Труды всероссийской научно — практической конференции «Актуальные вопросы и инновационные решения в нефтегазовой отрасли», Самара 2020 г.

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА АДСОРБЦИИ ХЛОРОФОРМА НА СИЛИКАГЕЛЕ ПРИ ОЧИСТКЕ ОТХОДЯЩИХ ГАЗОВЫХ ПОТОКОВ

Хусаинов Р.И. triol116@mail.ru ЧОУ ДПО «МИПО», г. Самара

Аннотация
Изучена адсорбция паров хлороформа на силикагеле. Установлено снижение активности силикагеля по отношению к хлороформу по сравнению с его же активностью к ацетону. Предложена связь активности с величиной дипольного момента молекул поглощаемого вещества.
Ключевые слова: адсорбция, силикагель, хлороформ.
Abstract
The adsorption of chloroform vapors on silica gel has been studied. A decrease in the activity of silica gel with respect to chloroform in comparison with its activity with respect to acetone was established. A relationship between the activity and the value of the dipole moment of the molecules of the absorbed substance is proposed.
Keywords: adsorption, silica gel, chloroform.

             В различных отраслях промышленности довольно часто возникает задача очистки отходящих газовых потоков от паров органических веществ. В большинстве случаев для этих целей используется процесс адсорбции. На стадии проектирования процесса необходимо в первую очередь рассчитать два основных параметра: время защитного действия слоя адсорбента и его массу, которая обеспечит работу установки до проскока целевого компонента. Для расчёта этих параметров необходимо располагать данными по равновесию между газовой и твёрдой фазами. Теоретические методы нахождения зависимости активности адсорбента от концентрации компонента в газовой фазе отличаются невысокой надёжностью.

              В работе [1] была описаны экспериментальная установка для изучения процесса адсорбции паров летучих растворителей на стационарном слое адсорбента. Основными элементами установки являются узел управления расходами потоков инертного газа, детектор по теплопроводности и сатуратор, для приготовления исходного насыщенного паром исследуемого вещества потока инертного газа. Для управления расходами потока азота, идущего в сатуратор, и потока, поступающего на разбавление насыщенного газа, были использованы электронные ротаметры-регуляторы Mass-Viev (Bronkhorst High-Tech, Голландия). Измерение активности силикагеля проводилось по увеличению массы исходного адсорбента. В работе [2] приведены результаты изучения динамической и статической активностей силикагеля по отношению к пару ацетона. Было установлено, что максимальная активность силикагеля по ацетону составляет 0,21 г/г. При этом вид изотермы (рис. 1, кривая 1) свидетельствует о протекании мономолекулярной адсорбции, описываемой уравнением Ленгмюра. В настоящем исследовании нами получена изотерма активности силикагеля по отношению к хлороформу.

            Насыщенный паром этого вещества азот поступал на смешение с чистым азотом, что позволяло получать любые значения концентрации целевого компонента. Момент появления молекул исследуемого вещества за слоем адсорбента фиксировался с помощью детектора по теплопроводности. Для исследования были взяты следующие концентрации пара хлороформа:
– максимально возможная в условиях эксперимента (насыщенный пар); – разбавление 4:1; – разбавление 3:2; – разбавление 2:3;– разбавление 1:4.
Объёмные доли хлороформа в газовой фазе рассчитывалась из закона Дальтона. Давление насыщенного пара хлороформа вычислялось по уравнению Антуана:

ADSORBTsIya KhLOROFORMA NA SILIKAGELE

          где Р – давление насыщенного пара вещества, мм рт. ст., А, В и С –коэффициенты уравнения Антуана, приведены в [3], t – температура опыта, градусы Цельсия.

          На рис. 1 показаны изотермы адсорбции ацетона (кривая 1) и хлороформа (кривая 2) на силикагеле фракции 0,25 – 0,5 мм.

ADSORBTsIya KhLOROFORMA NA SILIKAGELE

Рис. 1. Изотермы адсорбции ацетона (кривая 1) и хлороформа (кривая 2) на силикагеле
при комнатной температуре

            Из рисунка следует, что активность силикагеля по отношению к ацетону в два раза больше, чем к хлороформу. С высокой долей вероятности можно предположить, что это объясняется более высокой полярностью молекул ацетона (2,85 дебая) по сравнению с полярностью молекул хлороформа (1,06 дебая). В пользу такого объяснения свидетельствует тот факт, что силикагель практически неактивен к молекулам неполярных соединений.Изучена адсорбция паров хлороформа на силикагеле при комнатной температуре. Установлено снижение активности силикагеля по отношению к хлороформу по сравнению с его же активностью к ацетону. Предложена связь активности с величиной дипольного момента молекул поглощаемого вещества.

Список используемых источников информации:

1. Филиппов, В.В., Краснова, О.А. Экспериментальное исследование динамики процесса адсорбции // Современные тенденции в образовании и науке. Ч.3.Тамбов, 2014.
2. Филиппов В.В. Изотерма адсорбции паров ацетона на силикагеле // Вестник научных конференций. 2015. №4-5(4).Ч.5.С.81-83.
3. Рид Р., Праусниц Дж., Шервуд Т. Свойства газов и жидкостей. Л.: Химия, 1982. 592 с