一种石油焦制备超级活性炭的方法

一种石油焦制备超级活性炭的方法

申请号：200610057999.9

申请日：2006-03-03

申请(专利权)人中国人民解放军63971部队

地址100083北京市925信箱

发明(设计)人张文峰曹高萍杨裕生

主分类号C01B31/04(2006.01)I

分类号C01B31/04(2006.01)I

公开(公告)号101028923

公开(公告)日2007-09-05

专利代理机构中国人民解放军防化研究院专利服务中心

代理人刘永盛姜燕

(10)授权公告号CN 101028923 B

(45)授权公告日2012.01.04

CN 101028923 B

*CN101028923B*

(21)申请号200610057999.9

(22)申请日2006.03.03

C01B 31/04(2006.01)

(73)专利权人中国人民解放军63971部队

地址100083 北京市925信箱

(72)发明人张文峰曹高萍杨裕生

(74)专利代理机构中国人民解放军防化研究院

专利服务中心11046

代理人刘永盛姜燕

CN 1258638 A,2000.07.05,全文.

CN 1406866 A,2003.04.02,全文.

乔文明等.氧化沥青的活化研究.碳素技术

2.1994,(2),1-4.

(54)发明名称

一种石油焦制备超级活性炭的方法

(57)摘要

一种以石油焦为原料制备超级活性炭的方法。将煅前石油焦破碎至10～200目，首先在含氧气的气氛下以5～25℃/min的速度升温至一定温度，进行预氧化处理，使易挥发物质氧化烧失，同时形成具有一定孔隙度的预氧化焦，然后将预氧化焦与碱金属氢氧化物按一定质量比混合均匀，在惰性气氛下升至一定温度进行活化，冷却后经洗涤、干燥得到超级活性炭产品。

(51)Int.Cl.

(56)对比文件

审查员李劼

(19)中华人民共和国国家知识产权局

(12)发明专利

权利要求书1 页说明书2 页

CN 101028923 B 1/1页

2

1.一种以石油焦为原料制备超级活性炭的方法，其特征是将煅前石油焦破碎至10～

200目，在含氧气体积为5～30％的气氛下进行预氧化处理，以5～25℃/min的速度升温

至250～550℃，保持0.2～10小时，使易挥发物质氧化烧失率控制在5～50％之内，同时

形成孔隙的碘吸附值在80～300mg/g之内的预氧化焦，然后将预氧化焦与碱金属氢氧化物按1∶0.1～2质量比混合均匀，在惰性气氛下升至500～900℃进行活化，冷却后经洗涤、干燥得到超级活性炭产品。

2.根据权利要求1所述制备超级活性炭的方法，其特征是碱金属氢氧化物指KOH或

NaOH的固体或其水溶液。

3.根据权利要求1所述制备超级活性炭的方法，其特征是活化时间为0.5～4小时。

权利要求书

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3

一种石油焦制备超级活性炭的方法

技术领域

[0001] 本发明提供一种以石油焦制备超级活性炭的方法，属于精细化工领域。

背景技术

[0002] 比表面积在2000m

2

/g以上的活性炭称为超级活性炭，此类活性炭比表面积大、

吸附能力极强，广泛用于电子、医药、催化、气体分离和贮存等领域。通常制备活性炭的原料主要为煤、木屑和果壳等，含碳量相对偏低，且灰份大，不易制备高品质活性炭。石油焦作为石油化工的副产品，原料丰富，含碳量高，一般在85～95％，且灰份低(<0.5％)，是

制备活性炭的理想原料，但石油焦石墨化程度较其他几类原料要高，相对比较难于活化。CN87105195.8直接将破碎的石油焦升温至500～800℃保持1～3小时得到活性炭，该方

法制得的活性炭比表面积不高，收率太低；JP74-14395在900℃下以水蒸汽活化石油焦，制得活性炭的碘吸附值为600mg/g。也有关于以石油焦为原料采用化学活化法制备活性炭的

报道，其中以KOH等碱金属氢氧化物活化为主，碱炭比例一般在3～8:1，CN1304788A将KOH

与石油焦按5:1的质量比直接混合后高温活化，产品比表面积超过3500m

2

/g，该方法制备的

活性炭比表面积高，但原料中碱炭比例大，由于KOH的价格很高，导致产品成本也非常高。发明内容

[0003] 本发明的目的在于提供一种以煅前石油焦为原料制备超级活性炭的方法。本发明

的技术方案如下：

[0004] 将煅前石油焦破碎至10～200目，在含氧气的气氛下，以5～25℃/min的速度升

温至250～550℃，并保持温度0.2～10小时，进行预氧化处理，使易挥发物质氧化烧失，形成具有一定孔隙度的预氧化焦，然后按质量比将预氧化焦与碱金属氢氧化物混合均匀，在惰性气氛下进行高温活化，活化温度为500～900℃，活化时间为0.5～4小时，冷却后经洗涤、干燥得到超级活性炭产品。

[0005] 本发明破碎的煅前石油焦首先进行预氧化处理。预氧化处理是在含氧量5～30％(体积百分数)之间的含氧气氛中进行。预氧化处理过程煅前石油焦烧失率控制在5～50％，预氧化焦孔隙度的碘吸附值控制在80～300mg/g。破碎的煅前石油焦预氧化处理的

时间在0.2～10小时之间。

[0006] 本发明碱金属氢氧化物为KOH或NaOH的固体或其水溶液，碱金属氢氧化物(以固体计)与预氧化焦的质量比为0.1～2∶1。

[0007] 本发明活化温度为500～900℃，活化时间为0.5～4小时。

[0008] 本发明具有以下优点：

[0009] 1.采用氧气预氧化工艺，使石油焦经预氧化形成一定孔隙，可以增大与碱性活化剂的初始接触面积，提高活化效率及活化剂的利用率。

[0010] 2.预处理工艺简单，直接利用含氧气气氛进行处理，对设备要求低。

[0011] 3.碱性活化剂用量降低，碱金属氢氧化物(以固体计)与预氧化焦的质量比低于

说明书

CN 101028923 B 2/2页

4

2∶1，可以有效降低成本。

[0012] 具体实施方式

[0013] 实例1

[0014] 将齐鲁石化煅前石油焦破碎至140～160目，在空气气氛下，以10～20℃/min的速度升温至450℃，预氧化处理1.5小时，烧失率35％，预氧化焦碘吸附值260mg/g。然后按

质量比1∶1的比例将固体KOH与预氧化焦混合均匀，在N2气氛下850℃进行活化，活化时

间为1小时，冷却后经洗涤、干燥，得到活性炭产品，比表面积2640m

2

/g。

[0015] 实例2

[0016] 将锦州石化煅前石油焦破碎至100～120目，在空气气氛下，以10～20℃/min的速度升温至400℃，预氧化处理2小时，烧失率23％，预氧化焦碘吸附值175mg/g。然后按质

量比1.5∶1的比例将固体KOH与预氧化焦混合均匀，在N2气氛下830℃进行活化，活化时

间为1.5小时，冷却后经洗涤、干燥，得到活性炭产品，比表面积3150m

2

/g。

[0017] 实例3

[0018] 将锦州石化煅前石油焦破碎至140～160目，在空气气氛下，以10～20℃/min的速度升温至400℃，预氧化处理2小时，烧失率23％，预氧化焦碘吸附值175mg/g。然后按质

量比0.5∶1的比例将固体NaOH与预氧化焦混合均匀，在N2气氛下800℃进行活化，活化时间为2小时，冷却后经洗涤、干燥，得到活性炭产品，比表面积2130m

2

/g。

说明书