[發明專利]對羥基苯海因生產廢母液制備高性能活性炭的方法

在審

• 申請號: 201810980970.0
• 申請日: 2018-08-27
• 公開（公告）號: CN108996502A
• 公開（公告）日: 2018-12-14
• 發明（設計）人: 李建生;王韜;劉炳光;李霞;王雪;尹浩南;趙洋;李仕增;翟超
• 申請（專利權）人: 天津市職業大學
• 主分類號: C01B32/324
• 分類號: C01B32/324
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及對羥基苯海因生產廢母液制備高性能活性炭的方法，包括廢母液中和與成鹽，混合樹脂的合成與均勻化，混合樹脂的干燥與固化，混合樹脂的炭化與活化，活性炭后處理與活化劑回收五個部分。制備得到高性能活性炭粉的比表面積為1500?1800m²/g，灰分為0.02%?0.05%，碘吸附量為1000?1200 mg/g，亞甲基藍脫色力160?180 mg/g，以廢液中有機物質量計的活性炭制備收率為25%?35%。本發明以對羥基苯海因生產廢母液制備高性能活性炭，從根本上解決了生產中的廢渣處置和廢水治理問題。

技術領域

本發明涉及對羥基苯海因生產廢母液制備高性能活性炭的方法，屬于化工和材料領域。

背景技術

活性炭是一種環境友好型固體吸附劑，中國活性炭年產量已達60萬噸以上，已基本滿足環境保護、工業生產和日常生活的需求。開發新能源領域急需的比表面積高、孔隙可調控和低灰分的高性能活性炭以及利用含碳廢棄物低成本生產高性能活性炭是下一步發展重點。

申請人早期申請了一種利用酚類廢棄物制備高性能活性炭的方法的專利（CN2018109163197，2018-08-13），將對羥基苯海因生產的廢渣轉化為高性能活性炭，降低了廢棄物的處置成本和實現了廢物利用。采用的工藝路線是首先向對羥基苯海因生產廢母液中加入甲醛縮合劑，使其中可溶性的鄰羥基苯海因等酚類化合物與甲醛縮合形成不溶性的海因取代酚醛樹脂沉淀出來，樹脂沉淀固化后用作高性能活性炭制備的原料，去除了大部分酚類污染物的剩余母液進入企業廢水生化處理系統進行下一步處理。

在技術推廣過程中，相關企業的專業技術人員認為，將對羥基苯海因生產廢母液中的酚類污染物分離后，廢液中的碳氮比（C/N）將大幅降低，可能會影響企業現有廢水生化處理系統的正常運行，該技術可能更適合新建設廢水處理系統，期望能將對羥基苯海因生產廢液中的各類有機污染物同時降低或全部轉化為樹脂類含碳原料，并將其用于高性能活性炭生產，這樣才能解決企業生產中的廢渣處置問題和廢水治理問題。

根據企業要求構思了新的技術改進方案，計劃將廢母液中各類有機污染物全部轉化為混合樹脂沉淀，進一步轉化為活性炭，創新思路的可行性也得到文獻觀點的支持。文獻報道將難以熱分解的酚醛樹脂和容易熱分解的聚乙烯醇樹脂混合作為高性能活性炭原料具有很多優勢：（1）容易熱分解樹脂的炭化，為難以熱分解樹脂的炭化活化提供了無機活化劑的遷移通道，使其變得容易活化；（2）容易熱分解的樹脂在高溫下活化氣化，遺留的孔隙將成為活性炭孔隙結構的一部分，更容易獲得中孔活性炭；（3）混合酚醛樹脂的活化比較容易進行，使無機活化劑的選擇范圍變大，活化劑用量減少，降低了生產成本。

中國現有抗生素阿莫西林原料對羥基苯海因生產企業10余家，生產能力2萬噸以上。根據企業生產中折純的原料消耗定額數據推算，每生產1噸對羥基苯海因需要消耗苯酚0.9噸，乙醛酸0.7噸，尿素1.7噸，產生有機污染物2.3噸，其中包括難以處理的酚類有機物污染物1.1噸和脲類有機污染物1.2噸。這些有機污染物期初溶解在生產廢母液中，緩慢自聚合形成不溶性酚類有機沉淀物。大多數對羥基苯海因生產企業因不能承受高昂的環保成本而關閉，少數對羥基苯海因生產企業采取暫時貯存廢母液和廢渣的方式維持生產，限制了企業生產能力和生產效益提高，甚至危及到企業的生存。

早期研究中設法將對羥基苯海因生產中的酚類有機物從廢母液中分離的一個重要原因是擔心活性炭制備過程中脲類有機物熱分解產生氧化氮尾氣，實驗研究中發現在炭化溫度范圍內，廢母液中脲類有機物熱分解產生的主要是氮氣，幾乎沒有氧化氮尾氣產生。企業專業技術人員對現有技術的改進要求既有合理性，又有技術可行性，開發用對羥基苯海因生產廢母液制備高性能活性炭技術更符合市場需要，同時也不屬于現有專利的保護范圍。

發明內容