專利名稱：一種石油產(chǎn)品精制用活性炭的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種由石油焦和煤為原料制備活性炭的方法，特別是用于石油產(chǎn)品精 制用的性炭的制備方法。
背景技術(shù)：
活性炭是工業(yè)生產(chǎn)和日常生活中廣泛應(yīng)用的吸附劑。制備活性炭的原料一般為煤 質(zhì)原料、木質(zhì)原料和石油焦、石油浙青等。制備活性炭的木質(zhì)原料相對(duì)缺乏，價(jià)格高。煤是 廣泛采用的一種制備活性炭的原料。中國(guó)專利CN87100558A公開了以精選無(wú)煙煤為原料， 煤焦油和浙青為粘合劑，經(jīng)成型、炭化，活化工序制備顆?；钚蕴康姆椒āＴ搶＠麑?duì)煤原料 要求高(灰分< 5. 5% )，制備的活性炭強(qiáng)度約80%、碘吸附值約900毫克/克。中國(guó)專利 CN1272454A公開了以煤為原料，在磨粉、成型過程中或炭化后，采用機(jī)械混合或浸漬的方法 加入有2 6種過渡金屬和貴金屬化合物組成的催化劑，用化學(xué)活化的方法制備活性炭，該 專利制備的顆?；钚蕴繌?qiáng)度約90%、碘吸附值1000 1250毫克/克、亞甲藍(lán)吸附值260 350毫克/克、四氯化碳吸附率80 120%。但是煤的灰分和雜質(zhì)過高，不易獲得低灰分， 高強(qiáng)度，耐腐蝕的優(yōu)質(zhì)活性炭。石油焦作為活性炭原料，在來源及理化性質(zhì)方面均具有許多優(yōu)點(diǎn)。除硫含量較高 外，它具有灰分低、揮發(fā)分低、固定碳含量高的特點(diǎn)，制備的活性炭收率高，雜質(zhì)少，灰分低。 中國(guó)專利CN11189453A公開了以石油浙青制成的石油焦為原料，加入碳質(zhì)孔結(jié)構(gòu)調(diào)變劑和 粘結(jié)劑制成活性炭的方法。該專利制備的活性炭比表面積500 1200米7克，孔容0. 45 0. 8厘米7克，強(qiáng)度為85 98 %，灰分小于5%。中國(guó)專利CN1406866A公開了以石油焦 為原料，在堿性介質(zhì)的作用下，通過化學(xué)活化的方法制成BET比表面積大于3000米7克的 活性炭。但是石油焦結(jié)構(gòu)致密，結(jié)晶度高，石墨化程度高，活化反應(yīng)時(shí)的均一性高，不易于造 孔，是制備活性炭不利的因素。以石油焦和煤兩者混合作為原料，加入煤焦油等粘合劑，采用物理活化工藝可以 制得碘吸附值800 900毫克/克、亞甲藍(lán)吸附值90 110毫克/克、灰分< 10%的活性 炭。美國(guó)專利US4082694公開了以石油焦和煤為原料，采用氫氧化鉀為活化劑，先預(yù)煅燒處 理再升溫活化，制成BET比表面積大于3000米7克的活性炭。上述的活性炭制備方法中，無(wú)論是以石油焦或煤或兩者的混合物為原料，采用物 理活化的方法制得的活性炭吸附性能不高。如提高活性炭吸附則需要采用化學(xué)活化法?；?學(xué)活化法均使用活化劑，既成本高又易造成污染。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是以石油焦和煤為原料，加入適量的造孔劑和粘結(jié)劑，經(jīng)攪拌捏和、 成型、炭化、水蒸氣物理活化等工序制成可以制得灰分低，強(qiáng)度高、吸附性能優(yōu)良的活性炭。本發(fā)明的技術(shù)特征在于該活性炭由石油焦、煤、造孔劑和粘結(jié)劑所組成，各組分 的重量含量如下
