石油焦制备高比面积活性炭的深加工技术
石油焦制备的活性碳质吸附材料性能及机理研究
3722220年4月&Ecoxomics ic Petrochemicals•19•石油焦制备的活性碳质吸附材料性能及机理研究付东升（中国石化上海石油化工股份有限公司先进材料创新研究院，上海200544）摘要：利用石油焦为前驱体，加入化学活化剂及辅助助剂，以酚醛树脂为黏合剂挤出成型，通过优化碳化、活化工艺参数制备了活性碳质吸附材料。
当活化温度为990C,活化时间为122min时,制品的转鼓强度为95%,比表面积为1228m2/。
通过研究活性吸附材料的孔隙结构、微观形貌并利用红外光谱分析探讨了活化机理。
关键词：石油焦前驱体碳化-活化吸附材料文章编号：1674-1099（2235）03-0016-04中图分类号:TQ^.0+2文献标志码：A活性碳质吸附材料以富含碳元素的前驱体为原料，通过碳化、活化等一系列工艺制备而成[1-2]o以石油焦为原料制备活性吸附材料，可以大大缩短碳化、活化时间，降低生产成本宀4。
活性碳质吸附材料可应用于工业烟气脱硫,焦化废水、炼油废水等工业废水处理等领域中O 实验以石油焦为原料，以酚醛树脂为黏结剂,采用化学活化剂，通过对成型料碳化、活化工艺参数的调节,制备出高强度、高比表面积的活性碳质吸附材料，并通过孔结构、扫描电子显微镜（SEM）和红外光谱等测试分析手段表征活性吸附材料的性能。
1实验部分1.1实验用原材料及仪器实验原材料：石油焦、酚醛树脂、氮气（99.9%/、化学活化剂'Hey分析纯）、无水乙醇（分析纯）、蒸馏水。
试验仪器:全方位行星式球磨机、双螺杆挤条机、多功能回转炉、微型注射泵、全自动比表面积及孔隙度分析仪、SEM。
122制备工艺将石油焦粉碎，筛选粒径在5mm以下的焦粉，并用球磨机粉碎至100目以下。
加入各种辅助原料与焦粉混合均匀，无水乙醇作为表面活性剂少量加入是为了减小焦粉的表面张力，促进焦粉与溶剂的润湿，使焦粉与水能够较好地融合。
然后加入酚醛树脂黏结剂，将焦粉与黏结剂混合均匀，在双螺杆挤出机上进行挤条成型,得到直径为3mm的成型料。
石油焦制备高比表面积活性炭的研究
因素” 是： 活化时间 ! 活化温度 # 碱 ／ 炭质量比 "、 "、 原料粒度 % “ 是! $ - 水平” , . 2 "、 " 和原料种类& "； "： 、 、 ； 5 $ 6 3 25 $ 6 7 25 $ 6 # 8 2 9、 8 2 2 9、 : : 2 9； $ "： "： ／ 、 ／ 、 ／ ； : , 7 , 4 , % , 2 2!; 4 2" 5、 , 2 2!, 4 ;" 5、 ! "： ； ： 齐鲁 （ ） 石油焦、 大庆 （ ） 石油焦和 , 2 2" 5& < ’ = < " 盘锦 （> ） 石油焦 （ ， ， ） 。根据以往经验， 活性 ? "@, . 炭的碘吸附值随其比表面积的增加而增大， 所以在 本实验中我们选择碘吸附值为评价指标。
［收稿日期］ ； ［修改稿日期］ 。 " $ $ ! 2 $ 3 2 ! & " $ $ ! 2 ! " 2 " 7 ［作者简介］宋燕 （ ） ， 女， 河南省南阳市人， 博士， 电话 ! 7 + 0 2 $ % & ! 2 ， 电邮 8 + $ 7 % 7 0 ! 9 * : ; * # : ; < = > ? ; (。 1 ［基金项目］国家自然科学基金资助项目 （编号 & ） 。 7 + + " $ " &
