專(zhuān)利名稱(chēng):由煤制造顆粒狀活性炭的方法
本發(fā)明涉及一種由煤制造高強(qiáng)度、高比表面積粒狀活性炭特別是醋酸乙烯載體炭的方法。
目前用于沸騰床醋酸乙烯合成的載體活性炭及其它要求強(qiáng)度和比表面積均高的粒狀活性炭，是由椰殼等堅(jiān)硬木質(zhì)原料生產(chǎn)。該方法的缺陷是①我國(guó)椰殼資源短缺，遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足生產(chǎn)的需要，每年尚需從國(guó)外大量進(jìn)口;②從椰殼原料只能生產(chǎn)無(wú)定型粒狀炭;③椰殼原料價(jià)格較貴，致使產(chǎn)品價(jià)格較高。
我國(guó)太原新華化工廠等單位以煤為主要原料經(jīng)磨粉、拌和成型、炭化、活化生產(chǎn)粒狀活性炭，但其強(qiáng)度、比表面積均不夠高，灰分含量比椰殼炭高得多，不能作為椰殼活性炭的代用品。
中國(guó)專(zhuān)利85 1 02191號(hào)提出了一種制造微球型活性炭的方法，它是以煤粉為原料，經(jīng)造粒、烘干、炭化、活化制備微球型活性炭。其目的也是為了在某些用途上代替椰殼炭。該方法的成球技術(shù)難度高，向生產(chǎn)過(guò)渡比較困難。
本發(fā)明的目的是以豐富的無(wú)煙煤為主要原料，采用易于工業(yè)化的工藝方法生產(chǎn)無(wú)定型或園柱型顆?；钚蕴?，以用作醋酸乙烯沸騰床合成用的催化劑載體或用于其它對(duì)強(qiáng)度要求較高的吸附、催化等用途，以便部分代替椰殼生產(chǎn)的活性炭。
本發(fā)明制造顆粒狀活性炭方法的主要原料是灰分含量在5.5%以下(最好在4%以下)的精選無(wú)煙煤。無(wú)煙煤的灰成份中CaO、MgO、Na2O、Fe2O3的含量之和要大于50%(最好大于55%)。先將精選煤磨成粉，要求達(dá)到200目，將煤焦油和瀝青按比例配成粘合劑后加熱到120℃，以驅(qū)除低沸點(diǎn)雜質(zhì)。接著將煤粉與粘合劑拌和。煤粉與粘合劑的比例根據(jù)情況選定，一般每10份重量煤粉應(yīng)加4.5-8份粘合劑，拌和料中瀝青質(zhì)含量為3.6-5.2份。拌料中加入適量熱水調(diào)節(jié)拌和料的軟硬度，以便于成型加工。物料擠壓成型后進(jìn)行烤硬處理，使物料在1-4小時(shí)緩慢升溫至200-440℃，將焦油中的低溫餾分驅(qū)除并使瀝青質(zhì)氧化變硬，以消除試料間發(fā)生粘結(jié)的可能性?？居埠蟮奈锪霞尤朕D(zhuǎn)爐進(jìn)行炭化處理，炭化終溫要求450-600℃。如烤硬溫度達(dá)到340-420℃，且活化采用斯列普爐或其它有預(yù)熱、炭化段的活化爐則炭化步驟可以省去。炭化(或深度烤硬)后的物料經(jīng)酸洗至含鐵量低于0.2%后再用水洗至PH值在6.5-7之間。炭料經(jīng)檢驗(yàn)合格后出料、烘干至含水為5-10%，進(jìn)行活化。若活化爐不是斯列普爐，則要求料層溫度不得低于820℃，活化氣中含氧不得超過(guò)2.5%(最好不超過(guò)1%)。
本發(fā)明的顆粒狀活性炭的制造方法以煤炭資源為原料，不僅原料易得，而且降低了生產(chǎn)成本。本方法生產(chǎn)每噸載體炭的全部生產(chǎn)成本不足5000元，而用椰殼制載體炭?jī)H椰殼原炭的成本即為7500元-8000元/噸。本發(fā)明的工藝方法易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，制得的顆粒狀活性炭具有較高的比表面積和較高的耐磨強(qiáng)度，在用于載體或催化劑用途以及吸附方面具有較好的性能。由本工藝方法制得的醋酸乙烯載體炭配成的合成觸媒催化活性高于我國(guó)赤峰產(chǎn)椰殼載體炭，因此可用作椰殼制載體炭的代用品。
下面兩個(gè)實(shí)施例可以進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。
