一种中毒失效制氮碳分子筛活化再生利用方法与流程

文档序号:11257009阅读:516来源:国知局

本发明涉及一种碳分子筛活化再生利用方法,特别是一种中毒失效制氮碳分子筛活化再生利用方法。



背景技术:

制氮碳分子筛用于分离空气富集氮气,采用常温低压制氮工艺,比传统的深冷高压制氮工艺具有投资费用少,产氮速度快、氮气成本低等优点。因此,它是目前工程界首选的变压吸附(简称p.s.a)空分富氮吸附剂,这种氮气在化学工业、石油天然气工业、电子工业、食品工业、煤炭工业、医药工业、电缆行业、金属热处理、运输及储存等方面广泛应用。



技术实现要素:

本发明的目的在于,提供一种中毒失效制氮碳分子筛活化再生利用方法,通过活化再生的生产工艺使“中毒”较深的碳分子筛实现回收利用,得到质量较好的碳分子筛,实现工业固废的循环再生利用。

本发明的技术方案:一种中毒失效制氮碳分子筛活化再生利用方法,其特征在于,包括以下步骤:

(1)筛选、清洗:将中毒碳分子筛经15-30目的网筛筛选,再将筛选得到的碳分子筛用水冲洗2-3次,去除杂质;

(2)碳化:将清洗完的碳分子筛置于炉胆中,升温至700-1000℃进行碳化;

(3)混合气体活化:高温碳化后,往炉胆中通入co2、co混合气体,对炭化的碳分子筛进行活化,炉内温度为750-850℃;

(4)碳沉积:将经活化后的碳分子筛置于转炉炉胆内,转炉温度为800-900℃,在氮气保护下通入堵孔剂,保持炉温在300-500℃下吸附堵孔剂,然后在800-900℃下使吸附在碳材料上的堵孔剂裂解,从而将热解碳沉积在碳材料上,对碳分子筛进行孔径调整;

(5)成品:制得活化再生制氮碳分子筛后,进行筛选包装。

前述的一种中毒失效制氮碳分子筛活化再生利用方法,所述步骤(2)中,碳化是在惰性环境下进行。

前述的一种中毒失效制氮碳分子筛活化再生利用方法,所述惰性环境是指在氮气的环境下。

前述的一种中毒失效制氮碳分子筛活化再生利用方法,所述步骤(3)中,co2比例为85%-90%,co比例为10%-15%。

前述的一种中毒失效制氮碳分子筛活化再生利用方法,所述步骤(3)中,炉内温度为750℃。

前述的一种中毒失效制氮碳分子筛活化再生利用方法,所述步骤(4)中,堵孔剂是苯、甲苯或二甲苯。

前述的一种中毒失效制氮碳分子筛活化再生利用方法,所述步骤(4)中,经过碳沉积后的碳分子筛微孔孔径可达到0.28-0.3nm。

与现有技术相比,本发明采用碳沉积方法对活化后的碳分子筛进行孔径调整,通过添加堵孔剂(苯或甲苯或二甲苯),在高温裂解条件下,使热解碳沉积在大孔的入口处,从而缩小大孔孔径,使产品孔径均一化,达到活化再生的目的。

由于在制氮过程中碳分子筛微孔中吸附的h2o分子和覆盖碳分子筛表面的油污以及其他化学污染,导致制氮碳分子筛“中毒”,而且“中毒”的原因和程度一般都较深,简单的活化处理时无法做到完全活化再生。该种情况需经过前期洁净处理后,通过高温炭化、气体活化处理后,才能确保残留于碳分子筛微孔中处于吸附状态的高沸点成份被加热而分解,一部分低分子气化而解吸,残余的部分成为碳。

经上述碳化、活化处理后,使孔径扩大到所需范围。但在实际生产中,经过碳化、活化后所得的碳分子筛孔径还不均匀,大孔较多,大孔孔径一般在0.5-0.55nm左右,其分离空气的能力不强。本发明引入碳沉积的方法,通过添加微孔调整剂(苯或甲苯或二甲苯),在高温裂解条件下,使热解碳沉积在大孔的入口处,从而缩小大孔孔径,使产品孔径均一化,达到活化再生的目的,可以使深度中毒的制氮碳分子筛回收利用。

具体实施方式

下面实施例对本发明作进一步的说明,但并不作为对本发明限制的依据。

实施例1:一种中毒失效制氮碳分子筛活化再生利用方法,其特征在于,包括以下步骤:

(1)筛选、清洗:将中毒碳分子筛经30目的网筛筛选,再将筛选得到的碳分子筛用水冲洗3次,去除杂质。

(2)碳化:将清洗完的碳分子筛置于炉胆中,在氮气保护下升温至700℃进行炭化,采用该步骤使微孔内阻塞的杂质炭化,分子筛微孔重新打开,达到活化再生效果。

(3)混合气体活化:高温碳化后,往炉胆中通入co2、co混合气体,其中co2比例为85%,co比例为15%,对碳化的碳分子筛进行活化,炉内温度为750℃。

(4)碳沉积:将经活化后的碳分子筛置于转炉炉胆内,转炉温度为800℃,在氮气保护下通入二甲苯,保持炉温在500℃下吸附二甲苯。然后在800℃下使吸附在碳材料上的二甲苯裂解,从而将热解碳沉积在碳材料上,对碳分子筛进行孔径调整,经过碳沉积后的碳分子筛微孔孔径可达到0.28nm。