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石油焦制备高比面积活性炭的深加工技术
石油焦制备高比面积活性炭的深加工技术摘要：石油焦是指原油经蒸馏后将轻重质油分离开以后，其中的重质油再经过热裂变的过程，转化而成的新的产品。
本文重点介绍石油焦的来源，及物理化学性质，还简要地介绍用石油焦制备活性炭的技术。
关键词：石油焦制备活性炭技术石油焦是指原油经蒸馏后将轻重质油分离开以后，其中的重质油再经过热裂变的过程，转化而成的新的产品。
这种产品要单从外观上看，形状并不是很规则，而且大小不一的黑色块状（或颗粒），并且有金属光泽，焦炭的颗粒具有多孔隙结构的特点。
石油焦主要的元素组成仍为碳，约占有80wt%以上，其余元素为氢、氧、氮、硫和一些金属元素。
石油焦本身具有其特有的物理、化学性质及其机械性质，是发热部份的不挥发性碳，挥发物和矿物杂质（硫、金属化合物、水、灰等）等的组合，这些指标也决定焦炭的化学性质。
一、石油焦的分类及主要用途1.石油焦的分类通常情况下石油焦通常有下列四种分类方法：第一种，按加工方法分类，可分为生焦和熟焦。
生焦即延迟焦化装置的焦炭塔得到，又称原焦，里面含较多的挥发成分，强度不高；熟焦是指生焦经煅烧（1300℃）处理后得到的,又称为煅烧焦。
第二种，按硫含量的高低分类，一般可分为高硫焦（硫元素的含量高于4%）、中硫焦(硫元素含量在2%～4%)和低硫焦（硫元素的含量低于2%）。
焦炭中的硫元素含量主要取决于原料油的起始的含硫量。
如果硫含量增高，焦炭质量就会降低，其用途也会随之而改变。
第三种，按显微结构形态的不同分类，即分为海绵焦和针状焦。
海绵焦即是多孔如海绵状，也又称为普通焦。
而针状焦细致密如纤维丝状，即又称为优质焦。
针状焦在性质上同海绵焦有非常明显的差别，它不但具有“三高三低”（即高密度、高纯度、高强度、低硫、低烧蚀量、低热膨胀系数）的特点，以及良好的抗热震性能等优点，而且在导热、导电、导磁和光学上都具有非常明显的各向异性。
第四种，按外观的不同形态又可分为针状焦、弹丸焦（或者叫球状焦）、海绵焦、粉焦四种。
石油焦活性炭的制备、吸附应用及电化学性能研究
石油焦活性炭的制备、吸附应用及电化学性能研究石油焦活性炭的制备、吸附应用及电化学性能研究引言：石油焦活性炭是一种具有优异物理化学性质的多孔材料，广泛应用于环境保护、能源存储和电化学领域。
本文将介绍石油焦活性炭的制备方法、吸附应用及电化学性能的研究进展。
一、石油焦活性炭的制备方法1. 物理法：主要通过热解、活化和碳化等过程制备石油焦活性炭。
在高温下进行热解后，再通过氧化剂（如水蒸气、二氧化碳等）进行活化处理，最后进行碳化。
该方法制备的活性炭具有较高的比表面积和孔容。
2. 化学法：使用化学活化剂如磷酸、氯化锌等与石油焦反应，通过化学反应将焦转化为活性炭。
该方法制备的石油焦活性炭具有较高的孔容、较多的孔隙结构。
3. 组合法：将物理法和化学法结合，经过一系列的反应和处理得到具有良好性能的石油焦活性炭。
通过在物理方法的基础上引入化学活化剂，既考虑了比表面积，又改善了孔隙结构。
二、石油焦活性炭的吸附应用1. 废水处理：由于活性炭具有良好的吸附性能，广泛应用于废水处理领域。
活性炭可以有效吸附废水中的有机物、重金属离子等污染物，使废水得到净化。
2. 空气净化：活性炭具有吸附烟雾、异味等有害气体的能力，因此在空气净化中有广泛的应用。
通过将活性炭置于空气净化设备内，可以有效去除空气中的有害物质，提高空气质量。
3. 废气处理：活性炭可以吸附废气中的有机气体、溶剂等，具有净化废气的效果。
