Во 2-м издании (1-е вышло в 1976 г.) углублены и развиты главы о практическом применении адсорбционных процессов, в частности для защиты атмосферы и гидросферы от загрязнений, кондиционирования И хранения продукции, о разделении газов в движущемся слое адсорбента. Адсорбционно-десорбционный цикл и вспомогательные стадии процесса рассмотрены как комплекс равновесных и кинетических закономерностей, вытекающих из данных об адсорбционном равновесии, структуре сорбентов, кинетики и динамики адсорбции. Изложены основы теории адсорбции и важнейшие процессы, реализованные на ее основе.
Предназначена для инженерно-технических и научных работников химической, нефтехимической, газовой, пищевой и других отраслей промышленности. Полезна преподавателям химико-технологических вузов.
592 с., 73 табл., 365 рис., 766 литературных ссылок.
**
СОДЕРЖАНИЕ
Памяти Николая Владимировича Кельцева 9
Предисловие к первому изданию 11
Предисловие редактора 13
ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ АДСОРБЦИОННОЙ ТЕХНИКИ 15
1 Развитие адсорбционного метода очистки и разделения смесей
Начальные сведения о применении адсорбционной очистки. Этапы становления адсорбционной технологии. Первые промышленные адсорбенты (угли, силикагели). Син-тетические цеолиты — молекулярные сита. Современное состояние адсорбционных про-цессов очистки, разделения и кондиционирования газовых и жидкостных сред. Перспективы использования природных цеолитов.
2 Адсорбционное равновесие и пористая структура адсорбентов
Адсорбция и адсорбционные силы 22
Пористая структура адсорбентов 25
Термическое уравнение адсорбции и его частные случаи 28
Экспериментальные методы определения изотерм адсорбции 31
Теория мономолекулярной адсорбции 35
Теория полимолекулярной адсорбции и оп-
ределение удельной поверхности 38
Другие методы определения удельной поверхности 47
Капиллярная конденсация и структура мезопор 50
Ртутная порометрия 58
Потенциальная теория адсорбции 60
Теория объемного заполнения микропор 61
Уравнение Фрейндлиха 71
Уравнение Кисарова 72
Физические методы исследования адсорбционного взаимодействия 74
3 Основные виды пористых адсорбентов
Активные угли 77
Силикагели 82
Активный оксид алюминия 84
Цеолиты 85
Цеолиты в природе 87
Синтетические цеолиты общего назначения 91
Синтетические кислотостойкие цеолиты 100
Смешанные адсорбенты 108
Пористые стекла 110
Природные глинистые породы 111
4 Теплота адсорбции и термодинамическое обоснование теории объемного заполнения микропорТеплота адсорбции 116
Термодинамические аспекты теории объем-ного заполнения микропор 126
5 Избирательность адсорбции
Общие закономерности адсорбции смесей 124
Экспериментальные методы изучения ад-сорбции смесей 128
Расчет адсорбции бинарной смеси газов (паров) на основе теории Ленгмюра 131
Расчет адсорбции бинарной смеси паров на основе теории объемного заполнения мик-ропор 132
Приближенное определение коэффициента разделения 134 Теория идеального адсорбционного раствора 137
6 Кинетика адсорбции
Экспериментальное изучение кинетики адсорбции 138
Кинетическая кривая 141
Коэффициент диффузии 142
Виды переноса в пористом теле 145
7 Кинетика десорбции
Кинетика десорбции из зерна адсорбентов 152
Относительный метод расчета кинетики десорбции 154
Выбор температурного режима стадии десорбции 166
Изотермическая десорбция из слоя микропористых адсорбентов 163
8 Динамика адсорбции
Предмет динамики адсорбции 167
Экспериментальное исследование динамики адсорбции 176
Основные уравнения динамики адсорбции 175
Уравнение материального баланса 175
Уравнение кинетики адсорбции 178
Уравнение теплового баланса 178
Уравнения передачи тепла 179
Начальные и граничные условия 179
Математические модели динамики адсорбции 186
Динамика равновесной изотермической адсорбции 186
Динамика неравновесной изотермической адсорбции 188
Динамика неизотермической адсорбции 196
Динамика адсорбции многокомпонентной смеси 201
9 Адсорбция слабо сорбирующихся газов
Равновесие и динамика адсорбции 203
Использование метода в технике 211
АППАРАТУРНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОФОРМЛЕНИЕ АДСОРБЦИОННЫХ ПРОЦЕССОВ 215
10 Типы адсорбционных процессов и установок
Разделение газа на установках с периоди-ческими адсорберами 217
Конструкция адсорберов в установках периодического действия 220
Вертикальный адсорбер 220
Горизонтальный адсорбер 221
Кольцевой адсорбер 222
Адсорбер с вертикальными теплообмен-ными элементами 223
Адсорбер с прижимным устройством 224
График работы установки периодического действия 224
Непрерывный метод разделения смесей газов в движущемся слое адсорбента 227
Принципиальная схема установки 228
Адсорбция углеводородов в движущемся слое адсорбента 229
Разделение смеси адсорбированных компонентов в хроматографической части установки 234
Температурный режим десорбционной части 237
