[发明专利]预防炭床着火的碳质吸附剂

说明书

本发明涉及从气体流中吸附挥发性有机化合物的方法。

活性炭技术目前已被广泛应用于溶剂回收和减少空气污染方法中。在某些应用中，例如，从空气流中吸附有机蒸气，含有已被吸附的有机化合物的活性炭床是在有氧存在下进行操作的。

在氧的存在下，可氧化的有机化合物如酮醛或有机酸被活性炭床吸附时的条件下放热反应失控和吸附剂床燃烧等事件已有报道。如E.C.Akubuiro，N.J.Wagner，“Assessment        of        Activated        Carbon        Stability        Toward        Adsorbed        Organics”（活性炭对吸附有机质的稳定性评估），Ind.Eng.Chem.Res.31，339-346（1992）;A.A.Naujokas，“Spontaneous        Combustion        of        Carbon        Beds（炭床的自燃），见Plant/Operations        Progress        Vol.4，No.2（1985.4）;A.A.Naujokas，“Preventing        Carbon        Bed        Combustion        Problems”（炭床燃烧问题的预防），Loss.Prev.，1978（12），128-135。

在活性炭床吸附在回收环己酮的应用中，燃烧现象代表了一个特别严重的问题，见例如，M.Mizutani，M.Minemoto和M.Hirao，“Prevention        of        the        Ignition        Phenomenon        of        Activated        Carbon        Beds        During        Recovery        of        Solvent        Containing        Cyclohexanone”Kagaku        Kogaku        Ronbushru，16（1），23-30（1990）;以及Y.Takeuchi，M.Mitztani&H.Ikeda，“Perevention        of        Activated        Carbon        Bed        Ignition        and        Degradation        During        the        Recovery        of        Cyclohexane”，Journal        of        Chemical        Engineering        of        Japan        Vol.23，No.1，68-74（1990）。

碳床燃烧问题在气体流中增加湿度来解决，见例如上述Takeuchi等人文章，亦可在关车时用惰性气体冲洗炭床，如上文Mizutani等。但是，这两种方法都会损害炭床的工作效率，如湿气可以减少吸附剂吸附有机化合物的容量，用惰性气体流使得炭床中质量传递区移向碳床的出口。

从氧化气体流中除去可氧化有机化合物的方法已有公开，该方法包括使气体流与碳质吸附剂颗粒床接触，并将可氧化有机化合物吸附于颗粒上，该颗粒包括多磺化交联合成共聚物的多孔热解颗粒。与同等条件下活性炭颗粒相比，在氧化剂存在下，热解共聚物吸附颗粒与被吸附的可氧化有机化合物一起，显示降低了的氧化活性。由于氧化活性低，该吸附床不增加局部温度幅度，得以避免局部区域的燃烧。

在一最佳具备实施方案中，可氧化有机化合物选自下面一组化合物：丙酮、甲基异丁基酮、甲基乙基酮、二异丁基酮、二乙基酮、乙基丁基酮、双丙酮醇、环己酮、乙醛、丙醛、丁醛、巴豆醛、乙酸丁酯、甲基异丁基醇、乙酸，丙酸和丁酸。

在一特别优选和有利的实施方案中，可氧化有机化合物是环己酮或丁醛。

在一最佳具体实施方案中，合成共聚物是乙烯基芳香族共聚物。

在一最佳具体实施方案中，在热解之前，多磺化共聚物的硫含量应最少约为单磺化作用引入同一共聚物的硫含量的1.04倍。

在一最佳具体实施方案中，吸附剂颗粒应大于或等于约0.05ml大孔体积/克吸附剂。