[發明專利]用于吸附脫除汽油中硫化物的活性炭及其制備方法

有效

• 申請號: 201010117619.2
• 申請日: 2010-03-03
• 公開（公告）號: CN102188954A
• 公開（公告）日: 2011-09-21
• 發明（設計）人: 高利平;姚麗群;托羅別克;牛豫;全瀛寰
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: B01J20/20
• 分類號: B01J20/20;B01J20/32;C10G25/06
• 代理公司: 北京市中實友知識產權代理有限責任公司 11013
• 代理人: 謝小延

技術領域

本發明屬于化工生產技術領域，涉及一種由石油焦和煤為原料制備活性炭的方法，特別是用于吸附脫除汽、柴油中硫化物的活性炭性炭的制備方法。

背景技術

活性炭是一種多孔的含碳物質，具有高度發達的空隙結構和巨大的比表面積，且具有穩定的物理、化學性質，是優良的吸附劑。利用活性炭對多取代硫化物有較好的吸附性能的特點，使用活性炭為基質，通過改性、改善活性炭的孔結構，增加活性炭的容量和選擇性，來吸附脫除汽油中的有機硫化物。

隨著人們環保意識的不斷增強，汽車尾氣所帶來的污染越來越成為人們關注的焦點。使用汽車尾氣催化轉化器是減少汽車尾氣污染物排放量的最佳途徑，但是高性能的尾氣催化轉化器需要高質量的燃料油，特別是汽油中的硫含量對尾氣催化轉化器的性能有顯著的影響。

目前國內外開發的汽油脫硫技術主要有兩類，一是加氫技術，脫硫的同時，烯烴飽和。該法除投資大，加工成本高缺點外，還會造成汽油辛烷值的下降。中國專利CN01142833.3和CN02129039.3公開的汽油脫硫方法都是在氫氣存在情況下，在加氫脫硫催化劑的作用下，將汽油中的硫化合物轉化成硫化氫。二是吸附法脫硫，最早的吸附脫硫技術主要用于氣體脫硫，目前使用各種吸附材料脫除氣體中的SO₂、H₂S等非理想組分技術在國內也已經得到廣泛的應用。中國專利CN96118013.7公開了用1-3種選自Mg、Ca、Ba、Ti、Cr、Mn、Fe、Cu、Zn、Cd、Hg、Pb的金屬水溶性化合物進行分浸或共浸活性炭，浸后于30-500℃下干燥或活化而成。中國專利CN98104969.9公開了用球形或柱狀活性炭為載體經水煮真空干燥后，用含0.5-15％載體重量的KOH、K₂CO₃或KI與乙二胺和乙醇的混合液，在室溫-90℃范圍內，等體積浸漬法浸漬，經干燥和惰性氣體中焙燒活化而制得。上述兩個專利都是用于化工原料氣的凈化和環境保護行業。

現有的生產脫硫活性炭的技術中，是以煤或木材等含碳物質為原料，其制備方法一般是將煤或木材干燥、粉碎后，加入煤瀝青、煤焦油、石油瀝青、木焦油等粘合劑，經攪拌、捏合擠壓成型，再經炭化、活化而制成成品。中國專利CN92104197.7公開的采用濕基糠醛廢渣為原料及如一定的分散劑，經混捏、成型、干燥、炭化制得產品，其飽和硫容為900-1100mg/g，耐磨強度92-98％。

石油焦系石油行業的副產品，作為活性炭原料，除了來源易得外，還具有灰分少，雜質低，固定碳含量高，芳香度大等許多優點，制備的活性炭收率高。中國專利CN11189453A公開了以石油瀝青制成的石油焦為原料，加入碳質孔結構調變劑和粘結劑制成活性炭的方法。該專利制備的活性炭比表面積500～1200米³/克，孔容0.45～0.8厘米³/克，強度為85～98％，灰分小于5％。中國專利CN1406866A公開了以石油焦為原料，在堿性介質的作用下，通過化學活化的方法制成BET比表面積大于3000米³/克的活性炭。但是石油焦結構致密，結晶度高，石墨化程度高，活化反應時的均一性高，不易于造孔，是制備活性炭不利的因素。

以石油焦和煤兩者混合作為原料，加入煤焦油等粘合劑，采用物理活化工藝可以制得碘吸附值800～900毫克/克、亞甲藍吸附值90～110毫克/克、灰分＜10％的活性炭。美國專利US4082694公開了以石油焦和煤為原料，采用氫氧化鉀為活化劑，先預煅燒處理再升溫活化，制成BET比表面積大于3000米³/克的活性炭。

上述的活性炭制備方法中，無論是以石油焦或煤或兩者的混合物為原料，還是采用物理活化或化學活化的方法制得的活性炭，其選擇性吸附性能不高。化學活化法雖然可以制得高比表面積的活性炭，但是需要使用強堿做活化劑，既成本高又易造成污染。

發明內容：

本發明以石油焦和煤為原料，加入適量的造孔劑和粘結劑，經攪拌捏和、成型、炭化、水蒸氣物理活化等工序制成活性炭，再經過對活性炭表面的氧化、負載活性組分，達到對活性炭表面性能的改性，制造出具有灰分低，強度高、選擇性吸附性能優良等特點的活性炭。

本發明的技術特征在于：該活性炭由石油焦、煤、造孔劑、粘結劑和改性劑所組成，各組分的重量含量如下：

石油焦：40％～70％；

煤：????10％～50％；

粘結劑：10％～30％

造孔劑：0.1％～10％

改性劑：0.1％～10％