[发明专利]石油沥青基活性炭及其制备方法

说明书

本发明涉及一种活性炭及其制备方法，特别是以石油沥青为原料制备的活性炭及其制备方法。

活性炭在工农业生产中及日常生活中广泛应用，制造活性炭原料多种多样，其中包括煤质炭、木质炭和石油沥青质炭。中国专利申请号为93120049.0和93120925.0，两个专利申请的发明名称均为“活性炭制备方法”。申请号93120049.0专利申请公开的主要技术特征是在于将破碎成粉状的沥青与助挤剂、粘合剂等混匀成型，经抗熔化、碳化和活化处理后，即可得到活性炭产品。申请号93120925.0专利申请公开的主要技术特征在于将破碎成粉状的沥青，经抗熔化后与助挤剂、粘合剂等混匀成型；然后进行炭化和活化处理即可得到活性炭产品。上述两个专利申请都先后采用了抗熔化工序，即物料要在氧化性气氛中逐渐升温，升温速度0.1℃-1℃/分钟。这在工业生产中很难控制，在工业化装置上生产较为困难，另外沥青在炭化、活化工序时，在高温下，排出许多轻质烃类及有害物质不利于环保。

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，利用炼油厂现有的加工装置，提供一种工艺简单、操作方便、污染小、产品性能优良的活性炭及其制造方法。

本发明的技术特征在于：该活性炭是由石油沥青制成的石油焦、碳质孔径结构调变剂和粘结剂组成，各组份的重量％含量如下：

石油焦                30％～80％

碳质孔径结构调变剂     0％～30％

粘结剂                10％～35％

上面所述的石油焦是由石油沥青制成，石油沥青中各组份的重量％含量分别是：

饱和烃    10％～70％

芳香烃    20％～50％

胶质      5％～30％

沥青质    0.1％～2.5％

所述的碳质孔径结构调变剂是煤、石墨、淀粉、木炭。

所述的粘结剂是石油沥青或煤焦油，其组成为芳烃＋胶质＋沥青质的总含量在45％-70％，水分小于5％。

石油沥青基活性炭的制备方法依次包括下述步骤：

A.预炭化工序，将石油沥青即工业上称之为减压渣油或乙烯裂解渣油、催化油浆、抽出油等，经延迟焦化工艺生成石油焦；

B.石油焦磨粉、过筛；

C.按配比将石油焦、碳质孔径结构调变剂和粘结剂混合、搅拌、捏和；

D.经成型机成型、晾干；

E.在炭化炉中炭化；

F.在活化炉中通入活化介质活化。

上面所述的延迟焦化工艺，工艺条件为：

加热炉出口温度        490℃～510℃

焦炭塔上部温度        415℃～420℃

焦炭塔下部温度        480℃～490℃

焦炭塔压力            0.2MPa～0.25MPa

所述的石油焦磨粉、粒度应小于100目，最好小于160目。

所述的石油焦与碳质孔径调变剂以及粘结剂的混合、搅拌、捏和过程中加入捏和料重量的0％～6％的水。

上面所述的捏和料在成型机上成型1～5次，成型料晾干10分钟～40分钟。

所述的炭化工序，炭化温度400℃～650℃。

炭化时间以炭化样的水容量的20％～45％来控制，最好是25％～35％。

所述的活化工序，活化温度800℃～1000℃，活化介质可以是水蒸汽或二氧化碳。活化时间由烧失率确定，一般烧失率控制在60％～70％即可。

采用本发明的方法制备的活性炭产品，其规格如下：

比表面积为500m²/g～1200m²/g，孔容0.45cm³/g～0.8cm³/g，强度为85％～98％，灰分小于5％。

本发明采用石油沥青预炭化工序，即用石油沥青经延迟焦化工艺，制得石油焦，经粉碎后与孔径调变剂，粘结剂和水混匀成型，后经炭化、活化等步骤而制成活性炭。该工艺直接采用现有的延迟焦化工艺与设备，充分利用炼油厂的价廉易得的石油焦，工艺简单、污染低、成型方便、易于工业化生产并避免了沥青在抗熔化工序和炭化、活化工序中发生分解反应而产生轻质石油组份及有害物质，造成环境污染。由于配方中含有孔径调变剂，所以该活性炭可以更好地控制孔径大小，可针对不同的需求，而生产所需孔径的活性炭，特别适用于水质处理和空气净化，如印染污水处理、电镀废水处理、石化污水处理、城市污水处理、饮用水净化。