[發明專利]一種苯系物吸附劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201911032960.5
• 申請日: 2019-10-28
• 公開（公告）號: CN112717880B
• 公開（公告）日: 2023-03-07
• 發明（設計）人: 劉洋;王新;趙磊;劉忠生;李寶忠;張明美
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司大連石油化工研究院
• 主分類號: B01J20/20
• 分類號: B01J20/20;B01J20/30;B01D53/02
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本發明涉及一種苯系物吸附劑及其制備方法，將石油焦進行干燥，加入強堿和二價銅化合物充分混合；將上述混合物在惰性氣氛條件下進行高溫處理；冷卻樣品，經洗滌、干燥得到活性炭中間品；將活性炭中間品進行表面氧化改性；干燥，在惰性氣氛下低溫處理。本發明所制備的改性活性炭用于苯系物吸附，具有較高的吸附選擇性和吸附容量。

技術領域

本發明屬于廢氣治理領域，具體涉及一種苯系物吸附劑及其制備方法。

背景技術

揮發性有機物VOCs（Volatile Organic Compounds）已成為大氣污染的一個重要源頭，VOCs的控制和治理已經成為環境保護工作的重點之一。隨著《石油煉制工業污染物排放標準》（GB 31570-2015）和《石油化學工業污染物排放標準》（GB 31571-2015）的頒布，以及《揮發性有機物排污收費試點辦法》的發布，石化行業廢氣處理的要求也越來越嚴格。因此，研發經濟、高效的防治技術，消除VOCs的大氣環境污染十分迫切。

目前，VOCs治理技術主要有吸收、吸附、冷凝、燃燒、光催化氧化、生物降解、低溫等離子體處理技術等。與其他治理技術相比，吸附法凈化效果好、能耗低、運行費用低，是比較理想的VOCs處置技術。常見的吸附劑包括活性炭、生物質材料、二氧化硅等。活性炭吸附是典型的吸附方法，但單純使用活性炭吸附VOCs，主要是物理吸附起作用，吸附容量小，吸附效果有待提升。對活性炭進行化學改性等處理，使其在吸附有機物質的過程中發生化學吸附，能有效提高吸附劑吸附性能，增大吸附容量。

目前已經開發了一些關于活性炭吸附處理有機廢氣的技術，但是均無法突破弗蘭德里希和朗格繆爾吸附經驗公式中揭示的有機物在活性炭表面動態的吸附與解析定律，即污染物的氣相分壓低于一定值后無法吸附在活性炭吸附劑上，因此使用活性炭吸附處理高濃度有機廢氣，要滿足GB31571-2015規定的非甲烷總烴低于120mg/m³的排放限值，需要配置多級活性炭吸附塔，投資和運行成本將會呈指數增長。此外，活性炭吸附還存在對同一廢氣中的不同組分吸附能力差別較大，需要根據不同污染物進行吸附劑研發。

CN103623774A公開了一種用于燃油脫硫的改性活性炭的制備方法，是向反應器中加入蒸餾水，加入氫氧化鈉溶液調節pH值為6.8-14.3，然后加入活性炭，邊攪拌邊通入臭氧和空氣的混合氣體，對活性炭進行表面氧化反應；反應結束后，將活性炭取出，用蒸餾水沖洗后烘干，冷卻至室溫，制得改性活性炭，用于吸附燃油中的有機噻吩硫化物。該發明利用臭氧在液相中改性活性炭，能明顯增加活性炭表面的酸性含氧基團，提高有機噻吩硫化物的吸附容量。但是，該改性活性炭是針對吸附燃油中的有機噻吩硫化物研發的，對于苯系物的吸附選擇性不佳。

CN103041788A公開了一種脫除汽油中噻吩類硫化物的吸附劑，所述吸附劑為負載銅元素的球形活性炭材料；銅元素的含量為吸附劑總重量的0.5%～5%，其銅元素為單質態。制備方法包括以下過程：(a)將顆粒狀原料與可溶性銅鹽溶液離子交換；(b)使步驟(a)的負載銅的顆粒狀原料干燥；(c)使步驟(b)的干燥顆粒焙燒；(d)用活化劑使步驟(c)焙燒后的顆粒活化。該吸附劑是以弱酸性酚醛系陽離子交換樹脂為前驅體，通過離子交換將銅負載至前驅體上，再經炭化和CO₂活化過程，得到球形度好、機械強度高的吸附劑。該吸附劑對噻吩類硫化物具有較高的吸附容量和吸附選擇性，且制備原料易得，制備方法簡單。但是該吸附劑是針對廢氣中噻吩類硫化物具有較好的吸附效果和吸附吸附選擇性，對苯系物吸附效果不佳。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供了一種苯系物吸附劑及其制備方法。本發明以石油焦為原料，通過原位改性合成活性炭材料，隨后進行表面改性，制備方法簡單，所制備的改性活性炭用于苯系物吸附，具有較高的吸附選擇性和吸附容量。