CN101837974B - 一种石油产品精制用活性炭的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种石油产品精制用活性炭的制备方法；由石油焦、煤、造孔剂和粘结剂为原料按重量比石油焦30～80％；煤10～60％；造孔剂0.1～30％；粘结剂9.9～30％；造孔剂是减压渣油、焦化渣油、乙烯裂解渣油、加氢裂解渣油或它们的混合物；将石油焦和煤混合均匀，再粉碎至100～200目；加入造孔剂搅拌至混合均匀，加入粘结剂进行搅拌混合、捏和；炭化温度控制在450～600℃；活化温度为750℃～1000℃，通入水蒸气按每公斤活化料通入1-2公斤/小时的水蒸气；活性炭具有灰分低，强度高、吸附性能优良等特点，可用于石油产品的精制、水处理等。
Description
技术领域
本发明涉及一种由石油焦和煤为原料制备活性炭的方法，特别是用于石油产品精制用的性炭的制备方法。
背景技术
活性炭是工业生产和日常生活中广泛应用的吸附剂。制备活性炭的原料一般为煤质原料、木质原料和石油焦、石油沥青等。制备活性炭的木质原料相对缺乏，价格高。煤是广泛采用的一种制备活性炭的原料。中国专利CN87100558A公开了以精选无烟煤为原料，煤焦油和沥青为粘合剂，经成型、炭化，活化工序制备颗粒活性炭的方法。该专利对煤原料要求高(灰分＜5.5％)，制备的活性炭强度约80％、碘吸附值约900毫克/克。中国专利CN1272454A公开了以煤为原料，在磨粉、成型过程中或炭化后，采用机械混合或浸渍的方法加入有2～6种过渡金属和贵金属化合物组成的催化剂，用化学活化的方法制备活性炭，该专利制备的颗粒活性炭强度约90％、碘吸附值1000～1250毫克/克、亚甲蓝吸附值260～350毫克/克、四氯化碳吸附率80～120％。但是煤的灰分和杂质过高，不易获得低灰分，高强度，耐腐蚀的优质活性炭。
石油焦作为活性炭原料，在来源及理化性质方面均具有许多优点。除硫含量较高外，它具有灰分低、挥发分低、固定碳含量高的特点，制备的活性炭收率高，杂质少，灰分低。中国专利CN11189453A公开了以石油沥青制成的石油焦为原料，加入碳质孔结构调变剂和粘结剂制成活性炭的方法。该专利制备的活性炭比表面积500～1200米3/克，孔容0.45～0.8厘米3/克，强度为85～98％，灰分小于5％。中国专利CN1406866A公开了以石油焦为原料，在碱性介质的作用下，通过化学活化的方法制成BET比表面积大于3000米3/克的活性炭。但是石油焦结构致密，结晶度高，石墨化程度高，活化反应时的均一性高，不易于造孔，是制备活性炭不利的因素。
以石油焦和煤两者混合作为原料，加入煤焦油等粘合剂，采用物理活化工艺可以制得碘吸附值800～900毫克/克、亚甲蓝吸附值90～110毫克/克、灰分＜10％的活性炭。美国专利US4082694公开了以石油焦和煤为原料，采用氢氧化钾为活化剂，先预煅烧处理再升温活化，制成BET比表面积大于3000米3/克的活性炭。
上述的活性炭制备方法中，无论是以石油焦或煤或两者的混合物为原料，采用物理活化的方法制得的活性炭吸附性能不高。如提高活性炭吸附则需要采用化学活化法。化学活化法均使用活化剂，既成本高又易造成污染。
发明内容：
本发明的目的是以石油焦和煤为原料，加入适量的造孔剂和粘结剂，经搅拌捏和、成型、炭化、水蒸气物理活化等工序制成可以制得灰分低，强度高、吸附性能优良的活性炭。
本发明的技术特征在于：该活性炭由石油焦、煤、造孔剂和粘结剂所组成，各组分的重量含量如下：
石油焦：30％～80％；
煤：10％～60％；
造孔剂：0.1％～30％
粘结剂：9.9～30％
上述的石油焦是炼油厂延迟焦化装置生产的石油焦，其指标要求为：灰分＜1％，挥发分＜10％。煤为挥发分＜10％的无烟煤。所用的造孔剂是减压渣油、焦化渣油、乙烯裂解渣油、加氢裂解渣油以及它们的混合物。粘结剂是煤沥青、石油沥青或其氧化物、催化裂化油浆以及它们的混合物。
本发明中石油产品精制用活性炭的制备方法如下：
(1)按比例将石油焦和煤混合均匀，再粉碎至100～200目；也可以先分别将石油焦和煤粉碎至100～200目，再将两者混合。
(2)按比例先加入造孔剂搅拌至混合均匀，再加入粘结剂进行搅拌混合、捏和；
(3)经成型机成型、晾干后进炭化炉炭化，再进活化炉活化。
上述的石油焦和煤先混合，再粉碎，可以使两者充分混合均匀。
上述的加入造孔剂的过程中可以先加入占总重量0.1％～5％的稀释剂，将造孔剂溶解后再加入。稀释剂可以是溶剂油或柴油。在加入粘合剂后进行搅拌混合和捏和过程中，可以加入占总重量0.1％～5％的水。
所述的炭化工序，以5℃～10℃/分钟的速度升温，炭化温度控制在450℃～600℃，炭化时间3～9小时。
所述的活化工序，以10℃～20℃/分钟的速度升温，活化温度为750℃～1000℃，通入水蒸气活化。水蒸气的量的控制方法是按每公斤活化料通入1-2公斤/小时的水蒸气。活化时间4～8小时。
本发明的有益效果是，与已有技术相比具有以下特点：
(1)以本发明方法制备的活性炭具有的特性如下：BET比表面积1000～1500米3/克，孔容0.6～1.1厘米3/克，灰分4～10％，强度90～98％、碘吸附值1000～1200毫克/克、亚甲蓝吸附值200～300毫克/克、四氯化碳吸附率60～80％。
(2)在充分混合的石油焦和煤的粉末中加入稀释后的造孔剂，可以使造孔剂吸附在粉末表面。经过炭化工序后，造孔剂在石油焦和煤的粉末的表面形成了网状结构的膜。调节造孔剂的品种和加入量可以改变膜的结构。
在活化工序中，由于网状结构膜的存在，活化过程的汽化反应得到控制，有利于活性炭活化造孔，得到目的产物。
(3)本发明采用物理活化的方法，得到了灰分低，强度高、吸附性能优良的活性炭，工艺简便、成本低、污染小。
具体实施方式
实施例1：
将占总重量60％石油焦与20％煤混合后破碎为100～200目粉末，加入5％的造孔剂搅拌混合。造孔剂由减压渣油、乙烯裂解渣油、加氢裂解渣油按重量1∶1∶1的比例混合而成，加入柴油稀释。
然后加入15％的粘结剂和占总重量5％的水，搅拌混合、捏和、成型，制成直径3毫米的条形，再进行晾晒。粘结剂是氧化沥青和催化裂化油浆按2∶1的比例混合而成。
成型料进炭化工序，炭化炉以8℃/分钟的速度升温，炭化温度控制在500℃，炭化7小时。然后进入活化工序，以15℃/分钟的速度升温，炭化温度控制在950℃，活化5小时。活化介质是水蒸气。
采用上述方法得到的活性炭产品性能如下：
BET比表面积1088米3/克，孔容0.63厘米3/克，灰分4.09％，强度95.5％、碘吸附值1002毫克/克、亚甲蓝吸附值216毫克/克、四氯化碳吸附率61.5％。
该活性炭产品可用于液态烃的精制。
实施例2：
将占总重量30％石油焦与50％煤混合后破碎为100～200目粉末，加入10％的造孔剂搅拌混合。造孔剂由减压渣油、乙烯裂解渣油、加氢裂解渣油按重量1∶1∶1的比例混合而成，加入柴油稀释。
然后加入10％的粘结剂和占总重量5％的水，搅拌混合、捏和、成型，制成直径3毫米的条形，再进行晾晒。粘结剂是煤沥青和催化裂化油浆按2∶1的比例混合而成。
成型料进炭化工序，炭化炉以10℃/分钟的速度升温，炭化温度控制在480℃，炭化6小时。然后进入活化工序，以10℃/分钟的速度升温，炭化温度控制在900℃，活化6小时。活化介质是水蒸气。
采用上述方法得到的活性炭产品性能如下：
BET比表面积1300米3/克，孔容0.90厘米3/克，灰分9.16％，强度95.8％、碘吸附值1080毫克/克、亚甲蓝吸附值263毫克/克、四氯化碳吸附率69.5％。
该活性炭产品可用于液态烃的精制。
实施例3：
将占总重量40％石油焦与40％煤破碎为100～200目粉末后再混合均匀，加入5％的造孔剂搅拌混合。造孔剂由减压渣油、焦化渣油、加氢裂解渣油按重量1∶1∶1的比例混合而成，加入柴油稀释。
然后加入15％的粘结剂和占总重量5％的水，搅拌混合、捏和、成型，制成直径3毫米的条形，再进行晾晒。粘结剂是石油沥青、煤沥青和催化裂化油浆按1∶1∶1的比例混合而成。
成型料进炭化工序，炭化炉以10℃/分钟的速度升温，炭化温度控制在500℃，炭化7小时。然后进入活化工序，以15℃/分钟的速度升温，炭化温度控制在950℃，活化5小时。活化介质是水蒸气。
采用上述方法得到的活性炭产品性能如下：
BET比表面积1026米3/克，孔容0.61厘米3/克，灰分8.09％，强度95.2％、碘吸附值1001毫克/克、亚甲蓝吸附值201毫克/克、四氯化碳吸附率60.5％。
该活性炭产品可用于液态烃的精制和含油污水的处理。
Claims (1)
1.一种石油产品精制用活性炭的制备方法，其特征在于：由石油焦、煤、造孔剂和粘结剂为原料各组分的重量含量如下：
石油焦：30～80％；
煤：10～60％；
造孔剂：0.1～30％
粘结剂：9.9～30％；
石油焦的灰分＜1％，挥发分＜10％；
煤为挥发分＜10％的无烟煤；
造孔剂是减压渣油、焦化渣油、乙烯裂解渣油、加氢裂解渣油或它们的混合物；
粘结剂是煤沥青、煤沥青氧化物、石油沥青、石油沥青氧化物、催化裂化油浆或它们的混合物；
(1)按比例将石油焦和煤混合均匀，再粉碎至100～200目；
(2)按比例加入造孔剂搅拌至混合均匀，再加入粘结剂进行搅拌混合、捏合；
(3)经成型机成型、晾干后进炭化炉炭化，炭化温度控制在450～600℃，炭化时间3～9小时；再进活化炉活化，活化温度为750～1000℃，通入水蒸气活化，水蒸气按每公斤活化料通入1-2公斤/小时的水蒸气，活化时间4～8小时；
上述加入造孔剂的过程是先加入占总重量0.1～5％的稀释剂，将造孔剂溶解后再加入；在加入粘结剂后进行搅拌混合和捏合过程中，加入占总重量0.1～5％的水。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant |