《一种脱除重烃的专用活性炭吸附剂的制备方法.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《一种脱除重烃的专用活性炭吸附剂的制备方法.pdf（6页珍藏版）》请在专利查询网上搜索。
1、(10)申请公布号 CN 103979535 A (43)申请公布日 2014.08.13 CN 103979535 A (21)申请号 201410244499.0 (22)申请日 2014.06.04 C01B 31/10(2006.01) (71)申请人 南京正森环保科技有限公司 地址 210000 江苏省南京市高淳县固城镇漕 塘 (72)发明人 荀波 李建中 (74)专利代理机构 南京苏高专利商标事务所 ( 普通合伙 ) 32204 代理人 肖明芳 (54) 发明名称 一种脱除重烃的专用活性炭吸附剂的制备方 法 (57) 摘要 本发明公开了一种脱除重烃的专用活性炭 吸附剂的制备方法， 。
2、将含炭原料处理后灰分达 到 3wt以下， 磨粉后添加粘结剂和调孔剂， 经捏 合成型、 炭化和活化制得活性炭吸附剂。所得活 性炭吸附剂 BET 法比表面积为 1200 1600m2/ g。Cranston-Inkley 法 测 得 活 性 炭 吸附 剂 孔 径在 1.0 2.8nm 范围内的细孔体积大于或等 于 0.6mL/g， 总孔体积大于等于 0.8mL/g， 机械 强度 95。本发明产品具有优异的吸附性 能， 重质烃吸附能力远高于普通活性炭， 吸附量 32wt， 可反复再生使用。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 4 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明。
3、专利申请 权利要求书1页 说明书4页 (10)申请公布号 CN 103979535 A CN 103979535 A 1/1 页 2 1. 一种脱除重烃的专用活性炭吸附剂的制备方法， 其特征在于， 将含炭原料处理后灰 分达到 3wt以下， 磨粉后添加粘结剂、 水和调孔剂， 经捏合成型、 炭化和活化制得活性炭吸 附剂 ； 其中， 所述的含炭原料为非粘结性煤或者无烟煤， 固定碳含量 70 ； 其中， 所述的粘结剂为煤焦油和煤沥青的混合物， 煤焦油和煤沥青的含量占含炭原料 的比例分别为 20 30wt和 5 10wt ； 其中， 水的加入量为含炭原料的 5 10wt ； 其中， 所述的调孔剂为二甲苯。
4、、 聚乙二醇和二甲基二胺中的任意一种或几种的组合， 调 孔剂的含量占含炭原料比例为 3 15wt。 2. 根据权利要求 1 所述的脱除重烃的专用活性炭的制备方法， 其特征在于， 将含炭原 料处理后灰分达到 3wt以下， 所述的处理方法为 ： 将灰分含量为 7wt以下的含炭原料经 重介洗选处理使得灰分达到 3wt以下 ； 或者将灰分含量为 7wt以下的含炭原料破碎成 小于 8mm 颗粒经稀盐酸或稀硝酸洗涤再水洗使灰分达到 3wt以下。 3. 根据权利要求 1 所述的脱除重烃的专用活性炭吸附剂的制备方法， 其特征在于， 磨 粉至粒径小于等于 200 目。 4. 根据权利要求 1 所述的脱除重烃的专。
5、用活性炭吸附剂的制备方法， 其特征在于， 所 述的炭化， 其条件是将成型的产品置于炭化炉中炭化， 炭化温度 450 650， 炭化时间为 50 90min。 5. 根据权利要求 1 所述的脱除重烃的专用活性炭吸附剂的制备方法， 其特征在于， 所 述的活化， 其条件是将炭化后的产品置于活化炉中活化， 高温水蒸气作活化剂， 活化温度 800 950， 活化时间为 3 8h。 6.权利要求15所述的脱除重烃的专用活性炭吸附剂的制备方法制备得到的活性炭 吸附剂。 7. 根据权利要求 6 所述的活性炭吸附剂， 其特征在于， 所述的活性炭吸附剂， BET 法比 表面积为 1200 1600m2/g， 通过。
6、 Cranston-Inkley 计算活性炭吸附剂孔径在 1.0 2.8nm 范围内的细孔体积大于或等于 0.6mL/g， 总孔体积大于等于 0.8mL/g， 所述的活性炭吸附剂 充填密度大于或等于 0.48g/mL， 机械强度 95。 8. 根据权利要求 6 所述的活性炭吸附剂， 其特征在于， 所述的活性炭吸附剂为粒状。 9. 权利要求 6 所述的活性炭吸附剂在吸附重烃中的应用。 10. 权利要求 6 所述的活性炭吸附剂在溶剂回收或脱色中的应用。 权 利 要 求 书 CN 103979535 A 2 1/4 页 3 一种脱除重烃的专用活性炭吸附剂的制备方法 技术领域 0001 本发明涉及活性。
