[发明专利]一种脱除重烃的专用活性炭吸附剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及活性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

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。

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。

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。

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

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，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。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

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；

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4～10wt％，分别优选23～28wt％和4～8wt％，分别最优选25～26wt％和4～8wt％；

其中，水的加入量为含炭原料的5～10wt％，优选6wt％；

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％。

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颗粒经稀盐酸或稀硝酸洗涤再水洗使灰分达到3wt％以下。

其中，磨粉至粒径小于等于200目。

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。

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，优选3.5～6.5h，最优选4～6h。

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。

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％。

其中，本发明方法制备得到的所述的活性炭吸附剂为粒状。

上述活性炭吸附剂在吸附重烃中的应用也在本发明的保护范围之内。

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。

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。