[發明專利]一種含硫有機物吸附劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201911424122.2
• 申請日: 2019-12-31
• 公開（公告）號: CN113117642B
• 公開（公告）日: 2023-07-28
• 發明（設計）人: 劉洋;趙磊;張明美;王新;劉忠生;李寶忠
• 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;C01B32/318;C01B32/33;C01B32/354;B01D53/02
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本發明涉及一種含硫有機物吸附劑及其制備方法，是將石油焦干燥后，加入含鐵化合物和氫氧化鉀，在惰性氣氛下進行高溫處理；處理后物料進行冷卻、洗滌、干燥，對得到的活性炭樣品進行氧化改性；將改性樣品進行干燥，在惰性氣氛下進行低溫處理。本發明所制備改性活性炭用于吸附含硫有機物，具有較高的吸附選擇性和吸附容量。

技術領域

本發明屬于吸附劑技術領域，具體涉及一種含硫有機物吸附劑及其制備方法。

背景技術

隨著《石油煉制工業污染物排放標準》和《石油化學工業污染物排放標準》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越來越嚴格。揮發性有機物（VOCs）已成為大氣污染的一個重要源頭，其控制和治理已經成為環保工作的重點之一。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。活性炭是典型的吸附材料，但單純使用活性炭吸附VOCs，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對吸附劑進行相應研發。

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。但該吸附劑主要是吸附燃油中的有機噻吩硫，對于廢氣中含硫有機物吸附效果有待提高，且對非噻吩類硫化物的選擇性不佳。

CN105923631A公開了一種基于核桃殼制備活性炭吸附劑的方法，通過核桃殼與碳酸鈉混合，在高溫下擴大核桃殼內部空隙，以雙氧水進行表面氧化，以氫氣作為催化氣，表面接枝硅元素，隨后通過發酵，以焦化廢水中的菌種進行脫除核桃殼中的焦油，同時對核桃殼內部進行改性，豐富空隙結構，最后通過碳化，酸液洗滌，從而制備得到活性炭吸附劑。但是，該吸附劑主要用于廢水中COD和重金屬的吸附，對含硫有機物的吸附效果不佳。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供了一種含硫有機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，再對活性炭材料進行表面改性，所制備改性活性炭用于吸附含硫有機物，具有較高的吸附選擇性和吸附容量。

本發明提供的含硫有機物吸附劑的制備方法，包括如下步驟：

（1）將石油焦干燥后，加入含鐵化合物和氫氧化鉀，在惰性氣氛下進行高溫處理；

（2）處理后物料進行冷卻、洗滌、干燥，對得到的活性炭樣品進行氧化改性；

（3）將改性樣品進行干燥，在惰性氣氛下進行低溫處理。

步驟（1）中，所述的含鐵化合物為氫氧化鐵、硝酸鐵、氯化鐵、硫酸鐵、三氧化二鐵等中的至少一種，優選氫氧化鐵。石油焦與含鐵化合物的質量比為40:1～8:1，優選20:1～10:1。

步驟（1）中，所述的KOH與石油焦的質量比為0.1:1～10:1，優選為1:1～6:1。