Теплопередача в трубчатых нагревателях и холодильниках адсорбента 239
Варианты аппаратуры 240
Показатели непрерывного процесса 241
Очистка водорода от примесей 243
Выделение ацетилена из низкоконцентрированных газов 252
Другие варианты непрерывного адсорбционного метода 256
Гидравлическое сопротивление слоя адсорбента 257
11 Получение и номенклатура промышленных адсорбентов
Активные угли 262
Получение активных углей 262
Типы активных углей 268
Силикагели 273
Получение силикагелей 273
Типы промышленных силикагелей 277
Приближенное определение структурных характеристик силикагеля 278
Активный оксид алюминия 280
Получение активного оксида алюминия 280
Промышленный ассортимент 281
Синтетические цеолиты 283
Получение гранулированных цеолитов со связующим 283
Гранулирование цеолитов без связующих добавок 289
Некоторые свойства промышленных адсорбентов и их определение 291
12 Осушка газов и органических жидкостей
Характеристика влажных сред 296
Влажность газов 297
Влажность жидких сред 300
Осушка силикагелями 301
Осушка в статических условиях 301
Осушка в динамических условиях 303
Осушка газов с небольшим содержанием влаги 306
Выбор условий регенерации силикагеля 307
Дезактивация силикагеля 307
Осушка газов под высоким давлением 309
Принципиальные схемы осушающих установок 313
Адсорбционные установки осушки и отбензинивания газов 315
Установки короткоцикловой безнагревной адсорбции 320
Осушка, очистка и осветление масел 324
Осушка цеолитами 324
Цеолиты как средство осушки 324
Осушка в газовой промышленности 330
Осушка в нефтехимической промышленности 351
Осушка масел 356
Осушка жидкостей в лаборатории 361
13 Промышленная очистка газов
Очистка газов от диоксида углерода 364
Приготовление контролируемых защитных атмосфер 366
Очистка и осушка воздуха перед его низкотемпературным разделением 376
Очистка природного газа от диоксида углерода и других примесей 379
Очистка этана, пропана, водорода 381
Очистка газов от оксидов углерода с помощью хемосорбентов 381
Очистка атмосферы в изолированных системах 382
Очистка газов от сульфида водорода и меркаптанов 383
Очистка активным углем 384 Очистка цеолитами 386
Сероочистка газов с частичным удалением диоксида углерода 392
Очистка газа от сероорганических соединений 395
Сероочистка газов с химической регенерацией адсорбента 397
Сероочистка сжиженных газов 399
Сероочистка нефтепродуктов 401
14 Защита атмосферы от загрязнения
Рекуперация растворителей 406
Рекуперация сульфида углерода 414
Рекуперация хлорорганических растворителей 421
Очистка газов от диоксида серы 423
Методы очистки газов углями 424
Методы очистки газов цеолитами 435
Извлечение металлов из отходящих газов 438
Рекуперация семиоксида рения 438
Защита атмосферы от ртути 439
15 Защита гидросферы от загрязнения
Область применения метода 445
Выбор адсорбента 446
Регенерация и утилизация адсорбента 450
Принципиальные схемы адсорбционной очистки воды и основные типы адсорберов 451
Технологические схемы очистки воды с применением порошкообразного активного угля 455
Технологические схемы очистки воды с применением гранулированного активного угля 457
16 Использование избирательности адсорбции
Избирательность адсорбции на активных углях 466
Избирательность адсорбции на силикагелях 467
Адсорбция непредельных углеводородов 467
Адсорбция ароматических углеводородов 473
Адсорбция воды 478
Избирательность адсорбции на цеолитах 479
Адсорбция непредельных углеводородов 480
Адсорбция ароматических углеводородов 495
Адсорбция в системе диоксид углерода — сульфид водорода 500
Адсорбция в некоторых других системах 501
17 Использование молекулярно-ситовых свойств цеолитов
Очистка изопентана от примеси я-пентана 503
Снижение токсичности выбросов автомобилей 505
Бензины прямой перегонки нефти 506
Бензины термической и каталитической переработки нефтепродуктов 509
Комбинированный процесс изомеризации и денормализации углеводородных фракций 513
Получение высокооктановых бензинов 519
Депарафинизация в движущемся слое цеолитов Депарафинизация бензинов с применением диоксида углерода в качестве десорбента 521
Выделение нормальных олефинов из смеси с другими углеводородами 521
Извлечение нормальных парафинов из керосино-лигроиновых фракций 523
Общая характеристика процесса 523
Процессы в паровой фазе 530
Процессы в жидкой фазе 545
Очистка аргона от кислорода 550
18 Применение адсорбентов для кондиционирования и хранения пищевой продукции
Улучшение вкусовых качеств водки, коньяка, вин 551
Осветление пива и фруктовых соков 555
Очистка сахарных сиропов 557
Регулирование состава газовых сред при хранении сельскохозяйственной продукции 559
Литература к разделу «Теоретические основы адсорбционной техники» 567
Литература к разделу «Аппаратурно-техно-логическое оформление адсорбционных процессов» 572
Заключение редактора 583
Предметный указатель 586