7、炭吸附剂的制造方法。 具体地涉及一种脱除重烃的专用活性炭吸 附剂的制备方法。 背景技术 0002 在当前世界对于环境问题和资源多样化的对策中， 在能源领域对作为石油替代原 料天然气的使用持续增加。 0003 作为以天然气作为原料生产合成气 (GTL)， 通过费 - 托 (FT) 合成反应 (CO 加 H2合 成气在催化剂上合成烃类 )， 制造以直链状的烃为主体的合成油的工序中， 合成反应生成的 烃的碳数并非一定， 生成各种聚合度 (n 数 ) 的烃。为实现作为 FT 出口气燃料的有效利用， 一般使用活性炭将FT出口气中含有的碳数5以上的重质烃在供给燃烧器前除去， 以保证装 置长时间稳定运行。 。
8、0004 由于活性炭吸附剂具有优良的吸附能力， 在许多领域中得到广泛应用。 近年来， 随 着煤化工、 天然气合成工业的发展， 活性炭的使用量逐步增加。当前用于脱除重烃的活性 炭， 多为普通煤质或果壳活性炭产品， 吸附 C5以上的重质烃能力不强， 吸附量在 16左右。 0005 近年来， 随着天然气合成工艺的优化， 重烃吸附装置呈现小型化趋势， 为了适应这 种需求， 吸附材料的细孔最优化、 单位体积性能的提高是必要的。基于这种观点， 普通活性 炭因所需细孔总容积不足而无效孔过多并不能满足这样的需要。 发明内容 0006 本发明所要解决的技术问题是提供一种脱除重烃的专用活性炭吸附剂的制备方 法， 。
9、该方法制得的活性炭吸附剂具有较高机械强度和高的耐磨损性， 含有大量适于吸附重 烃， 特别是 C5 以上重烃的细孔。 0007 为解决上述技术问题， 本发明采用的技术方案如下 ： 0008 一种脱除重烃的专用活性炭吸附剂的制备方法， 将含炭原料处理后灰分达到 3wt以下， 磨粉后添加粘结剂、 水和调孔剂， 经捏合成型、 炭化和活化制得活性炭吸附剂 ； 0009 其中， 所述的含炭原料为非粘结性煤或者无烟煤， 固定碳含量 70 ； 0010 其中， 所述的粘结剂为煤焦油和煤沥青的混合物， 煤焦油和煤沥青的含量占含炭 原料的比例分别为 20 30wt和 4 10wt， 分别优选 23 28wt和 4。
10、 8wt， 分别 最优选 25 26wt和 4 8wt ； 0011 其中， 水的加入量为含炭原料的 5 10wt， 优选 6wt ； 0012 其中， 所述的调孔剂为二甲苯、 聚乙二醇和二甲基二胺中的任意一种或几种的组 合， 调孔剂的含量占含炭原料比例为 3 15wt， 优选 4 12wt， 最优选 5 10wt。 0013 其中， 将含炭原料处理后灰分达到 3wt以下， 所述的处理方法为 ： 将灰分含量为 7wt以下 ( 优选 5wt以下 ) 的含炭原料经重介洗选处理使得灰分达到 3wt以下 ； 或者 将灰分含量为 7wt以下 ( 优选 5wt以下 ) 的含炭原料破碎成小于 8mm 颗粒经。
11、稀盐酸或 说 明 书 CN 103979535 A 3 2/4 页 4 稀硝酸洗涤再水洗使灰分达到 3wt以下。 0014 其中， 磨粉至粒径小于等于 200 目。 0015 其中， 所述的炭化， 其条件是将成型的产品置于炭化炉中炭化， 炭化温度 450 650， 优选 500 600， 最优选 530 580， 炭化时间为 50 90min， 优选 50 80min， 最优选 60 70min。 0016 其中， 所述的活化， 其条件是将炭化后的产品置于活化炉中活化， 高温水蒸气作活 化剂， 活化温度 800 950， 优选 850 950， 最优选 880 920， 活化时间为 3 8h，。
12、 优选 3.5 6.5h， 最优选 4 6h。 0017 按照上述的脱除重烃的专用活性炭的制备方法制备得到的活性炭吸附剂也在本 发明的保护范围之内。 0018 其中， 本发明方法制备得到的活性炭吸附剂， BET 法比表面积为 1200 1600m2/ g， 通过 Cranston-Inkley 计算活性炭孔径在 1.0 2.8nm 范围内的细孔体积大于或等于 0.6mL/g， 总孔体积大于等于 0.8mL/g， 所述的活性炭吸附剂充填密度大于或等于 0.48g/ mL， 机械强度 95。 0019 其中， 本发明方法制备得到的所述的活性炭吸附剂为粒状。 0020 上述活性炭吸附剂在吸附重烃中的。
13、应用也在本发明的保护范围之内。 0021 上述活性炭吸附剂在溶剂回收或脱色中的应用也在本发明的保护范围之内。 0022 活性炭吸附剂的吸附作用是在孔隙中进行， 能被吸附的物质其分子直径要小于吸 附剂孔径 ； 吸附理论认为， 当吸附剂孔隙直径达到吸附质分子平均直径 1.7 倍时， 对吸附质 的吸附量最佳， 因此活性炭吸附剂的孔隙结构和孔容分布状况决定了活性炭的选择吸附能 力。 0023 活性炭的炭、 活化过程较为复杂， 随着活化的深入， 微孔逐渐连续形成和发展， 时 间延长微孔孔径不断扩大， 同时也有新的较小微孔生成， 最终的产品活性炭大、 中、 微孔富 集， 对选择性吸附应用来说， 所需的有效。
