本发明涉及活性炭制备
技术领域：
，尤其涉及一种防止产物结块的石油焦制备高比表面积活性炭的方法。
背景技术：
：石油焦是石油化工行业利用焦化技术，对减压渣油、二次加工尾油等重质油，进行高温深度加工后留下的固体残渣，是石油炼制过程中的副产物，具有含碳量高、硫份高、含有重金属化合物的特点。石油焦的碳量一般在80％以上，热值也相当于煤炭的1.5倍。石油焦里面含有硫、氮和重金属等元素。硫含量比较高的石油焦，其二氧化硫排放量比较大，对环境产生一定负面的影响。而石油焦作为工业燃料时多为高硫低品质石油焦，其燃烧发电产生的大气污染物易对环境产生较大影响。如何环保处理石油焦，是当前面临的一个严峻的环境问题。使用石油焦制备活性炭是其中一种处理方式，但是由于石油焦是重质、高硫、高金属含量的原油炼化后的副产物，在制备活性炭的过程中，产物结块现象严重，对制备过程和最终产物带来负面影响。技术实现要素：有鉴于此，本发明要解决的技术问题是，如何提供一种防止产物结块的石油焦制备高比表面积活性炭的方法。为解决以上技术问题，本发明实施例提供一种防止产物结块的石油焦制备高比表面积活性炭的方法，包括以下步骤：步骤s1、将石油焦、苏打粉和去离子水按照质量比1：2～4：0.8～1的比例混合，浸泡10～15h，超声震荡0.5～1.5h，密闭容器中搅拌加热至120～150℃，然后进行固液分离脱硅，留取固体得到第一产物；步骤s2、向第一产物加入无机酸混合溶液，浸泡5～7h，密闭搅拌0.5～1.5h，然后进行固液分离，留取固体得到第二产物；其中，所述无机酸混合溶液为：稀盐酸50～80wt％，磷酸5～40wt％，次氯酸5～20wt％；步骤s3、将所述第二产物水洗至中性后，在95～105℃干燥得第三产物；步骤s4、在所述第三产物中加入koh和kno3，充分搅拌后得到第一混合物；其中，所述第三产物、koh、kno3质量比为1：1～2.5：0.5～1；步骤s5、将所述第一混合物在混合惰性气氛中分步加热，第一步升温到300～400℃，加热时间1～3h；第二步升温至400～600℃，加热时间1～3h，得到疏松多孔产物；其中，所述混合惰性气氛体积比率为：氩气35～80％，氮气20～65％，所述混合惰性气氛压强为0.09～0.12mpa；步骤s6、将所述疏松多孔产物进行水洗、烘干，研磨，得到高比表面积活性炭。优选的，本发明提供的防止产物结块的石油焦制备高比表面积活性炭的方法，步骤s5中，所述第一步升温的升温速率为5～15℃/min。优选的，本发明提供的防止产物结块的石油焦制备高比表面积活性炭的方法，步骤s5中，所述第二步升温的升温速率为3～7℃/min。优选的，本发明提供的防止产物结块的石油焦制备高比表面积活性炭的方法，所述的石油焦为延时焦和/或流化焦。优选的，本发明提供的防止产物结块的石油焦制备高比表面积活性炭的方法，包括：步骤s1、将石油焦、苏打粉和去离子水按照质量比1：2～3：1的比例混合，浸泡12h，超声震荡1h，密闭容器中搅拌加热至150℃，然后进行固液分离脱硅，留取固体得到第一产物；步骤s2、向第一产物加入无机酸混合溶液，浸泡6h，密闭搅拌1h，然后进行固液分离，留取固体得到第二产物；步骤s3、将所述第二产物水洗至中性后，在100℃干燥得第三产物；步骤s4、在所述第三产物中加入koh和kno3，充分搅拌后得到第一混合物；其中，所述第三产物、koh、kno3质量比为1：1～1.5：0.8～1；步骤s5、将所述第一混合物在混合惰性气氛中分步加热，第一步升温到350℃，加热时间2h；第二步升温至500℃，加热时间2h，得到疏松多孔产物；其中，所述混合惰性气氛体积比率为：氩气80％，氮气20％，所述混合惰性气氛压强为0.09～0.12mpa；步骤s6、将所述疏松多孔产物进行水洗、烘干，研磨，得到高比表面积活性炭。由此，本发明的优点是解决了石油焦和koh活化反应过程中产物硬化结块的难题，降低了活化温度，降低成本，操作简单方便。具体实施方式为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。另外，为了更好的说明本发明，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本发明同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件未作详细描述，以便于凸显本发明的主旨。实施例1将石油焦、苏打粉和去离子水按照质量比1：2：1的比例混合，浸泡15h，超声震荡1h，密闭容器中搅拌加热至150℃，然后进行固液分离脱硅，留取固体得到第一产物；向第一产物加入无机酸混合溶液，浸泡5h，密闭搅拌1h，然后进行固液分离，留取固体得到第二产物；其中，所述无机酸混合溶液为：稀盐酸50wt％，磷酸30wt％，次氯酸20wt％；将所述第二产物水洗至中性后，在105℃干燥得第三产物；在所述第三产物中加入koh和kno3，充分搅拌后得到第一混合物；其中，所述第三产物、koh、kno3质量比为1：1：1；将所述第一混合物在混合惰性气氛中分步加热，第一步升温到300℃，升温速率为10℃/min；加热时间2h；第二步升温至500℃，升温速率为5℃/min，加热时间1h，得到疏松多孔产物；其中，所述混合惰性气氛体积比率为：氩气80％，氮气20％，所述混合惰性气氛压强为0.09～0.12mpa；将所述疏松多孔产物进行水洗、烘干，研磨，得到高比表面积活性炭。