[发明专利]沥青球氧化不融化的促进方法

说明书

技术领域

本发明属于沥青球的氧化不融化制备方法，具体地说涉及一种沥青球氧化不融化的促进方法。

背景技术

以沥青为原料制备球状活性炭属于高科技，其制备过程复杂，难度大，导致其成本偏高，限制了应用范围，而使其成本偏高的关键的沥青球的氧化不融化步骤，该步骤需要采用空气对其进行极其缓慢的双扩散氧化缩合交联脱氢过程，很多情况下所得氧化后的沥青球呈现龟裂，甚至裂开，严重影响后续球状活性炭的制备。

一些专利是针对沥青纤维的氧化不熔化开展工作的，如美国专利3392216、特公昭43-893、特公昭46-37786等采用氧化性气体如0₂、O₃、SO₃、NO₂或空气，以及HNO₃、K₄MnO₄等溶液进行不融化处理，但由于这些专利中的原料为直接仅为10-20微米左右的纤维，氧化不融化的处理远比毫米级的沥青球的氧化不融化容易很多；

申请号为200410100531.4的“制备球形活性炭的方法”中采用氧化性气体如0₂、O₃、SO₃、NO₂或空气对沥青球进行氧化不融化处理，所需时间至少7.5h之上；

英国专利GB1468982对沥青球的氧化不熔化处理的时间也长达15-20h；

公开号CN1156123A“促进沥青球不熔化过程的方法”中采用添加硫或萘醌的方法来促进沥青球的氧化不融化，但所采用的硫由于在氧化过程中将以SO₂或SO₃的方式逸出，导致环境污染，同时还有可能造成设备的腐蚀；此外，硫还可能残留在最终的活性炭球内，影响产品的应用范围。

申请号201110108729“一种无需不熔处理工艺的沥青基球形活性炭的制备方法”，将高软化点的粉体沥青与炭粉和粘结剂与在常温下制成直径在0.5mm～5mm的圆球形的颗粒，直接进入沥青炭化炉内制备球炭，虽然避免了沥青的氧化不融化步骤，但所加炭粉的比例高达34％～79％，只能通过机械造粒方法成球，如此所得活性炭的比表面积不高。

发明内容

本发明的目的是提供一种可显著促进沥青球氧化不融化且其活性炭产品的比表面积高的沥青球氧化不融化的促进方法。

本发明的制备工艺如下：

(1)改性沥青的制备：将质量比为1：(0.2-0.4)：(0.01-0.2)的高软化点沥青、萘、促进剂均匀混合后，于200-300℃反应1-5h，获得改性沥青；

(2)沥青球的制备：改性沥青经破碎筛分后获得1.1-2.5mm沥青颗粒，之后加入到含有浓度为1-5wt％聚乙烯醇水溶液的高压釜中，其中聚乙烯醇的质量为沥青的5-15％，在90-150℃下搅拌0.5-3h，获得沥青球；具体的制备方法按照CN97101617.8“一种球状活性炭的制备方法”进行；

(3)沥青球的氧化不融化：空气气氛下，以100-240℃/h升温速率从室温升温到230-280℃，停留0.5-2h，获得氧化沥青球；

(4)氧化球的炭化活化：以3-10℃/min升温速率在惰性气氛中从室温升温到800-1000℃停留0.5-2h，之后切换为水蒸气或CO2活化1-5h，获得产品，具体的制备方法按照CN97101617.8“一种球状活性炭的制备方法”进行。

如上所述的促进剂为间苯二酚、间苯三酚、均四甲苯、1,3-二萘酚、2,6-二萘酚以及邻甲基对苯二酚中的一种或两种混合物。

如上所述的两种促进剂的比例为质量比1:1-3:1。

如上所述的高软化点沥青的软化点范围为200-300℃。

本发明的优点：

1促进剂的加入，可使毫米级小球顺利完成氧化不融化，克服了以往毫米级小球尤其是直径在1mm以上小球在氧化不融化后的龟裂或银行不融化很难进行。

2由于采用了促进剂，可使氧化不融化的温度显著降低，且氧化不融化的时间大大缩短。这样，沥青基球状活性炭的制备成本可显著下降。

3由于促进剂全部由碳、氧和氢构成，未在沥青中引入其他杂原子，保证了后续处理时不会产生腐蚀或一些产品其他性能的因素，利于产品应用范围的拓展。

具体实施方式

实施例1