實(shí)施例1用寧夏汝箕溝精選煤，灰分含量3.8%，磨成98%通過(guò)200目的煤粉。將煤焦油(本身瀝青質(zhì)含量56%)和煤瀝青按10∶9.5的重量比混合，并加熱到120℃有配制成粘合劑。取100公斤煤粉加63公斤粘合劑及13公斤水混合并擠壓成條狀，拌和料中瀝青質(zhì)含量為49公斤。所得條料拌上少量煤粉(防粘)在轉(zhuǎn)爐中烤硬，最高處溫度為200-250℃，爐內(nèi)停留60-70分鐘。接著進(jìn)行炭化，最高處溫度為500℃，炭化料用3%的鹽酸洗兩次，然后放出酸液，用水反復(fù)洗滌至炭料PH值達(dá)6.5-7，分析炭料含鐵量低于0.1%即可。該濕料烘干至含水8-10%，投入斯列普爐進(jìn)行活化，活化溫度860-900℃?；罨蟮膱@柱狀活性炭即可作為成品;若需生產(chǎn)小顆粒無(wú)定型的沸騰床載體炭，上述活性炭進(jìn)行破碎、篩分及酸、水洗、烘干處理即可。
所得活性炭性能如下比表面積 1070米2/克總孔容積 0.601厘米3/克醋酸吸附量 444毫克/克醋酸鋅吸附量 166毫克/克(7.85克/100毫升)
耐磨強(qiáng)度 81.7%充填比重 0.473克/毫升灰分 2.32%合成空間時(shí)間收率(STY)1.438公斤/升·日(醋酸乙烯合成)PH值7.5碘吸附率933毫克/克實(shí)施例2將煤焦油(本身含瀝青質(zhì)59%)與煤瀝青按10∶8的重量比配成粘合劑。取原料煤粉(要求同例1)100公斤加66公斤熱粘合劑及16公斤熱水，混勻后擠壓成片狀光潔致密物料，此物料中瀝青質(zhì)含量為49.5公斤。將片狀物料破碎成30毫米以下小塊，或?qū)挾?0毫米以下條料，加入防粘煤粉后進(jìn)入轉(zhuǎn)爐烤硬，最高溫度340-380℃，停留時(shí)間100-120分鐘，接著進(jìn)行酸洗、水洗、烘干，條件與例一相同。然后投入斯列普爐活化，溫度930-960℃?；罨卯a(chǎn)品按要求粒度破碎篩分。醋酸乙烯載體炭則需再次進(jìn)行酸洗、水洗、烘干。所得成品載體炭的性能如下比表面積 1380米2/克總孔容積 1.072毫升/克醋酸吸附量 456毫克/克耐磨強(qiáng)度 74.8%充填比重 0.425克/毫升灰分 7.02%PH值 6.5碘吸附率 ≥900毫克/克苯吸附率 43.8%該樣品在裝催化劑4立方米的沸騰床反應(yīng)器中考察結(jié)果共運(yùn)轉(zhuǎn)50天，催化合成醋酸乙烯282.6噸，反應(yīng)液質(zhì)量合格。進(jìn)入最佳反應(yīng)溫度后，在長(zhǎng)達(dá)40天的時(shí)間內(nèi)STY值保持在平均1.593噸/米3·日的高水平(赤峰椰殼炭達(dá)到平均1.409噸/米3·日僅保持7天)。中后期日磨損率為0.338%(上述椰殼炭為0.450%)。
權(quán)利要求
1.一種以精選煤為原料，將煤磨粉并加入煤焦油粘合劑，經(jīng)拌和成型、炭化、活化制造顆粒狀活性炭，特別是醋酸乙烯載體炭的方法，其特征是a、拌料的重量配比為10份煤粉加4.5-8份煤焦油粘合劑，拌和料中含瀝青質(zhì)3.6-5.2份。b、拌和成型后將物料在1-4小時(shí)內(nèi)緩慢升溫到200-440℃進(jìn)行烤硬處理。c、活化前將炭料進(jìn)行酸洗處理至含鐵量低于0.2%。
專(zhuān)利摘要
本發(fā)明涉及一種以煤為原料制造高強(qiáng)度、高比表面積粒狀活性炭，特別是醋酸乙烯載體炭的方法。該方法的要點(diǎn)是取10份重量煤粉加4.5-8份熱粘合劑并加適量熱水拌和成型，拌和料中含瀝青質(zhì)3.6-5.2份。成型后的物料在200-440℃烤硬處理1-4小時(shí)。然后在450-600℃下炭化處理，接著進(jìn)行酸洗處理至含鐵量低于0.2％，水洗、烘干后進(jìn)行活化處理。
文檔編號(hào)C01B31/00GK87100558SQ87100558
公開(kāi)日1988年8月3日 申請(qǐng)日期1987年1月24日
發(fā)明者錢(qián)祖凡 申請(qǐng)人:寧夏回族自治區(qū)化工研究所導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan