СИЛИКАГЕЛЬ, Его получение, свойства и применение

ПРОМЫШЛЕННЫЕ МАРКИ СИЛИКАГЕЛЯ

В мировой промышленной практике широко распростра­нены две технологические схемы производства силикаге­ля, отличающиеся условиями застудневания золя (рН сре­ды) и грануляции студня. По первой схеме застудневание золя происходит в кислой среде в виде сплошной массы. Затем эту массу дробят, отмывают от солей и сушат. Так осу­ществляется производство кускового силикагеля. По вто­рой — получают короткоживущий золь при рН, близком к нейтральному. При пропускании его через слой масла гидрогель формируется в виде сферических частиц, которые подвергают дальнейшей обработке в зависимости от по­ставленной цели. Такие силикагели называют шарико­выми.

Регулирование пористой структуры шариковых силика­гелей подчиняется тем же закономерностям, что и кусковой.

Промышленность СССР выпускает два сорта силикаге­лей различной пористой структуры — мелкопористый и крупнопористый. Каждый сорт в зависимости от размера зерен имеет три марки. Мелкопористый — КСМ (крупно­зернистый силикагель мелкопористый), ШСМ (шихта силикагель мелкопористый) и МСМ (мелкозернистый сили­кагель мелкопористый). Крупнопористый — КСК (крупно­зернистый силикагель крупнопористый), ШСК (шихта силикагель крупнопористый) и МСК (мелкозернистый си­ликагель крупнопористый).

Кроме этих марок силикагелей выпускают шариковый мелкопористый силикагель с упрочняющей добавкой гли­нозема (до 10%). Такой силикагель меньше растрескива­ется при соприкосновении с водой.

В зависимости от размера шариков гранулированные силикагели также делятся на две марки — мелкопористые КСМ и ШСМ и крупнопористые — КСК и ШСК.

Выпускаются силикагели специального назначения — силикагель индикатор влажности (СИ) и силикагель для бытовых холодильников. Мелкопористый силикагель,

Пропитанный солями кобальта, может служить индикатором влажности в замкнутом пространстве. Для оценки относи­тельной влажности используется шкала цветности. По­следняя может быть применена также для наблюдения за степенью насыщения влагой окрашенного силикагеля во время его работы в качестве осушителя. В табл. 32 указаны требования, предъявленные к техническим маркам силикагелей (ГОСТ 3956—54 , 8994—59, ТУ 4267—54).

Производство ряда силикагелей аналогичной пористой структуры осуществляют и за рубежом («Силика Гель» фирмы «Давидсон» Кемикел Корпорейшин, США; «Супер­гель», «Кизельгель» завода Фарбзнфабрик ГДР и др.).

Наряду с промышленными марками силикагелей в СССР разработаны и выпускаются в полупромышленном масшта­бе семь марок силикагелей разной пористой структуры. К ним относятся:

Мелкопористые силикагели (МСМ6П, МСМ6С), пригод­ные для глубокой осушки реагентов. При осушке возду­ха с относительной влажностью 30—40% они превосходят промышленный силикагель МСМ на 30—40%. Силикагель МСМ-6 проверен в процессах глубокой осушки углеводоро­дов и обеспечивает обезвоживание газа до точки росы — (—67), (—70)° С. Являясь высокоэффективным осушителем, он выгодно отличается от цеолитов большей механической прочностью, относительно низкой температурой регенера­ции и меньшей стоимостью.

Среднепористые силикагели (КСС-3, КСС-4) имеют боль­шой объем пор и сравнительно высокую удельную поверх­ность. Благодаря этому они обладают более высокой, чем промышленный силикагель КСК, влагоемкостью и адсор­бционной активностью при низких относительных давлени­ях. КСС-3 и КСС-4 могут быть рекомендованы для глубокой осушки углеводородных газов в качестве адсорбентов пер­вой ступени, консервирования оборудования, хранящегося в среде с относительной влажностью выше 50%, регене­рации трансформаторных масел, разделения углеводоро­дов, как носители катализаторов.

Крупнопористые силикагели (КСК-2, КСК-2,5) пред­назначаются в основном для осушки реагентов с относи­тельно высокой влажностью. Они обладают на 40—50% большей влажностью, чем промышленный силикагель КСК. Наряду с повышенной влагоемкостью эти силикагели имеют и большую удельную поверхность, чем промышленный.

Крупнопористые силикагели получают химически бо­лее чистыми, они содержат меньше полуторных окислов железа и алюминия, а также окислов щелочноземельных и щелочных металлов. Чистота силикагелей имеет важное значение для применения их в ряде процессов, в частности,

Как носителей катализаторов и при осушке продуктов,, содержащих непредельные углеводороды.

Силикагель КСМ-5 имеет высокую удельную поверх­ность и значительный объем пор и может быть рекомендо­ван в качестве носителя некоторых катализаторов.

В табл. 33 дана структурная характеристика семи ма­рок силикагелей, выпускаемых в полупромышленных усло­виях (МРТУ 6—09—65).

В полупромышленных условиях изготовляется мак­ропористый силикагель с малой удельной поверхностью типа силохрома. Такой силикагель можно применять как. адсорбент и носитель неподвижных фаз в газовой хрома­тографии, в катализе, при адсорбции высокомолекулярных соединений и полимеров из растворов.