專利名稱：炭分子篩的制備方法
涉及領(lǐng)域本發(fā)明涉及一種以石油焦為原料制備炭分子篩的方法。
專利CN107029A公開了一種用核桃殼制造空分富氮用炭分子篩的方法，該方法是在惰性氣氛下將核桃殼置于轉(zhuǎn)爐中一次炭化，一次炭化物粉碎后加粘結(jié)劑成型，成型物干燥后在轉(zhuǎn)爐中經(jīng)二次炭化，冷卻后得到空分富氮炭分子篩，該方法所述兩次炭化過程中均采用氮?dú)獗Ｗo(hù)，使得過程復(fù)雜，增加了產(chǎn)品成本。
專利CN1030030A公開了一種煤制色譜固定相炭分子篩的方法，該方法是將煤加堿加酸處理，使該處理物中含有腐植酸，該處理物經(jīng)多次中和、洗滌、干燥后得到炭分子篩產(chǎn)品。該方法所述過程需加酸處理，加堿處理或加堿中和處理，從上述操作過程看，操作過程對(duì)設(shè)備的防腐蝕要求高，且存在著較大的環(huán)境污染問題。
本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的
將石油焦粉碎至100目以下，加入粘結(jié)劑及適量水進(jìn)行捏合，捏合均勻后將該捏合物進(jìn)行成型處理，成型處理物經(jīng)干燥處理后進(jìn)行炭化，然后根據(jù)需要進(jìn)行或控制活化；或通過兩組份孔隙調(diào)整法；或控制活化與兩組份孔隙調(diào)整法的組合法孔徑處理工藝，獲得本發(fā)明所述的炭分子篩。
上面所述的粘合劑是指石油瀝青、乙烯裂解焦油或煤焦油或其調(diào)合組份。
所述炭化溫度為400℃～800℃。
所述孔徑處理工藝為(1)控制活化在活化溫度為800℃～1000℃范圍內(nèi)，根據(jù)產(chǎn)品不同活化水蒸汽的量控制在(2～15)kg/kg產(chǎn)品，或控制CO2或空氣的量在(0.1～3)m3/kg產(chǎn)品即獲得本發(fā)明所述炭分子篩；(2)兩組份孔隙調(diào)整法該方法特征在于選擇A組份與B組份調(diào)合成混合組份，將所述炭化處理后的炭化物與調(diào)和成的混合組分混勻，保證浸漬吸附時(shí)間在0.1h～24h，然后將經(jīng)過浸漬處理的物料在室溫至250℃進(jìn)行干燥處理2min～200min，再進(jìn)行所述炭化處理即得炭分子篩；(3)可將上述(1)與(2)的處理工藝組合，得到碳分子篩。
上述(2)所述A組份為石油或化工領(lǐng)域中的瀝青或焦油物質(zhì)，這些物質(zhì)可以是石油瀝青、澄清油、乙烯裂解焦油、煤焦油，所述B組份是苯類物質(zhì)、柴油、汽油、煤油。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于采用石油焦為原料，將石油磨粉后，經(jīng)成型、炭化及不同孔徑處理工序，從而獲得不同孔徑的碳分子篩，所得產(chǎn)品強(qiáng)度在95％以上，通過本發(fā)明所得產(chǎn)品、孔徑寬度可控制在30以內(nèi)，最小可控制在10以內(nèi)，產(chǎn)品可用于PSA法空氣分離制氧和制氮、PSA法含氫氣體分離提純氫氣、催化劑及其載體等應(yīng)用領(lǐng)域。
具體實(shí)施以下通過實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)特點(diǎn)。
實(shí)施例1取粒度在160目以下的石油焦粉2kg，加入乙烯裂解焦油0.4Kg，加水0.1Kg進(jìn)行捏合，并混合均勻，在成型設(shè)備上成型，自然晾干5分鐘，然后將該物料在750℃條件下炭化處理10min，將炭化處理料加入活化爐，在950℃條件下通入水蒸汽進(jìn)行控制活化，水蒸汽的量為2kg/kg產(chǎn)品，所得到的炭分子篩產(chǎn)品在H2、N2兩組份PSA工藝中，提純氫濃度達(dá)到了99.99％。
實(shí)施例2取180目以下石油焦粉2kg，加入石油瀝青、乙烯裂解焦油混合粘結(jié)劑0.5kg(該混合粘結(jié)劑的重量組成是石油瀝青∶乙烯裂解焦油85∶15)進(jìn)行捏合，成型處理，成型料在700℃條件下加入炭化爐，炭化處理20min，然后將炭化料加入活化爐，在900℃條件下通水蒸汽進(jìn)行活化處理，水蒸汽的量控制在5kg/kg產(chǎn)品，獲得炭分子篩產(chǎn)品在催化干氣中分離提純氫的濃度可達(dá)92％以上。
實(shí)施例3取粒度在100目以下的石油焦粉2kg，加入煤焦油0.5kg進(jìn)行捏合，成型處理，將成型料晾干20min，將該料在850℃下，處理5min即得炭化料。
