专利名称：一种石油产品精制用活性炭的制备方法
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、石油浙青等。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， 煤焦油和浙青为粘合剂，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公开了以石油浙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7克，孔容0. 45 0. 8厘米7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7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7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。粘结剂是煤浙青、石油浙青或其氧化物、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勻，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勻，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勻。上述的加入造孔剂的过程中可以先加入占总重量0. 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. 5%的水。所述的炭化工序，以5°C 10°C /分钟的速度升温，炭化温度控制在450°C 600°C，炭化时间3 9小时。所述的活化工序，以10°C 20°C /分钟的速度升温，活化温度为750°C 1000°C， 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7 克，孔容0. 6 1. 1厘米7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。
具体实施例方式实施例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。粘结剂是氧化浙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°C /分钟的速度升温，炭化温度控制在500°C，炭化 7小时。然后进入活化工序，以15°C/分钟的速度升温，炭化温度控制在950°C，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7克，孔容0.63厘米7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。粘结剂是煤浙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°C /分钟的速度升温，炭化温度控制在480°C，炭 化6小时。然后进入活化工序，以10°C /分钟的速度升温，炭化温度控制在900°C，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7克，孔容0.90厘米7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目粉末后再混合均勻，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。粘结剂是石油浙青、煤浙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°C /分钟的速度升温，炭化温度控制在500°C，炭 化 小时。然后进入活化工序，以15°C /分钟的速度升温，炭化温度控制在950°C，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7克，孔容0. 61厘米7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。
权利要求
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。
全文摘要
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。
文档编号C01B31/08GK101837974SQ20091008032
公开日2010年9月22日 申请日期2009年3月18日 优先权日2009年3月18日
发明者全瀛寰, 刘成林, 徐文清, 牛豫, 谭振明, 赵刚 申请人:中国石油天然气股份有限公司