在许多工业生产和化工过程中，通过活性炭的吸附作用，可以有效地净化废气。
三、石油焦活性炭的电化学性能研究1. 电容性能：石油焦活性炭具有较大的比表面积和丰富的多孔结构，使其具有较高的电容性能。
活性炭应用于电容器材料中，可以提高电容器的储能效果，具有良好的电化学性能。
2. 导电性能：石油焦活性炭具有良好的导电性能，可以应用于储能材料和电池领域。
通过对石油焦活性炭的导电性能进行研究，可以探索新型电化学储能系统和高性能电池的发展。
3. 催化性能：活性炭在一些电化学反应中具有催化作用。
石油焦活性炭的制备吸附应用及电化学性能研究
石油焦活性炭的制备吸附应用及电化学性能研究石油焦活性炭是指通过碳化石油焦料而制得的一种高性能吸附材料。
它具有高孔隙结构和大比表面积，广泛应用于各个领域，包括环境保护、储能设备和电化学储能等。
本文将探讨石油焦活性炭的制备方法、吸附应用以及电化学性能研究。
石油焦活性炭的制备方法多种多样，但主要包括碱金属活化法、物理活化法和化学活化法。
碱金属活化法是指将碱金属溶液与石油焦料混合后在高温下反应，生成活性碳。
物理活化法则是通过高温炉熔化焦炭，然后与气体反应生成活性炭。
化学活化法则是在有机溶剂中将焦炭和催化剂共沉淀，经过高温处理后生成活性炭。
这些制备方法能够得到具有不同孔径和孔容的石油焦活性炭，以满足不同吸附应用的需求。
石油焦活性炭具有较高的吸附性能，可用于吸附废水中的重金属离子、颜料和有机化合物等。
石油焦活性炭的大孔和介孔结构提供了较大的吸附表面积，使其具有良好的吸附能力。
此外，活性炭还可通过表面修饰和改性来改善其吸附性能，如通过改变碳材料的孔径大小、表面活性基团和杂原子掺杂等手段来增强其吸附性能。
除了吸附应用，石油焦活性炭还在电化学储能领域展现出良好的性能。
活性炭具有高比表面积和较好的电导性能，使其成为一种理想的电极材料。
石油焦活性炭可用作超级电容器的电极材料，其高孔隙结构和大比表面积可增加电荷传输速率和电容量。
此外，石油焦活性炭还可用作锂离子电池和燃料电池等储能设备中的电极材料。
通过对石油焦活性炭的电化学性能研究，可进一步优化其电化学储能性能。
研究人员可以通过调控活性炭的孔隙结构、表面性质和电导率等来改善其储能性能。
例如，可以通过掺杂非金属元素或进行磷酸化处理来提高活性炭的电导率和离子传输速率。
此外，也可以通过纳米复合技术和负载其他活性物质等手段来提高电极材料的储能性能。
总结起来，石油焦活性炭是一种具有良好吸附性能和电化学储能性能的材料。
通过不同的制备方法和吸附应用，可以制备出具有不同孔隙结构和表面性质的活性炭材料。
超级活性炭的合成及活化反应机理
超级活性炭的合成及活化反应机理
超级活性炭的合成及活化反应机理
以石油焦为原料,采用碱熔活化法合成出具有超高比表面的超级活性炭.借助XRD、TG-DTA、N2吸附实验等手段,对其结构与性能进行了表征.同时,设计原位TG-DTA测试技术、反应快速终止技术,对超级活性炭合成机理进行了考察,提出了两段活化反应机理,即中温径向活化机理和高温横向活化机理.发现K2O、-O-K+以及-CO-2K+是径向活化为主的中温活化段的活化剂活性组分,而处于熔融状态的K+O-、K+则是横向活化为主的高温活化段的催化活性组分.并发现径向活化是超级活性炭形成发达微孔分布的主要途径,也是控制超级活性炭微孔分布的主要手段.而高温横向活化机理则是导致超级活性炭形成大孔的主要途径.高温横向活化与中温径向活化一起构成石油焦基超级活性炭形成的主要机理.
