CN114053995A - 一种活性炭的改性方法及应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种活性炭的改性方法及应用。本发明用双氧水对活性炭进行改性处理，解决现有RT培司生产废气先用酸液吸收，再用水吸收，然后紫外光分解，吸收尾气的废酸液和废水难处理，成本高的问题，将含有苯胺、甲醇、三甲胺的RT培司生产废气脱苯胺、脱甲醇处理，经脱苯胺、脱甲醇处理后的三甲胺尾气用活性炭吸附，用盐酸进行再生和复用，再生过程产生的洗脱液经浓缩后回收三甲胺盐酸盐，实现RT培司生产废气的有效利用，安全环保。

Description

一种活性炭的改性方法及应用
技术领域
本发明属于精细化工技术领域，更具体涉及一种活性炭的改性方法及应用。
背景技术
RT培司（对氨基二苯胺）广泛应用于橡胶助剂、染料、纺织、印刷及制药工业等，主要用于橡胶防老剂4010NA、6PPD等。硝基苯法制备RT培司（对氨基二苯胺）工艺以硝基苯、苯胺为原料，以四甲基氢氧化铵为缩合催化剂进行连续缩合，缩合结束后，添加溶剂直接加氢，加氢结束后，分离水相，回收四甲基氢氧化铵、甲醇，有机相进入精馏工序精馏得产品对氨基二苯胺，苯胺回用。
硝基苯法制备RT培司的废气中含有苯胺、甲醇、三甲胺，目前现有处理方法为：先用酸液吸收，再用水吸收，然后紫外光分解，吸收尾气的废酸液和废水难处理，成本高。
US4845289A公开了一种去除或减少三甲胺的方法，用三甲胺与等摩尔的一氯甲烷在温度大于等于50℃，维持一段时间，生成四甲基氯化铵，效果不佳。
CN206793362U公开了一种分解三甲胺恶臭气体的装置，包括：DBD气体放电区，深紫外光辐射区，浅紫外光辐射区，成本高。
CN205740834U公开了一种适用于氯乙酸甲酯和三甲胺反应的连续安全反应器，包括主体和反应液循环系统，过程复杂。
CN204996297U公开了一种三甲胺气体吸收回收设备，将排气吸收管伸入到自由端是喷淋管的一级吸收罐内，从一级吸收罐顶引出的二级排气吸收管伸入到自由端是喷淋管的二级吸收槽中央；一级吸收罐底引出管连接由泵为动力的三甲胺回收管；而补水管连接一级吸收罐和二级吸收槽，步骤长。
CN104725238B公开了一种三甲胺回收装置，包括反应蒸发釜、精馏塔、冷凝器、气液分离器、吸收液中间罐、吸收液中间泵、清水中间罐，此发明设备多、流程长、精馏塔和反应蒸发釜的理论塔板数高，设备投资大。
文献四甲基碳酸氢铵的绿色合成工艺以碳酸二甲酯和三甲胺水溶液为原料一步合成四甲基碳酸氢铵，碳酸二甲酯与三甲胺摩尔比为1：1.2，反应温度105℃，反应时间5小时，缺点是碳酸二甲酯会水解生成碳酸和甲醇。
普通活性炭孔径分布不均匀、吸附选择性能差，对小分子气体吸附量低，可根据需要对活性炭进行改性处理，增大吸附容量，提高吸附性能。
发明内容
本发明目的意在解决现有RT培司生产废气先用酸液吸收，再用水吸收，然后紫外光分解，吸收尾气的废酸液和废水难处理，成本高的问题，而提出的一种一种活性炭的改性方法及应用。
本发明方法是将含有苯胺 、甲醇、三甲胺的RT培司生产废气脱苯胺、脱甲醇处理，经脱苯胺、脱甲醇处理后的三甲胺尾气用活性炭吸附，用盐酸进行再生和复用，再生过程产生的洗脱液经浓缩后回收三甲胺盐酸盐，实现RT培司生产废气的有效利用，安全环保。
从分子结构和物性上可知，三甲胺是碱性物质，其对酸性含氧基团具有更强的亲和作用，由于活性炭对极性小分子气体三甲胺的吸附量低，所以本发明对活性炭进行改性，通过双氧水对活性炭表面官能团进行氧化改性，提高含氧酸性官能团的含量，增强对极性物质的吸附能力，促进改性活性炭对三甲胺的吸附效果。
本发明是这样来实现的：将活性炭通过改性剂进行改性。
将改性后的活性炭用于RT培司生产尾气的处理。
其中所述的活性炭为改性活性炭。
其中所述的改性剂为双氧水。
其中所述的双氧水浓度为5%~35%。
其中所述的双氧水质量为活性炭质量的80%～200%。
其中所述的改性温度0℃~45℃。
其中所述的改性活性炭的比表面积与未改性活性炭的比表面积比值≥2。
其中你所述改性活性炭的平衡吸附容量为37mg/g。
其中所述的改性后的活性炭用于RT培司生产尾气的处理。
