Зміст

Вступ………………………………………………………………………………3

1. Поняття про адсорбцію…………………………………………………………..4

1.1. Фізична та хімічна адсорбція……………………………………………...4

1.2. Моно- та полімолекулярна адсорбція…………………………………….6

2. Класифікація пористих сорбентів……………………………………………...7

2.1. Робоча адсорбційна ємність сорбентів……………………………………8

3. Полімерні синтетичні адсорбенти. ……………………………………………..9

4. Мінеральні сорбенти…………………………………………………………….10

5. Сорбуючі матеріали на силікатній основі……………………………………...13

6. Регенерація адсорбентів…………………………………………........................16

Висновок…………………………………………………………………………….18

Список використаної літератури…..........................................................................19

Вступ

Практика видобування нафти та газу, а також іноземні та вітчизняні літературні джерела вказують на існуючу у нафтогазовидобувній промисловості проблему якісного нормованого очищення нафтопромислової води від нафти та нафтопродуктів, яка використовується в процесі розробки нафтового родовища.

Серед існуючих методів цього очищення від нафти та нафтопродуктів найбільш перспективними є сорбційні методи. Як сорбенти для очищення стічних вод від нафтопродуктів застосовують найрізноманітніші природні та синтетичні матеріали на неорганічній основі, полімерні матеріали, вуглецеві сорбенти, відходи виробництва, торф, газобетон, асфальтобетонну суміш, слюдоподібний матеріал "сіпласт" з вмістом SiO2 до 90 %, гідролізний висушений лігнін, базальти, зернові відходи проса, пшениці та рису, висушені стержні початків кукурудзи. Однак характер впливу вказаних сорбентів і мета їх використання мають суттєві відмінності та не завжди відповідають необхідним вимогам згідно нормативних документів.

Останнім часом інтенсивно ведуться пошуки та розробка дешевих і екологічно чистих сорбентів для очищення від нафтових забруднень ґрунту і поверхні води, а також стічних вод нафтогазовидобувної та переробної промисловості.

Відсутність публікацій про дослідження сорбційних властивостей для використання в цих галузях промисловості порошкових і волокнистих матеріалів, модифікованих і не модифікованих форм, які отримують з відходів гірничо-збагачувального та металургійного виробництв, вказує на значну перспективність використання цих матеріалів в якості дешевих високоефективних сорбентів для очищення від нафти будь-якої поверхні та об’єму води, промислових стоків, підтоварної, пластової та стічної вод, ґрунту при освоєнні та експлуатації нафтових родовищ.

1. Поняття про адсорбцію.

Адсорбцією називається концентрування газоподібної або розчиненої речовини на поверхні розділу фаз. Газ або розчинену речовину прийнято називати в цьому випадку адсорбтивом, а рідина або тверде тіло, що адсорбувало їх, — адсорбентом

Установки, в яких здійснюють адсорбцію, називаються адсорберами. Існують адсорбери періодичної та безперервної дії.

В адсорберах періодичної дії газова сумів, з якої повинні бути витягнуті деякі компоненти, надходить через патрубок 1 в адсорбер, який про­ходить через шар пористого адсорбенту 2, розташованого на горизонталь­ній решітці 3, і видаляється з апа­рата через патрубок 4.

Після насичення адсорбенту, яке визнача­ється початком проскакування компоненту, що по­глинається, прово­диться десорбція. Шар адсорбенту прогрівається паром, який надхо­дить через патрубок 5. При цьому з адсорбенту відганяються па­ри витягнутих речовин, які відводяться через патрубок 6 на конденсацію і наступну переробку. Потім адсорбент сушать гарячим паром і після охо­лодження повторюють цикл процесу.

Адсорбцію газів вугіллям спостерігав ще в XVIII ст. Шеєле. На явище адсорбції речовин з розчину вперше звернув увагу в 1785 р. російський академік Т. Е. Ловіц. Французький учений Соссюр в 1814 р. знайшов, що всі пористі тіла, тобто тіла з великою поверхнею, здатні адсорбувати гази і що при цьому зазвичай виділяється тепло. Соссюр зробив також дуже важливе спостереження, що адсорбція йде тим краще, чим легше зріджується газ. В кінці XIX ст. Гіббс розробив загальну термодинамічну теорію адсорбції. У XX ст. явище адсорбції детально досліджували Ленгмюр, Поляні, Брунауер, Де Бур.

1.1. Фізична та хімічна адсорбція.

Розрізняють фізичну, або ван-дер-ваальсову адсорбцію і хімічну адсорбцію, або хемосорбцію.

У першому випадку адсорбційні сили мають ту ж природу, що і міжмолекулярні, або ван-дер-ваальсові , сили. Фізична адсорбція завжди зворотна. При хімічній адсорбції адсорбційні сили мають хімічну природу. Хемосорбція зазвичай незворотна. П ри хімічній адсорбції молекули адсорбтива, пов'язані з адсорбентом міцними хімічними силами, й не можуть переміщуватися по поверхні останнього. На відміну від цього при фізичній адсорбції можуть мати місце як нелокалізована адсорбція, коли молекули адсорбтива здатні пересуватися по поверхні адсорбенту, так і локалізована адсорбція, коли молекули адсорбтива не можуть переміщатися по поверхні.

Локалізована фізична адсорбція пояснюється тим, що поверхня адсорбенту складається з різних атомів, іонів або молекул, які по різному взаємодіють з молекулами адсорбенту. Щоб молекули адсорбтива могли пересуватися по поверхні адсорбенту, очевидно, вони повинні долати певні потенційні бар'єри. Проте дуже часто подолання таких бар'єрів, якщо вони достатньо великі, неможливе. Зрозуміло, що з підвищенням температури локалізована фізична адсорбція може переходити в нелокалізовану унаслідок зростання кінетичної енергії молекул і їх здатності долати потенційний бар'єр.

Фізична адсорбція протікає мимоволі. Адсорбтив прагне зайняти всю поверхню адсорбенту, але цьому перешкоджає процес зворотньої адсорбції — десорбція, викликана, як і дифузія, прагненням до рівномірного розподілу речовини унаслідок теплового руху. Для кожної концентрації адсорбтива в навколишньому середовищу існує стан адсорбційної рівноваги, аналогічний рівновазі між конденсацією і випаровуванням. Зрозуміло, що чим вище концентрація адсорбтива, тим більше адсорбція. Також ясно, що чим вище температура, тим менше фізична адсорбція.

Для кожної температури також існує свій стан рівноваги. Вплив температури на фізичну адсорбцію цілком узгоджується з принципом Ле Шателье — Брауна, оскільки десорбція як процес, зворотний адсорбції, супроводжується поглинанням тепла.