作者：邢伟张明杰阎子峰作者单位：石油大学重质油加工国家重点实验室,中国石油天然气集团公司催化重点实验室,东营,257061 刊名：物理化学学报ISTIC SCI PKU英文刊名：ACTA PHYSICO-CHIMICA SINICA 年，卷(期)：2002 18(4) 分类号：O643.12 关键词：超级活性炭活化机理 KOH 径向活化横向活化。
由石油焦制备高比表面积活性炭技术
由石油焦制备高比表面积活性炭技术
无
【期刊名称】《精细化工原料及中间体》
【年(卷),期】2011(000)002
【摘要】<正>一、产品和技术简介:由石油焦制备高比表面积粉状活性炭新技术。
采用独特的预处理方式及连续式化学活化法制备高比表面积活性炭。
与传统工艺比,活性炭收率高,活化剂用量少,工艺流程短,活化温度低,活化时间短.
【总页数】2页(P52-53)
【作者】无
【作者单位】
【正文语种】中文
【中图分类】TQ424.1
【相关文献】
1.石油焦制备高比表面积活性炭技术的研究 [J], 纪艳芬;王成军
2.石油焦制备高比表面积活性炭中试研究 [J], 李杰;孙晓琳;李华;陈云秀;王春玲
3.石油焦制备高比表面积活性炭的研究 [J], 宋燕;李开喜;杨常玲;吕春祥;凌立成;刘朗
4.氢氧化钾活化石油焦制备高比表面积活性炭 [J], 方建辉;姚伯元;韩福顺
5.石油焦基高比表面积活性炭的制备 [J], 刘洪波;张红波;伍恢和;许世昭;王守昌因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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石油焦制备高比面积活性炭的深加工技术摘要：石油焦是指原油经蒸馏后将轻重质油分离开以后，其中的重质油再经过热裂变的过程，转化而成的新的产品。
本文重点介绍石油焦的来源，及物理化学性质，还简要地介绍用石油焦制备活性炭的技术。
关键词：石油焦制备活性炭技术
石油焦是指原油经蒸馏后将轻重质油分离开以后，其中的重质油再经过热裂变的过程，转化而成的新的产品。
这种产品要单从外观上看，形状并不是很规则，而且大小不一的黑色块状（或颗粒），并且有金属光泽，焦炭的颗粒具有多孔隙结构的特点。
石油焦主要的元素组成仍为碳，约占有80wt%以上，其余元素为氢、氧、氮、硫和一些金属元素。
石油焦本身具有其特有的物理、化学性质及其机械性质，是发热部份的不挥发性碳，挥发物和矿物杂质（硫、金属化合物、水、灰等）等的组合，这些指标也决定焦炭的化学性质。
一、石油焦的分类及主要用途
1.石油焦的分类
通常情况下石油焦通常有下列四种分类方法：
第一种，按加工方法分类，可分为生焦和熟焦。
生焦即延迟焦化装置的焦炭塔得到，又称原焦，里面含较多的挥发成分，强度不高；熟焦是指生焦经煅烧（1300℃）处理后得到的,又称为煅烧焦。
第二种，按硫含量的高低分类，一般可分为高硫焦（硫元素的
含量高于4%）、中硫焦 (硫元素含量在2%～4%)和低硫焦（硫元素的含量低于 2%）。
焦炭中的硫元素含量主要取决于原料油的起始的含硫量。
如果硫含量增高，焦炭质量就会降低，其用途也会随之而改变。
第三种，按显微结构形态的不同分类，即分为海绵焦和针状焦。
海绵焦即是多孔如海绵状，也又称为普通焦。
而针状焦细致密如纤维丝状，即又称为优质焦。
针状焦在性质上同海绵焦有非常明显的差别，它不但具有“三高三低”（即高密度、高纯度、高强度、低硫、低烧蚀量、低热膨胀系数）的特点，以及良好的抗热震性能等优点，而且在导热、导电、导磁和光学上都具有非常明显的各向异性。
第四种，按外观的不同形态又可分为针状焦、弹丸焦（或者叫球状焦）、海绵焦、粉焦四种。
所谓的针状焦，指的是外观具有明显的针状结构和纤维纹理，一般主要作用是炼钢中的高功率和超高功率石墨电极使用。