具体地，是将含有苯胺、甲醇、三甲胺的RT培司生产废气脱苯胺、脱甲醇处理，经脱苯胺、脱甲醇处理后的三甲胺尾气用活性炭吸附，用盐酸进行再生和复用，再生过程产生的洗脱液经浓缩后回收三甲胺盐酸盐。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1. 通过对活性炭进行改性，增大吸附容量，提高吸附性能；
2. 本发明有效利用废气中的有机物质，变废为宝，增加经济效益；
3. 本发明减少安全隐患，从根本上解决废酸和废水处理困难问题，增加了RT培司社会效益。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明加以详细描述（下面对比例中和实施例中百分含量为质量百分含量）。
对比例
用未改性活性炭吸附脱苯胺、脱甲醇处理后的三甲胺尾气，未改性活性炭比表面积为280m2/g，三甲胺浓度480mg/m3，未改性活性炭的平衡吸附容量为10mg/g。
实施例1
用浓度为5%的双氧水对活性炭进行改性，双氧水质量为活性炭质量的200%，温度45℃，改性后活性炭比表面积为610m2/g，用改性后活性炭吸附脱苯胺、脱甲醇处理后的三甲胺尾气，三甲胺浓度480mg/m3，改性后活性炭的平衡吸附容量为37mg/g，用稀盐酸对达到平衡吸附量的活性炭进行三甲胺脱附，脱附率93%，脱附后活性炭再生复用，洗脱液浓缩后回收三甲胺盐酸盐。
实施例2
用浓度为10%的双氧水对活性炭进行改性，双氧水质量为活性炭质量的150%，温度40℃，改性后活性炭比表面积为670m2/g，用改性后活性炭吸附脱苯胺、脱甲醇处理后的三甲胺尾气，三甲胺浓度480mg/m3，改性后活性炭的平衡吸附容量为39mg/g，用稀盐酸对达到平衡吸附量的活性炭进行三甲胺脱附，脱附率91%，脱附后活性炭再生复用洗脱液浓缩后回收三甲胺盐酸盐。
实施例3
用浓度为12%的双氧水对活性炭进行改性，双氧水质量为活性炭质量的130%，温度35℃，改性后活性炭比表面积为708m2/g，用改性后活性炭吸附脱苯胺、脱甲醇处理后的三甲胺尾气，三甲胺浓度480mg/m3，改性后活性炭的平衡吸附容量为41mg/g，用稀盐酸对达到平衡吸附量的活性炭进行三甲胺脱附，脱附率91%，脱附后活性炭再生复用洗脱液浓缩后回收三甲胺盐酸盐。
实施例4
用浓度为20%的双氧水对活性炭进行改性，双氧水质量为活性炭质量的120%，温度30℃，改性后活性炭比表面积为710m2/g，用改性后活性炭吸附脱苯胺、脱甲醇处理后的三甲胺尾气，三甲胺浓度480mg/m3，改性后活性炭的平衡吸附容量为40mg/g，用稀盐酸对达到平衡吸附量的活性炭进行三甲胺脱附，脱附率92%，脱附后活性炭再生复用洗脱液浓缩后回收三甲胺盐酸盐。
实施例5
用浓度为25%的双氧水对活性炭进行改性，双氧水质量为活性炭质量的100%，温度25℃，改性后活性炭比表面积为755m2/g，用改性后活性炭吸附脱苯胺、脱甲醇处理后的三甲胺尾气，三甲胺浓度480mg/m3，改性后活性炭的平衡吸附容量为43mg/g，用稀盐酸对达到平衡吸附量的活性炭进行三甲胺脱附，脱附率89%，脱附后活性炭再生复用洗脱液浓缩后回收三甲胺盐酸盐。
实施例6
用浓度为28%的双氧水对活性炭进行改性，双氧水质量为活性炭质量的100%，温度20℃，改性后活性炭比表面积为808m2/g，用改性后活性炭吸附脱苯胺、脱甲醇处理后的三甲胺尾气，三甲胺浓度480mg/m3，改性后活性炭的平衡吸附容量为48mg/g，用稀盐酸对达到平衡吸附量的活性炭进行三甲胺脱附，脱附率90%，脱附后活性炭再生复用洗脱液浓缩后回收三甲胺盐酸盐。
实施例7
用浓度为35%的双氧水对活性炭进行改性，双氧水质量为活性炭质量的80%，温度0℃，改性后活性炭比表面积为820m2/g，用改性后活性炭吸附脱苯胺、脱甲醇处理后的三甲胺尾气，三甲胺浓度480mg/m3，改性后活性炭的平衡吸附容量为55mg/g，用稀盐酸对达到平衡吸附量的活性炭进行三甲胺脱附，脱附率88%，脱附后活性炭再生复用洗脱液浓缩后回收三甲胺盐酸盐。
本发明可用其它不违背本发明的精神或主要特征的具体形式来概述。因此，无论从哪点来看，本发明的上述实施方案都只能认为是对本发明的说明而不能限制本发明，权利要求书指出了本发明的范围，而上述的说明并未指出本发明的范围，因此，在与本发明的权利要求书相当的含义和范围内的任何变化，都应认为是包括在权利要求书的范围内。

