[发明专利]对羟基苯海因生产废母液制备高性能活性炭的方法

说明书

本发明涉及对羟基苯海因生产废母液制备高性能活性炭的方法，包括废母液中和与成盐，混合树脂的合成与均匀化，混合树脂的干燥与固化，混合树脂的炭化与活化，活性炭后处理与活化剂回收五个部分。制备得到高性能活性炭粉的比表面积为1500‑1800m²/g，灰分为0.02%‑0.05%，碘吸附量为1000‑1200 mg/g，亚甲基蓝脱色力160‑180 mg/g，以废液中有机物质量计的活性炭制备收率为25%‑35%。本发明以对羟基苯海因生产废母液制备高性能活性炭，从根本上解决了生产中的废渣处置和废水治理问题。

技术领域

本发明涉及对羟基苯海因生产废母液制备高性能活性炭的方法，属于化工和材料领域。

背景技术

活性炭是一种环境友好型固体吸附剂，中国活性炭年产量已达60万吨以上，已基本满足环境保护、工业生产和日常生活的需求。开发新能源领域急需的比表面积高、孔隙可调控和低灰分的高性能活性炭以及利用含碳废弃物低成本生产高性能活性炭是下一步发展重点。

申请人早期申请了一种利用酚类废弃物制备高性能活性炭的方法的专利（CN2018109163197，2018-08-13），将对羟基苯海因生产的废渣转化为高性能活性炭，降低了废弃物的处置成本和实现了废物利用。采用的工艺路线是首先向对羟基苯海因生产废母液中加入甲醛缩合剂，使其中可溶性的邻羟基苯海因等酚类化合物与甲醛缩合形成不溶性的海因取代酚醛树脂沉淀出来，树脂沉淀固化后用作高性能活性炭制备的原料，去除了大部分酚类污染物的剩余母液进入企业废水生化处理系统进行下一步处理。

在技术推广过程中，相关企业的专业技术人员认为，将对羟基苯海因生产废母液中的酚类污染物分离后，废液中的碳氮比（C/N）将大幅降低，可能会影响企业现有废水生化处理系统的正常运行，该技术可能更适合新建设废水处理系统，期望能将对羟基苯海因生产废液中的各类有机污染物同时降低或全部转化为树脂类含碳原料，并将其用于高性能活性炭生产，这样才能解决企业生产中的废渣处置问题和废水治理问题。

根据企业要求构思了新的技术改进方案，计划将废母液中各类有机污染物全部转化为混合树脂沉淀，进一步转化为活性炭，创新思路的可行性也得到文献观点的支持。文献报道将难以热分解的酚醛树脂和容易热分解的聚乙烯醇树脂混合作为高性能活性炭原料具有很多优势：（1）容易热分解树脂的炭化，为难以热分解树脂的炭化活化提供了无机活化剂的迁移通道，使其变得容易活化；（2）容易热分解的树脂在高温下活化气化，遗留的孔隙将成为活性炭孔隙结构的一部分，更容易获得中孔活性炭；（3）混合酚醛树脂的活化比较容易进行，使无机活化剂的选择范围变大，活化剂用量减少，降低了生产成本。

中国现有抗生素阿莫西林原料对羟基苯海因生产企业10余家，生产能力2万吨以上。根据企业生产中折纯的原料消耗定额数据推算，每生产1吨对羟基苯海因需要消耗苯酚0.9吨，乙醛酸0.7吨，尿素1.7吨，产生有机污染物2.3吨，其中包括难以处理的酚类有机物污染物1.1吨和脲类有机污染物1.2吨。这些有机污染物期初溶解在生产废母液中，缓慢自聚合形成不溶性酚类有机沉淀物。大多数对羟基苯海因生产企业因不能承受高昂的环保成本而关闭，少数对羟基苯海因生产企业采取暂时贮存废母液和废渣的方式维持生产，限制了企业生产能力和生产效益提高，甚至危及到企业的生存。

早期研究中设法将对羟基苯海因生产中的酚类有机物从废母液中分离的一个重要原因是担心活性炭制备过程中脲类有机物热分解产生氧化氮尾气，实验研究中发现在炭化温度范围内，废母液中脲类有机物热分解产生的主要是氮气，几乎没有氧化氮尾气产生。企业专业技术人员对现有技术的改进要求既有合理性，又有技术可行性，开发用对羟基苯海因生产废母液制备高性能活性炭技术更符合市场需要，同时也不属于现有专利的保护范围。

发明内容