[发明专利]一种柱状载硫活性炭的制备方法

说明书

本发明属于活性炭的制备技术领域，具体涉及一种柱状载硫活性炭的制备方法。本发明以高硫石油焦为原料，用高硫渣油调制结合剂，结合剂与高硫石油焦共混成型后，经炭化和活化工艺处理，制备得到BET比表面积400～800m²/g、载硫量5～13％、强度70～95％的柱状载硫活性炭。制备工艺简单，绿色环保；所用原料为炼油工艺副产品，对降低活性炭原料成本，提高重油加工的整体效益具有重要的意义。

技术领域

本发明属于活性炭的制备技术领域，具体涉及一种柱状载硫活性炭的制备方法。

背景技术

重金属因具有强毒性、致癌性、致突变性、难降解及易富集等特性，一直以来都是环境治理的难点。由于燃料煤的燃烧、石油化工中含汞催化剂的使用等，大量不同形态的汞被排放到大气中。汞是一种极其有毒的金属，其化合物会对人体产生不可逆转的神经性危害。

活性炭是一类孔隙结构发达和化学性质稳定的吸附剂，尽管它具有高的比表面积，但由于汞具有高挥发性以及汞与炭表面的结合性较弱，因此普通活性炭的脱汞能力通常较弱。研究表明，采用表面赋硫技术，可以引入含硫官能团强化其吸附效果，尤其是对于汞的脱除。目前，一般通过对普通活性炭进行化学改性制备载硫活性炭，例如，采用硫磺、Na₂S或其它含硫化合物与活性炭混合后焙烧得到载硫活性炭，但该技术在制备工艺方面存在着使用有毒原料、成本偏高和工艺繁琐等缺点。

随着我国原油对外依存度的增加，加工中东进口高硫原油的激增，产生了越来越多的高硫石油焦。目前，高硫石油焦一般用作水泥转窑、玻璃熔窑和发电厂等行业的燃料。拓宽高硫石油焦的新用途，提高低值高硫石油焦的附加值，是亟待解决的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种柱状载硫活性炭的制备方法，采用高硫石油焦为原料，制备工艺简单，绿色环保，降低了活性炭的原料成本，对提高重油加工的整体效益具有重要的意义。

本发明所述的柱状载硫活性炭的制备方法，制备过程依次为调制结合剂，成型，炭化，活化。

具体包括以下步骤：

(1)结合剂调制

将高硫渣油置于磁力搅拌反应釜中，按1～30mL/min的流速通入空气、氮气、氧气或二氧化碳，以3～8℃/min的升温速率升温至反应釜中的高硫渣油完全软化后开启磁力搅拌器，在真空度为0～-0.096MPa、温度为250～450℃下，恒温减压抽滤30～200min后出料，得到软化点240～390℃的沥青结合剂；

所述的高硫渣油是高硫原油加工过程中产生的高硫常压渣油、高硫减压渣油或高硫脱油沥青；

(2)成型

将步骤(1)所得沥青结合剂与高硫石油焦分别粉碎至160目以下，然后将高硫石油焦与沥青结合剂、水、结合助剂按照质量比为100:20～100:4～40:2～30装入混捏机中，混捏均匀，在10～50℃下挤出成型，在常温下放置36～60小时，得到成型毛坯；

所述的结合助剂为聚乙烯醇、膨化淀粉、羧甲基纤维素、骨胶或硅藻土中任意一种；

(3)炭化

将步骤(2)得到的成型毛坯放到管式电阻炉中，在氮气保护下，以1～8℃/min的升温速率升温至550～650℃，恒温1～2小时，得到柱状炭；

(4)活化

在氮气保护下，将步骤(3)得到的柱状炭在通入流速为0.3～0.8mL/min水蒸气条件下继续升温至750～950℃，活化处理1～4小时，得到柱状载硫活性炭。

其中：

优选地，步骤(1)中，通入空气、氮气、氧气或二氧化碳的流量为7～20mL/min。