石油焦30% 80%;煤10% 60%;造孔劑0.1% 30%粘結(jié)劑9·9 30%上述的石油焦是煉油廠延遲焦化裝置生產(chǎn)的石油焦，其指標(biāo)要求為灰分< 1%， 揮發(fā)分<10%。煤為揮發(fā)分< 10%的無(wú)煙煤。所用的造孔劑是減壓渣油、焦化渣油、乙烯 裂解渣油、加氫裂解渣油以及它們的混合物。粘結(jié)劑是煤浙青、石油浙青或其氧化物、催化 裂化油漿以及它們的混合物。本發(fā)明中石油產(chǎn)品精制用活性炭的制備方法如下(1)按比例將石油焦和煤混合均勻，再粉碎至100 200目；也可以先分別將石油 焦和煤粉碎至100 200目，再將兩者混合。(2)按比例先加入造孔劑攪拌至混合均勻，再加入粘結(jié)劑進(jìn)行攪拌混合、捏和；(3)經(jīng)成型機(jī)成型、晾干后進(jìn)炭化爐炭化，再進(jìn)活化爐活化。上述的石油焦和煤先混合，再粉碎，可以使兩者充分混合均勻。上述的加入造孔劑的過程中可以先加入占總重量0. 5%的稀釋劑，將造孔 劑溶解后再加入。稀釋劑可以是溶劑油或柴油。在加入粘合劑后進(jìn)行攪拌混合和捏和過程 中，可以加入占總重量0. 5%的水。所述的炭化工序，以5°C 10°C /分鐘的速度升溫，炭化溫度控制在450°C 600°C，炭化時(shí)間3 9小時(shí)。所述的活化工序，以10°C 20°C /分鐘的速度升溫，活化溫度為750°C 1000°C， 通入水蒸氣活化。水蒸氣的量的控制方法是按每公斤活化料通入1-2公斤/小時(shí)的水蒸氣。 活化時(shí)間4 8小時(shí)。本發(fā)明的有益效果是，與已有技術(shù)相比具有以下特點(diǎn)(1)以本發(fā)明方法制備的活性炭具有的特性如下BET比表面積1000 1500米7 克，孔容0. 6 1. 1厘米7克，灰分4 10%，強(qiáng)度90 98%、碘吸附值1000 1200毫 克/克、亞甲藍(lán)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釋后的造孔劑，可以使造孔劑吸附 在粉末表面。經(jīng)過炭化工序后，造孔劑在石油焦和煤的粉末的表面形成了網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的膜。調(diào) 節(jié)造孔劑的品種和加入量可以改變膜的結(jié)構(gòu)。在活化工序中，由于網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)膜的存在，活化過程的汽化反應(yīng)得到控制，有利于活 性炭活化造孔，得到目的產(chǎn)物。(3)本發(fā)明采用物理活化的方法，得到了灰分低，強(qiáng)度高、吸附性能優(yōu)良的活性炭， 工藝簡(jiǎn)便、成本低、污染小。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1 將占總重量60%石油焦與20%煤混合后破碎為100 200目粉末，加入5%的造孔劑攪拌混合。造孔劑由減壓渣油、乙烯裂解渣油、加氫裂解渣油按重量1 1 1的比例 混合而成，加入柴油稀釋。
然后加入15%的粘結(jié)劑和占總重量5 %的水，攪拌混合、捏和、成型，制成直徑3毫米的條形，再進(jìn)行晾曬。粘結(jié)劑是氧化浙青和催化裂化油漿按2 1的比例混合而成。成型料進(jìn)炭化工序，炭化爐以8°C /分鐘的速度升溫，炭化溫度控制在500°C，炭化 7小時(shí)。然后進(jìn)入活化工序，以15°C/分鐘的速度升溫，炭化溫度控制在950°C，活化5小 時(shí)。活化介質(zhì)是水蒸氣。采用上述方法得到的活性炭產(chǎn)品性能如下BET比表面積1088米7克，孔容0.63厘米7克，灰分4. 09%，強(qiáng)度95. 5%、碘吸 附值1002毫克/克、亞甲藍(lán)吸附值216毫克/克、四氯化碳吸附率61.5%。該活性炭產(chǎn)品可用于液態(tài)烴的精制。實(shí)施例2 將占總重量30%石油焦與50%煤混合后破碎為100 200目粉末，加入10%的造 孔劑攪拌混合。造孔劑由減壓渣油、乙烯裂解渣油、加氫裂解渣油按重量1 1 1的比例 混合而成，加入柴油稀釋。然后加入10%的粘結(jié)劑和占總重量5 %的水，攪拌混合、捏和、成型，制成直徑3毫 米的條形，再進(jìn)行晾曬。粘結(jié)劑是煤浙青和催化裂化油漿按2 1的比例混合而成。