取煤焦油1kg，加入汽油0.5kg攪拌混勻制成改性劑，然后在改性劑中加入炭化料進(jìn)行浸漬、吸附、時(shí)間為8h，將浸漬物在100℃進(jìn)行晾干處理20min送入活化設(shè)備用水蒸汽進(jìn)行活化處理，活化溫度為920℃?；罨羝繛?kg/kg產(chǎn)品，所得炭分子篩產(chǎn)品孔隙直徑在11-40，所得炭分子篩可用于從空氣中除去苯類物質(zhì)，還可用于催化劑載體。
實(shí)施例4將實(shí)施例2所得炭分子篩產(chǎn)品準(zhǔn)備好備用，取乙烯裂解焦油2kg，加入柴油組份2kg制成改性劑，將實(shí)施例2所得炭分子篩加入該改性劑進(jìn)行浸漬處理6h，然后將浸漬物進(jìn)行干燥處理，該干燥所得產(chǎn)物經(jīng)炭化處理即得新的炭分子篩，該炭分子篩適用于空氣分離、氣體的干燥處理等。
權(quán)利要求
1.炭分子篩的制備方法，其特征在于將石油焦粉碎至100目以下，加入粘結(jié)劑及水進(jìn)行捏合，捏合均勻后將該捏合物進(jìn)行成型處理，成型處理物經(jīng)干燥處理后進(jìn)行炭化，然后根據(jù)需要進(jìn)行或控制活化；或通過兩組份孔隙調(diào)整法；或控制活化與兩組份孔隙調(diào)整法的組合法的孔徑處理工藝，獲得本發(fā)明所述的炭分子篩。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的炭分子篩的制備方法，其特征在于石油焦粉、粘結(jié)劑、水的比例是60～90∶10～40∶0～10。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的炭分子篩的制備方法，其特征在于所述的炭化溫度為400℃～800℃。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的炭分子篩的制備方法，其特征在于所述孔徑處理工藝為(1)控制活化在800℃～1000℃的溫度條件下將炭化物送入活化爐，控制水蒸汽的用量在2～15kg產(chǎn)品，活化介質(zhì)為CO2、空氣，用量按0.1-3m3/kg產(chǎn)品控制，即得所需炭分子產(chǎn)品；(2)兩組份孔隙調(diào)整法該方法特征在于選擇A組份與B組份調(diào)合成混合組份，將所述炭化處理后的炭化物與調(diào)和成的混合組分混勻，保證浸漬吸附時(shí)間在0.1h～24h，然后將經(jīng)過浸漬處理的物料在室溫至250℃進(jìn)行干燥處理2min～200min，再進(jìn)行所述炭化處理，即得炭分子篩；(3)可將上述(1)與(2)的處理工藝組合，得到碳分子篩。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的炭分子篩的制備方法，其特征在于上述(2)所述A組份為石油或化工領(lǐng)域中的瀝青或焦油物質(zhì)，這些物質(zhì)可以是石油瀝青、澄清油、乙烯裂解焦油、煤焦油，所述B組份是苯類物質(zhì)、柴油、汽油、煤油。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的炭分子篩的制備方法，其特征在于A組份與B組份的比例為20～80∶80～20。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的炭分子篩的制備方法，其特征在于上面所述的粘合劑是指石油瀝青、乙烯裂解焦油或煤焦油或其調(diào)合組份。
全文摘要
本發(fā)明介紹了一種炭分子篩的制備方法，特別是以石油焦為原料制備炭分子篩的方法，將石油焦粉碎至100目以下，加入粘結(jié)劑及適量水進(jìn)行捏合，捏合均勻后將該捏合物進(jìn)行成型處理，成型處理物經(jīng)干燥處理后進(jìn)行炭化，然后根據(jù)需要進(jìn)行或控制活化；或通過兩組份孔隙調(diào)整法；或控制活化與兩組份孔隙調(diào)整法的組合法孔徑處理工藝，獲得本發(fā)明所述的炭分子篩，所得產(chǎn)品強(qiáng)度在95％以上，通過本發(fā)明所得產(chǎn)品、孔徑寬度可控制在30以內(nèi)，最小可控制在10以內(nèi)，產(chǎn)品可用于PSA法空氣分離制氧和制氮、PSA法含氫氣體分離提純氫氣、催化劑及其載體等應(yīng)用領(lǐng)域。
文檔編號(hào)C01B31/00GK1462650SQ0212074
公開日2003年12月24日 申請(qǐng)日期2002年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2002年5月31日
發(fā)明者全瀛寰, 董兆德, 高利平, 劉磐, 侯勝秀 申請(qǐng)人:中國(guó)石油天然氣股份有限公司