[发明专利]天然气制乙炔伴生炭黑合成纳米炭黑的方法

摘要

本发明属于活性炭制备技术领域，具体公开了一种天然气制乙炔伴生炭黑合成纳米炭黑的方法，将天然气伴生炭黑浆料放入配有聚丙烯酰胺(PAM)的大量纯水溶液里分散，在‑20℃～+25℃温度条件下加入无机酸形成C+的电离环境。然后采用原子氧化方式捕获碳离子，形成配位化合物Cn+Ox‑，同时将伴生炭黑生成过程中粘接在炭黑离子上的低分子有机基团以及工艺管线脱离的金属离子等，氧化成金属硝酸盐和不饱和芳烃；然后通过还原脱水、醇解脱芳、获得纳米活性炭材料。采用本技术方案，以天然气乙炔副产固废炭黑为原料基础，在低能耗、零污染的生产工艺条件下，完成副产炭黑的资源循环利用，制造高品质的纳米活性炭制品。

主权项

1.一种天然气制乙炔伴生炭黑合成纳米碳黑的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、分别称取原料并保证原料的质量比为：无机酸:乙炔副产炭黑(C⁺/Re/Hx):脱盐水(H₂O):聚丙烯酰胺(PAM)＝0.1～10:0.25～30:70～100:0.1～100PPm，将上述原料加入不锈钢冷却循环分散器中，在‑20℃～30℃低温条件下，以不低于600r/min的机械搅拌速度搅拌1h，得到PH值＝1.5±0.5电离溶液a；步骤二、在溶液a中加入氧化剂，且C⁺/Re/Hx:氧化剂的质量比为1:15，在温度为‑20℃～30℃、压力P₂＝0.005～0.5MPa的条件下，进行密闭氧化反应2h后得溶液b；步骤三、向溶液b中加入还原剂，调节溶液b的PH值为:6.5～7.5，炭黑表面微量的有机基团H⁺\CH\CH₂\C₂H₂\C₂H₄\C₄H₈等脱出，消除C_n⁺O_x间的有机粘连物，还原伴生炭黑上的工艺管线的遗留物，获得溶液d；步骤四、溶液d转入萃取塔中静置分层，溶液d上分层的黑色胶体溶液进入脱洗塔，采用1000nm孔径的真空过滤器抽滤至真空表归零，取出胶体碳；步骤五、醇解洗涤:胶体碳置于脱洗塔内，向脱洗塔内加入胶体碳体积10倍的浓度为99.5％的精甲醇，以不低于500r/min的速度搅拌，搅拌30min后得到溶液e，将溶液e放入100nm的真空抽滤机中，抽干甲醇得到脱芳纳米活性炭黑；步骤六、脱芳纳米活性炭黑通过加热烘焙，脱出甲醇、不饱和芳烃及水合肼遗留物，得到纳米活性炭黑；步骤七、纳米活性炭黑进行烧结，得到高比表面积纳米导电活性炭黑；步骤八、高比表面积纳米导电活性炭黑进入行星球磨机粉碎，产品检测后进行计量包装。