成型料進(jìn)炭化工序，炭化爐以10°C /分鐘的速度升溫，炭化溫度控制在480°C，炭 化6小時(shí)。然后進(jìn)入活化工序，以10°C /分鐘的速度升溫，炭化溫度控制在900°C，活化6 小時(shí)?；罨橘|(zhì)是水蒸氣。采用上述方法得到的活性炭產(chǎn)品性能如下BET比表面積1300米7克，孔容0.90厘米7克，灰分9. 16%，強(qiáng)度95. 8%、碘吸 附值1080毫克/克、亞甲藍(lán)吸附值263毫克/克、四氯化碳吸附率69. 5%。該活性炭產(chǎn)品可用于液態(tài)烴的精制。實(shí)施例3 將占總重量40%石油焦與40%煤破碎為100 200目粉末后再混合均勻，加入 5%的造孔劑攪拌混合。造孔劑由減壓渣油、焦化渣油、加氫裂解渣油按重量1 1 1的 比例混合而成，加入柴油稀釋。然后加入15%的粘結(jié)劑和占總重量5 %的水，攪拌混合、捏和、成型，制成直徑3毫 米的條形，再進(jìn)行晾曬。粘結(jié)劑是石油浙青、煤浙青和催化裂化油漿按1 1 1的比例混 合而成。成型料進(jìn)炭化工序，炭化爐以10°C /分鐘的速度升溫，炭化溫度控制在500°C，炭 化 小時(shí)。然后進(jìn)入活化工序，以15°C /分鐘的速度升溫，炭化溫度控制在950°C，活化5 小時(shí)?；罨橘|(zhì)是水蒸氣。采用上述方法得到的活性炭產(chǎn)品性能如下BET比表面積1026米7克，孔容0. 61厘米7克，灰分8. 09%，強(qiáng)度95. 2%、碘吸 附值1001毫克/克、亞甲藍(lán)吸附值201毫克/克、四氯化碳吸附率60. 5%。該活性炭產(chǎn)品可用于液態(tài)烴的精制和含油污水的處理。
權(quán)利要求
一種石油產(chǎn)品精制用活性炭的制備方法，其特征在于由石油焦、煤、造孔劑和粘結(jié)劑為原料各組分的重量含量如下石油焦30～80％；煤10～60％；造孔劑0.1～30％粘結(jié)劑9.9～30％；石油焦的灰分＜1％，揮發(fā)分＜10％；煤為揮發(fā)分＜10％的無(wú)煙煤；造孔劑是減壓渣油、焦化渣油、乙烯裂解渣油、加氫裂解渣油或它們的混合物；粘結(jié)劑是煤瀝青、煤瀝青氧化物、石油瀝青、石油瀝青氧化物、催化裂化油漿或它們的混合物；(1)按比例將石油焦和煤混合均勻，再粉碎至100～200目；(2)按比例加入造孔劑攪拌至混合均勻，再加入粘結(jié)劑進(jìn)行攪拌混合、捏合；(3)經(jīng)成型機(jī)成型、晾干后進(jìn)炭化爐炭化，炭化溫度控制在450～600℃，炭化時(shí)間3～9小時(shí)；再進(jìn)活化爐活化，活化溫度為750～1000℃，通入水蒸氣活化，水蒸氣按每公斤活化料通入1-2公斤/小時(shí)的水蒸氣，活化時(shí)間4～8小時(shí)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種石油產(chǎn)品精制用活性炭的制備方法；由石油焦、煤、造孔劑和粘結(jié)劑為原料按重量比石油焦30～80％；煤10～60％；造孔劑0.1～30％；粘結(jié)劑9.9～30％；造孔劑是減壓渣油、焦化渣油、乙烯裂解渣油、加氫裂解渣油或它們的混合物；將石油焦和煤混合均勻，再粉碎至100～200目；加入造孔劑攪拌至混合均勻，加入粘結(jié)劑進(jìn)行攪拌混合、捏和；炭化溫度控制在450～600℃；活化溫度為750℃～1000℃，通入水蒸氣按每公斤活化料通入1-2公斤/小時(shí)的水蒸氣；活性炭具有灰分低，強(qiáng)度高、吸附性能優(yōu)良等特點(diǎn)，可用于石油產(chǎn)品的精制、水處理等。
文檔編號(hào)C01B31/08GK101837974SQ20091008032
公開日2010年9月22日 申請(qǐng)日期2009年3月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月18日
發(fā)明者全瀛寰, 劉成林, 徐文清, 牛豫, 譚振明, 趙剛 申請(qǐng)人:中國(guó)石油天然氣股份有限公司