.

Для получения из ОКК цеолитсодержащих сорбентов проводили кислотную и солевую активации следующими растворами: 10% HCl и 10% NaCl. Для этого 0,1 г ОКК обрабатывали 20 см³ указанных растворов, время обработки – 1 сутки.

После активации проводили сорбцию с 0,1 г полученных сорбентов 50 см³растворов, содержащими 1–100 мг/дм³ ионов Fe³⁺, время сорбции – 1 час. После истечения времени из растворов отбирали аликвоты растворов и после определяли содержание Fe³⁺ фотоколориметрическим методом с сульфосалициловой кислотой.

В ОКК сорбция протекает по двум механизмам: ионообменному и механизм полимолекулярной сорбции (преимущественно). При сорбции происходит формирование монослоя сорбата на поверхности сорбента и заполнение микропор, затем образуются следующие сорбционные слои.

В результате проведенного исследования можем сделать вывод

---

, что при обработке 10% раствором HCl произошло значительное разрушение частиц ОКК. При обработке 10% растворами NaCl дисперсный состав и внешний вид изменились незначительно.

Изменение дисперсного состава, уменьшение частиц, положительно повлияет на сорбцию. Обработка кислотой также способствует появлению активных центров сорбции за счет деалюминирования матрицы и цеолита ОКК. Повышение сорбционных свойств подтверждается экспериментальными результатами.

По результатам исследования получены изотермы сорбции, исходя из которых установлено, что полная статическая обменная емкость (ПСОЕ) ОКК составляет 0,82 мг-экв/г; после активации раствором NaCl– 1,37 мг-экв/г; после кислотной активациия HCl – 3,82 мг-экв/г. Оптимальные условия сорбции: время сорбции80 минут, доза сорбента 2 г/дм³.

Таким образом, химическая активация отработанного катализа- тора крекинга является эффективной при использовании в качестве ак- тивирующих агентов растворов кислот. Полученные результаты в даль- нейшем будут использованы при разработке технологии получения гранулированного сорбента. Полученный сорбент может использо- ваться для очистки сточных вот от ионов тяжелых металлов и ограни- чения их подвижности в осадках сточных вод.

---

СОРБЦИОННАЯ ОЧИСТКА СТОЧНЫХ ВОД ОТ ИОНОВ ЦИНКА

Сорбционная очистка воды – физико-химические процессы по- глощения твердыми сорбентами примесей из воды. При сорбции про- исходит поглощение и концентрирование веществ из раствора на по- верхности и в порах сорбента. Движущей силой этого процесса явля- ется разность химических потенциалов вещества в свободном и адсор- бированных состояниях.

В качестве сорбента для извлечения ионов тяжелых металлов из сточных вод гальванических производств, предлагается использовать силикатный сорбент, например, природный или синтетический цеолит. В работе в качестве сорбентов для очистки сточных вод от ионов цинка рассматривали отработанный катализатор крекинга (ОКК) и обо-

жжённую доломитовую муку (ОДМ).

В составе ОКК содержится до 30% цеолита типа Y, что обуслав- ливает его сорбционные свойства. Сорбция в цеолитах протекает по ме- ханизму ионного обмена и полимолекулярной адсорбции. При сорбции происходит формирование монослоя сорбата на поверхности сорбента и заполнение микропор, затем образуются следующие сорбционные слои. На поверхности ОДМ процесс извлечения примесей протекает посредством ионного обмена.

Цель работы – изучение сорбционной очистки сточных вод от ионов цинка с использованием отработанного катализатора крекинга и обожженной доломитовой муки.

Задачи, с помощью которых была достигнута поставленная цель: изучение состава сорбентов; изучение сорбционных свойств по ионам цинка; подбор дозы сорбента; определение времени сорбции; разра-

---