14、吸附孔容量比例降低， 无用孔容所占较多， 致吸附 能力不足。本发明活性炭吸附剂由于制造过程加入了煤焦油和煤沥青粘结剂， 产品强度较 好， 以二甲苯、 聚乙二醇、 二甲基二胺作调孔剂， 在炭化和活化过程由于受热挥发和分解的 作用， 使孔隙的形成快速地向所需要结构方向集中发展， 形成大量细孔， 产品收率提高。 0024 本发明的活性炭吸附剂吸附性能优异， 重质烃吸附能力远高于普通活性炭， 吸附 量 32wt， 可反复再生使用， 同时具有较高的机械强度， 在工业应用中可实现装置小型 化。 具体实施方式 0025 根据下述实施例， 可以更好地理解本发明。然而， 本领域的技术人员容易理解， 实 施例所描。
15、述的内容仅用于说明本发明， 而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本 发明。 0026 实施例 1 ： 0027 将重介洗选处理后灰分小于3的无烟煤1000g破碎至小于8mm颗粒， 于球磨机中 磨粉至 200 目通过 95以上， 放入捏合机中， 加入 250g 煤焦油、 60g 煤沥青和 60g 水， 再加 入50g的聚乙二醇， 混合搅拌50min， 于挤条机中压制成4.0mm颗粒， 晾干后置于炭化炉中 说 明 书 CN 103979535 A 4 3/4 页 5 升温至 550下炭化 60min， 将炭化料于活化炉中在 920下活化 5hr。 0028 实施例 2 ： 0029 将重介洗。
16、选处理后灰分小于3的无烟煤1000g破碎至小于8mm颗粒， 于球磨机中 磨粉至 200 目通过 95以上， 放入捏合机中， 加入 250g 煤焦油、 60g 煤沥青和 60g 水， 再加 入30g的聚乙二醇和70g二甲基二胺， 混合搅拌70min， 于挤条机中压制成4.0mm颗粒， 晾 干后置于炭化炉中升温至 560下炭化 70min， 将炭化料于活化炉中在 880下活化 4.5h。 0030 实施例 3 ： 0031 将重介洗选处理后灰分小于 3的非粘结性烟煤 1000g 破碎至小于 8mm 颗粒， 于 球磨机中磨粉至 200 目通过 95以上， 放入捏合机中， 加入 200g 煤焦油、 8。
17、0g 煤沥青和 60g 水， 再加入100g的聚乙二醇， 混合搅拌50min， 于挤条机中压制成4.0mm颗粒， 晾干后置于 炭化炉中升温至 530下炭化 90min， 将炭化料于活化炉中在 900下活化 5.5h。 0032 实施例 4 ： 0033 将重介洗选处理后灰分小于 3的无烟煤及非粘结性烟煤各 500g 破碎至小于 8mm 颗粒， 于球磨机中磨粉至 200 目通过 95以上， 放入捏合机中， 加入 280g 煤焦油、 40g 煤沥青和 60g 水， 再加入 40g 的聚乙二醇和 20g 二甲苯， 混合搅拌 50min， 于挤条机中压制 成 4.0mm 颗粒， 晾干后置于炭化炉中升温。
18、至 550下炭化 90min， 将炭化料于活化炉中在 900下活化 5h。 0034 实施例 5 ： 0035 将重介洗选处理后灰分小于 3的非粘结性烟煤 1000g 破碎至小于 8mm 颗粒， 于 球磨机中磨粉至 200 目通过 95以上， 放入捏合机中， 加入 250g 煤焦油、 50g 煤沥青和 60g 水， 再加入 70g 的聚乙二醇， 混合搅拌 50min， 于挤条机中压制成 4.0mm 颗粒， 晾干后置于 炭化炉中至 680下炭化 60min， 将炭化料于活化炉中在 880下活化 6h。 0036 实施例 6 ： 0037 实施例所得活性炭吸附剂的性能测试 ： 比表面积采用 BET。
19、 法， 孔径分布采用 Cranston-Inkley 法， 强度采用 GB/T12496.6-1999 ； 重烃吸附能力测定以 CO2气体作载气， C5和 C8烃各占气流量摩尔分数的 30， 于试验吸附装置中进行。 0038 用本发明方法制备的活性炭吸附剂主要物理性能和重烃吸附性能如下表所示。 0039 0040 0041 比较例中普通活性炭为购自宁夏地区生产产品， 碘值 1050mg/g， 四氯化碳吸附指 说 明 书 CN 103979535 A 5 4/4 页 6 标 70。制造方法为 ： 将洗选无烟煤破碎后磨粉至 200 目， 加 35wt左右煤焦油经捏合、 压 条、 炭化和活化制得。 说 明 书 CN 103979535 A 6 。