制备过程中，未发现产物硬化结块现象。最终产物高比表面积活性炭未发现硬化结块现象。实施例2将石油焦、苏打粉和去离子水按照质量比1：2.5：0.8的比例混合，浸泡10h，超声震荡1.5h，密闭容器中搅拌加热至120℃，然后进行固液分离脱硅，留取固体得到第一产物；向第一产物加入无机酸混合溶液，浸泡5h，密闭搅拌0.5h，然后进行固液分离，留取固体得到第二产物；其中，所述无机酸混合溶液为：稀盐酸60wt％，磷酸20wt％，次氯酸20wt％；将所述第二产物水洗至中性后，在100℃干燥得第三产物；在所述第三产物中加入koh和kno3，充分搅拌后得到第一混合物；其中，所述第三产物、koh、kno3质量比为1：2：0.5；将所述第一混合物在混合惰性气氛中分步加热，第一步升温到350℃，升温速率为8～10℃/min，到达温度后加热1h；第二步升温至600℃，升温速率为7℃/min，到达温度后加热2h，得到疏松多孔产物；其中，所述混合惰性气氛体积比率为：氩气50％，氮气50％，所述混合惰性气氛压强为0.09～0.12mpa；将所述疏松多孔产物进行水洗、烘干，研磨，得到高比表面积活性炭。本实施例中，石油焦采用延时焦。制备过程中，未发现产物硬化结块现象。最终产物高比表面积活性炭未发现硬化结块现象。实施例3将石油焦、苏打粉和去离子水按照质量比1：4：0.8的比例混合，浸泡10h，超声震荡0.5h，密闭容器中搅拌加热至150℃，然后进行固液分离脱硅，留取固体得到第一产物；向第一产物加入无机酸混合溶液，浸泡7h，密闭搅拌1.5h，然后进行固液分离，留取固体得到第二产物；其中，所述无机酸混合溶液为：稀盐酸80wt％，磷酸5wt％，次氯酸15wt％；将所述第二产物水洗至中性后，在95℃干燥得第三产物；在所述第三产物中加入koh和kno3，充分搅拌后得到第一混合物；其中，所述第三产物、koh、kno3质量比为1：2.5：0.5；将所述第一混合物在混合惰性气氛中分步加热，第一步升温到400℃，升温速率为15℃/min，到达温度后加热3h；第二步升温至450℃，升温速率为5℃/min，到达温度后加热1h，得到疏松多孔产物；其中，所述混合惰性气氛体积比率为：氩气35％，氮气65％，所述混合惰性气氛压强为0.09～0.12mpa；将所述疏松多孔产物进行水洗、烘干，研磨，得到高比表面积活性炭。本实施例中，石油焦采用流化焦。制备过程中，未发现产物硬化结块现象。最终产物高比表面积活性炭未发现硬化结块现象。实施例4将石油焦、苏打粉和去离子水按照质量比1：3：1的比例混合，浸泡10h，超声震荡0.5h，密闭容器中搅拌加热至120℃，然后进行固液分离脱硅，留取固体得到第一产物；向第一产物加入无机酸混合溶液，浸泡5h，密闭搅拌0.5h，然后进行固液分离，留取固体得到第二产物；其中，所述无机酸混合溶液为：稀盐酸70wt％，磷酸25wt％，次氯酸5wt％；将所述第二产物水洗至中性后，在100℃干燥得第三产物；在所述第三产物中加入koh和kno3，充分搅拌后得到第一混合物；其中，所述第三产物、koh、kno3质量比为1：1：0.5；将所述第一混合物在混合惰性气氛中分步加热，第一步升温到300℃，升温速率为10℃/min，到达温度后加热1h；第二步升温至400℃，升温速率为5℃/min，到达温度后加热1h，得到疏松多孔产物；其中，所述混合惰性气氛体积比率为：氩气70％，氮气30％，所述混合惰性气氛压强为0.09～0.12mpa；将所述疏松多孔产物进行水洗、烘干，研磨，得到高比表面积活性炭。制备过程中，未发现产物硬化结块现象。最终产物高比表面积活性炭未发现硬化结块现象。实施例5将石油焦、苏打粉和去离子水按照质量比1：2：1的比例混合，浸泡12h，超声震荡1h，密闭容器中搅拌加热至150℃，然后进行固液分离脱硅，留取固体得到第一产物；向第一产物加入无机酸混合溶液，浸泡6h，密闭搅拌1h，然后进行固液分离，留取固体得到第二产物；将所述第二产物水洗至中性后，在100℃干燥得第三产物；在所述第三产物中加入koh和kno3，充分搅拌后得到第一混合物；其中，所述第三产物、koh、kno3质量比为1：1.5：0.8；将所述第一混合物在混合惰性气氛中分步加热，第一步升温到350℃，升温速率为8～10℃/min，到达温度后加热2h；第二步升温至500℃，升温速率为5℃/min，到达温度后加热2h，得到疏松多孔产物；其中，所述混合惰性气氛体积比率为：氩气80％，氮气20％，所述混合惰性气氛压强为0.09～0.12mpa；将所述疏松多孔产物进行水洗、烘干，研磨，得到高比表面积活性炭。制备过程中，未发现产物硬化结块现象。最终产物高比表面积活性炭未发现硬化结块现象。对实施例得到的活性炭进行性能测试，结果如下：实施例比表面积m2/g碘吸附值mg/g产物硬化结块141222330未发现239902502未发现340832411未发现441102270未发现543112381未发现本方法制备的活性炭，其比表面积高，碘吸附值高，具有很好的性能。本发明提供的制备方法，解决了石油焦和koh活化反应过程中产物硬化结块的难题，降低了活化温度，降低成本，操作简单方便。最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。当前第1页12