(5)成品:制得活化再生制氮碳分子筛后,进行筛选包装。

实施例2:一种中毒失效制氮碳分子筛活化再生利用方法,其特征在于,包括以下步骤:

(1)筛选、清洗:将中毒碳分子筛经15目的网筛筛选,再将筛选得到的碳分子筛用水冲洗3次,去除杂质。

(2)碳化:将清洗完的碳分子筛置于炉胆中,在氮气保护下升温至1000℃进行炭化,采用该步骤使微孔内阻塞的杂质炭化,分子筛微孔重新打开,达到活化再生效果。

(3)混合气体活化:高温碳化后,往炉胆中通入co2、co混合气体,其中co2比例为90%,co比例为10%,对碳化的碳分子筛进行活化,炉内温度为850℃。

(4)碳沉积:将经活化后的碳分子筛置于转炉炉胆内,转炉温度为900℃,在氮气保护下通入甲苯,保持炉温在500℃下吸附甲苯。然后在900℃下使吸附在碳材料上的甲苯裂解,从而将热解碳沉积在碳材料上,对碳分子筛进行孔径调整,经过碳沉积后的碳分子筛微孔孔径可达到0.28-0.nm。

(5)成品:制得活化再生制氮碳分子筛后,进行筛选包装。

实施例3:一种中毒失效制氮碳分子筛活化再生利用方法,其特征在于,包括以下步骤:

(1)筛选、清洗:将中毒碳分子筛经30目的网筛筛选,再将筛选得到的碳分子筛用水冲洗2次,去除杂质。

(2)碳化:将清洗完的碳分子筛置于炉胆中,在氮气保护下升温至700℃进行炭化,采用该步骤使微孔内阻塞的杂质炭化,分子筛微孔重新打开,达到活化再生效果。

(3)混合气体活化:高温碳化后,往炉胆中通入co2、co混合气体,其中co2比例为90%,co比例为10%,对碳化的碳分子筛进行活化,炉内温度为850℃。

(4)碳沉积:将经活化后的碳分子筛置于转炉炉胆内,转炉温度为800℃,在氮气保护下通入苯,保持炉温在300℃下吸附苯。然后在900℃下使吸附在碳材料上的苯裂解,从而将热解碳沉积在碳材料上,对碳分子筛进行孔径调整,经过碳沉积后的碳分子筛微孔孔径可达到0.3nm。

(5)成品:制得活化再生制氮碳分子筛后,进行筛选包装。

实施例4:一种中毒失效制氮碳分子筛活化再生利用方法,其特征在于,包括以下步骤:

(1)筛选、清洗:将中毒碳分子筛经25目的网筛筛选,再将筛选得到的碳分子筛用水冲洗3次,去除杂质。

(2)碳化:将清洗完的碳分子筛置于炉胆中,在氮气保护下升温至900℃进行炭化,采用该步骤使微孔内阻塞的杂质炭化,分子筛微孔重新打开,达到活化再生效果。

(3)混合气体活化:高温碳化后,往炉胆中通入co2、co混合气体,其中co2比例为88%,co比例为12%,对碳化的碳分子筛进行活化,炉内温度为800℃。

(4)碳沉积:将经活化后的碳分子筛置于转炉炉胆内,转炉温度为850℃,在氮气保护下通入二甲苯,保持炉温在400℃下吸附二甲苯。然后在900℃下使吸附在碳材料上的二甲苯裂解,从而将热解碳沉积在碳材料上,对碳分子筛进行孔径调整,经过碳沉积后的碳分子筛微孔孔径可达到0.29nm。

(5)成品:制得活化再生制氮碳分子筛后,进行筛选包装。

实施例5:一种中毒失效制氮碳分子筛活化再生利用方法,其特征在于,包括以下步骤:

(1)筛选、清洗:将中毒碳分子筛经20目的网筛筛选,再将筛选得到的碳分子筛用水冲洗3次,去除杂质。

(2)碳化:将清洗完的碳分子筛置于炉胆中,在氮气保护下升温至800℃进行炭化,采用该步骤使微孔内阻塞的杂质炭化,分子筛微孔重新打开,达到活化再生效果。

(3)混合气体活化:高温碳化后,往炉胆中通入co2、co混合气体,其中co2比例为90%,co比例为10%,对碳化的碳分子筛进行活化,炉内温度为820℃。

(4)碳沉积:将经活化后的碳分子筛置于转炉炉胆内,转炉温度为860℃,在氮气保护下通入甲苯,保持炉温在450℃下吸附甲苯。然后在850℃下使吸附在碳材料上的甲苯裂解,从而将热解碳沉积在碳材料上,对碳分子筛进行孔径调整,经过碳沉积后的碳分子筛微孔孔径可达到0.3nm。

(5)成品:制得活化再生制氮碳分子筛后,进行筛选包装。

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