海绵焦，即指含硫高，且含水率高，虽表面粗糙，但价格较高。
弹丸焦即外观形状呈圆球形，因为其表面光滑一般的含水率也较低，通常是由高硫高沥青质渣油生产出来的，只能用于发电，水泥等工业作为燃料。
所谓的粉焦，即径流态化焦化工艺生产出来的，其颗粒在(直径为0.1~0.4mm)挥发份高热膨胀系数较高，应用是不能直接用于电极制备和碳素行业的。
2.石油焦的主要用途
石油焦的通常主要用途十分广泛，主要是用作电解铝所用的预焙阳极和阳极糊、碳素行业生产增炭剂、石墨电极、冶炼工业硅以及燃料等。
一般来说，煅烧焦主要用于生产加工石墨电极、炭糊制品、金刚沙、食品级磷工业、冶金工业及电石等，应用最广泛的当然就是石墨电极。
而且生焦不经锻烧即可直接用于碳化钙作电石主料，并可生产碳化硅和碳化硼作研磨材料。
也可直接作为冶金工业鼓风炉用焦炭或高炉墙衬炭砖，通常也可用作铸造工艺用致密焦等
二、石油焦工业活性炭制备技术简介
1.原材料：(1)石油焦：可选用锦州石化公司生产的针状生焦。
(2)氢氧化钾：外观为白色片状，质量分数不得低于90％。
2.在hsaac试验室制备的阶段，一般都是采用立式反应器，中试放大中，也同样地采用了立式反应器。
在使用0300×600反应器时候，由于反应器径向温度梯度不是很大，物料反应均匀，就品质优良的活性炭产品；当反应器由0300×600放大到0600×l200时，由于反应器径向温度梯度变大，物料受热反应不均，中心部位物料活化温度和活化时间都达不到要求，致使产品质量降低。
根据试验经验，结合国内外专利和资料中制备hsaac的反应器类型，经分析实验研究，确定可以采用一种卧式反应器。
反应物料可在反应器中不断地向前推进，经过炭化、活化、冷却阶段到出料口。
由于反应器直径较小，所以反应过程中物料间存在的温度梯度小，物料反应均匀。
采用此反应器不但要具有物料反应均匀、劳动
强度小、产能大等优势，还可有效解决立式反应器存在的一些弊端。
反应器示意图见如下：
3.碱液回收处理
hsaac粗产品的水洗后会产生大量的碱溶液，主要含有koh和
k2c03。
水洗液总碱质量分数大约为12％。
然后可将水洗液蒸发浓缩，使总碱质量分数最终达到50％左右；在碱液浓缩后，通入c02进行碳酸化反应处理；然后将碳酸化产物在冷却槽中降温至25℃，使khc03充分结晶析出；冷却结晶后的物料在离心机中进行固液分离，液体再返回进行浓缩工序，即可得到湿基khc03，再最后进行焙烧得到k2c03。
4.工业化制备
石油焦经破碎、筛分，选出1.0~3.0mm左右的颗粒，然后与koh 按一定的重量比混合搅拌均匀。
随后将混合后的原材料全部加入到反应器中，物料会在反应器的不同部位进行相应的炭化和活化反应，反应结束后，只要经自然降温后，物料从反应器的尾端排出。
整个过程都要在氮气的保护下进行。
反应最终产物要经水洗和酸洗，达到中性，再经过干燥、烘干得到最终产品hsaac。
5.产品分析方法主要为
煤质颗粒活性炭试验方法一比表面积的测定，
gb/t7702.21-1997。
颗粒活性炭试验方法一孔容积的测定，gb/t7702.20-l997。
金
属粉末颗粒振实密度试验方法，gb5162.85．
三、小结
本文重点介绍石油焦的来源，及物理化学性质，还简要地介绍用石油焦制备活性炭的技术。
因为石油焦的应用十分广泛，不能一一说尽，也可能有所疏漏，还希望广大同仁多多指教，一同深入探索石油焦的深加工，为我国的工业生产和经济腾飞做出更多更大的贡献。
参考文献
[l]詹亮，李开喜，吕春祥，等．超级活性炭的制备及其储氢性能初步研究[j]．新型炭材料，2001.
[2]李强.李开喜，王芙蓉，等．针状焦基活性炭的制备及其作为edlc电极材料的电化学性能[j]．新型炭材料，2005.
[3]杨骏，黄止而，王定珠．超高比表面积活性炭载钼煤气甲烷化催化剂[j].燃料化学学报.1994，。