Claims (9)

1.一种活性炭的改性方法，其特征在于将活性炭通过改性剂进行改性。
2.根据权利要求1所述的改性方法，其特征在于所述的改性剂为双氧水。
3.根据权利要求2所述的改性方法，其特征在于所述的双氧水浓度为5%~35%。
4.根据权利要求1-3之一所述的改性方法，其特征在于双氧水质量为活性炭质量的80%～200%。
5.根据权利要求1所述的改性方法，其特征在于改性温度0℃~45℃。
6.根据权利要求1所述的改性方法，其特征在于改性活性炭的比表面积与未改性活性炭的比表面积比值≥2。
7.根据权利要求1所述的改性方法，其特征在于改性活性炭的平衡吸附容量为35-55mg/g。
8.一种改性活性炭的应用，其特征是将改性后的活性炭用于RT培司生产尾气的处理。
9.根据权利要求7所述的应用，其特征在于将含有苯胺、甲醇、三甲胺的RT培司生产废气脱苯胺、脱甲醇处理，苯胺、甲醇回收套用于合成RT培司的还原反应，经脱苯胺、脱甲醇处理后的三甲胺尾气用改性活性炭吸附，用盐酸进行再生和复用，再生过程产生的洗脱液经浓缩后回收三甲胺盐酸盐。
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韩鹏;任爱玲;郭斌;律国黎;: "过氧化氢改性活性炭对三甲胺废气的吸附" *

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