ЦИНКОВЫЙ ПОГЛОТИТЕЛЬ С ЗАДАННЫМ ФОРМ-ФАКТОРОМ:  СИНТЕЗ, ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ И АДСОРБЦИОННЫЕ СВОЙСТВА

Н. В. Сальникова; Д. А. Прозоров; Д. В. Смирнов; Е. П. Смирнов

doi:10.6060/rcj.2024683.2

Н. В. Сальникова Ивановский государственный химико-технологический университет
Д. А. Прозоров Ивановский государственный химико-технологический университет
Д. В. Смирнов Ивановский государственный химико-технологический университет
Е. П. Смирнов Ивановский государственный химико-технологический университет

DOI: https://doi.org/10.6060/rcj.2024683.2

Ключевые слова: оксид цинка, сероемкость, растровая электронная микроскопия, энергодисперсионный анализ, сероводород, сероуглерод

Аннотация

Статья рассматривает процесс формования цинкового поглотителя с различными добавками. Проведенные исследования позволяют сформулировать научные основы технологии получения гранулированного (в виде шаров диаметром 4-6 мм) цинкового поглотителя. Проанализировано влияние введения различных добавок в виде солей щелочных металлов на прочностные характеристики цинкового поглотителя. С применением современных методов анализа получены физико-химические, структурные и эксплуатационные свойства исследованных образцов оксида цинка. Экспериментально доказано, что введение в систему Na₂O в количестве от 2 масс.% позволяет получить гранулы необходимой в эксплуатации прочности из оксида цинка, полученного по карбонатной технологии с величиной площади удельной поверхности ~47,5 м²/г. Проанализировано распределение Na₂O в объеме гранулы после кальцинирования. Установлено, что натрий преимущественно концентрируется в приповерхностных слоях гранулы, при этом обеспечивается достаточная ее прочность, а препятствий поглощению серы не возникает. В работе, также, была измерена величина площади удельной поверхности всех образцов гранул. Выявлено, что внесение большого количества добавок снижает площадь поверхности более чем в два раза. Получены значения статической сероемкости хемосорбента по CS₂ и H₂S. Образование и распределение Zn₂S в объеме гранулы определены с помощью рентгеновского энергодисперсионного анализа. Выявлены различные степени сероемкости в зависимости от природы серосодержащей молекулы: от 0,26 для сероводорода до 0,33 для сероуглерода. Показано влияние осернения и последующего перевода в оксидную форму цинкового поглотителя на прочность гранул (прочность снижается до 20 Н).

Литература

Pinaeva L. G., Noskov A. S. Cat. v prom. 2021. V. 21. N 5. P. 308330. DOI: 10.18412/1816-0387-2021-5-308-330 .

Kulichkov A.V., Sladkovsky D. A., Kuzichkin N. V., Lisitsyn N. V. Izvestiya Sankt-Peterb. Gosudarstvennogo tehnologicheskogo instituta (Tehnicheskogo Universiteta). 2014. N 23. P. 4851.

Minyukova T. P., Khasin A. A., Khasin A.V., Yuryeva T. M. Directed synthesis of copper-containing catalysts for synthesis gas processing. Novosibirsk : Publishing House of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences. 2019. 138 p.

Afineevsky A.V., Knyazev A.V., Lukin M. V., Osadchaya T. Y., Prozorov D. A., Rumyantsev R. N. Catalytic properties and deactivation of skeletal nickel in liquid-phase hydrogenation reactions Kazan : Buk. 2018. 316 p.

Afineevskii A. V., Prozorov D. A., Osadchaya T. Y., Gordina N. E. Fine Chemical Technologies. 2023. V. 18. N 4. P. 341354. DOI: 10.32362/2410-6593-2023-18-4-341-354.

Ruiz-Martínez J., Buurmans I. L.C., Knowles W. V., Beek D. V.- D., Bergwerff J. A., Vogt E. T.C., Weckhuysen B. M. Applied Catalysis A: General. 2012. V. 419420. P. 84–94. DOI: 10.1016/j.apcata.2012.01.016.

Ertl G., Knözinger H., Weitkamp J. Handbook of heterogeneous catalysis. Weinheim : VCH. 1997. V. 2. P. 427440.

Afineevsky A.V., Prozorov D. A., Knyazev A.V., Nikitin K. A. Ros. Khim. Zh. 2020. V. 64. N 2. P. 311. DOI: 10.60/rcj.2020642.1.

Afanasyev S. V., Sadovnikov A. A., Hartman V. L., Obysov A.V., Dulnev A.V. Delovoi Journal Neftegaz. RU. 2018. N 10. P. 8894.

Ershov A. N. Globus. 2019. N 12. P. 7074.

Pimerzin A. A., Tomina N. N., Nikulshin P. A., Maksimov N. M., Mozhaev A.V., Ishutenko D. I., Vishnevskaya E. E. Cat. in prom. 2014. N 5. P. 4955.

Zanin I. K., Ivanchina E. D., Suslov V. A., Chekantsev N. V. Neftepererabotka I neftekhimiya. Nauchno-tehnicheskie dostizheniya I peredovoi opit. 2015. N 6. P. 1318.

Hartman V. L., Obysov A.V., Dulnev A.V., Afanasyev S. V. Cat. in prom. 2014. N 3. P. 5761.

Prokof’ev V.Y., Gordina N.E. Glass and Ceramics. 2014. V. 71. P. 1014.

Afanasyev S. V., Sadovnikov A. A., Hartman V. L., Obysov A.V., Dulnev A.V. Industrial catalysis in gas chemistry. Samara : ANO "SNC Publishing House". 2018. 160 p.

Afineevsky A.V., Prozorov D. A., Osadchaya T. Y., Rumyantsev R. N. Hydrogenation on heterogeneous catalysts. Kazan : Buk. 2020. 476 p.

Eshchenko L. S. Technology of catalysts and adsorbents. Minsk : BSTU. 2015. 167 p.

Prozorov D. A., Afineevsky A.V., Smirnov D. V., Nikitin K. A. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2022. V. 65. N 1. P. 6675. DOI: 10.60/ivkkt.20226501.6426.

Gavrilyuk A. N., Dormeshkin O. B. Technology of bound nitrogen and nitrogen fertilizers. Minsk : BSTU. 2018. 162 p.

Afineevsky A.V., Prozorov D. A., Smirnov D. V., Smirnov E. P., Gordina N. E., Rumyantsev R. N., Osadchaya T. Y., Nikitin K. A. Ros. Khim. Zh. 2022. V. 66. N 4. P. 5562. DOI: 10.60/rcj.2022664.8.