RU2470983C1 - Method for determining activation time of oil coke surface - Google Patents
Method for determining activation time of oil coke surface Download PDFInfo
- Publication number
- RU2470983C1 RU2470983C1 RU2011120526/05A RU2011120526A RU2470983C1 RU 2470983 C1 RU2470983 C1 RU 2470983C1 RU 2011120526/05 A RU2011120526/05 A RU 2011120526/05A RU 2011120526 A RU2011120526 A RU 2011120526A RU 2470983 C1 RU2470983 C1 RU 2470983C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- coke
- degree
- activation
- activation time
- loss
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к способам определения времени активации поверхности нефтяного кокса при его активировании для получения носителей катализаторов нефтехимической и химической промышленности, автомобильных катализаторов, а также углеродных сорбентов для технологических процессов.The invention relates to methods for determining the activation time of the surface of petroleum coke when it is activated to obtain supports for catalysts in the petrochemical and chemical industries, automotive catalysts, as well as carbon sorbents for technological processes.
Активные угли, применяемые в качестве носителей для катализаторов и адсорбентов, получают пиролизом различных углеродсодержащих материалов, например, древесины, торфа, каменного угля, продуктов нефтепереработки, органических полимеров с последующей активацией паровоздушной смесью, углекислым газом или другими активирующими агентами [Кинле X., Бадер Э. Активные угли и их промышленное применение / Пер. с нем. - Л.: Химия, 1984. - 216 с.]. Приготовленные известными способами углеродные материалы имеют развитую пористую структуру, позволяющую использовать их в качестве носителей для катализаторов, однако существенным недостатком этих углеродных материалов является то, что в процессе активации степень угара углеродного материала составляет до 50% масс. и более, что является причиной их высокой стоимости.Active carbons used as supports for catalysts and adsorbents are obtained by pyrolysis of various carbon-containing materials, for example, wood, peat, coal, oil products, organic polymers, followed by activation with a steam-air mixture, carbon dioxide or other activating agents [Kinle X., Bader E. Active carbons and their industrial application / Per. with him. - L .: Chemistry, 1984. - 216 p.]. Carbon materials prepared by known methods have a developed porous structure, which allows them to be used as supports for catalysts, however, a significant drawback of these carbon materials is that during the activation process, the degree of carbon fumes is up to 50% of the mass. and more, which is the reason for their high cost.
В этой связи одной из актуальнейших задач является поиск путей снижения себестоимости продукции и направлено на получение активированного кокса с заданными характеристиками свойств, необходимыми потребителю.In this regard, one of the most urgent tasks is to find ways to reduce the cost of production and is aimed at obtaining activated coke with the specified characteristics of the properties required by the consumer.
Известен способ определения оптимальной температуры активации углеродных материалов [патент №303286, С01В 31/10], включающий нагрев образца углеродного материала (углеродной ленты) при подаче газообразного кислородсодержащего активирующего агента пара или СО2 в переменном температурном поле, температурный градиент которого изменяется линейно по длине. После активации ленту разрезают по длине и определяют сорбционную активность отрезков. Отрезок, обладающий максимальной адсорбционной активностью, соответствует определенной температуре, которую принимают за оптимальную температуру активации.A known method for determining the optimum temperature of activation of carbon materials [patent No. 303286, СВВ 31/10], including heating a sample of a carbon material (carbon tape) when applying a gaseous oxygen-containing activating agent of steam or CO 2 in an alternating temperature field, the temperature gradient of which varies linearly along the length . After activation, the tape is cut in length and the sorption activity of the segments is determined. The segment with the maximum adsorption activity corresponds to a certain temperature, which is taken as the optimum activation temperature.
Недостатком данного способа является сложность; длительность и ограничение в применении. Сложность способа состоит в том, что он не исключает определения трудоемкими методами сорбционной активности отрезков ленты, что требует большой затраты времени. Кроме того, этот способ может быть использован только применительно к углеродным тканям.The disadvantage of this method is the complexity; duration and limitation in use. The complexity of the method lies in the fact that it does not exclude the determination by laborious methods of the sorption activity of the tape segments, which requires a lot of time. In addition, this method can only be used in relation to carbon fabrics.
Наиболее близким к заявляемому способу является способ определения оптимальной температуры активации углеродных материалов [патент №747815, С01В 31/10], заключающийся в том, что образцы углеродного материала нагревают при различных температурах при подаче газообразного кислородсодержащего активирующего агента и температуру, соответствующую скорости обгара образца 1·10-4-5·10-4 г/г·с, принимают за оптимальную температуру активации.Closest to the claimed method is a method for determining the optimum temperature of activation of carbon materials [patent No. 747815, СВВ 31/10], which consists in the fact that the samples of the carbon material are heated at different temperatures when a gaseous oxygen-containing activating agent is supplied and the temperature corresponding to the rate of burning of
В качестве окислительных сред используют воздух, водяной пар и углекислый газ с расходом 0,18-0,36 м3/г.As oxidizing media, air, water vapor and carbon dioxide are used with a flow rate of 0.18-0.36 m 3 / g.
Существенным недостатком данного способа является невозможность регулирования удельной поверхности пористого углеродного материала, т.к. не подобраны условия активирования, а именно время, при котором активированный кокс имеет максимальную удельную поверхность.A significant disadvantage of this method is the inability to control the specific surface of the porous carbon material, because activation conditions are not selected, namely, the time at which activated coke has a maximum specific surface.
Задачей данного изобретения является упрощение определения времени активации поверхности нефтяного кокса в процессе его активирования и снижение эксплуатационных затрат.The objective of the invention is to simplify the determination of the activation time of the surface of petroleum coke in the process of its activation and reduce operating costs.
Поставленная задача решается тем, что в способе определения времени активации поверхности нефтяного кокса, включающего нагрев образцов кокса при различных температурах согласно изобретению предварительно экспериментально получают зависимость степени угара кокса «у» от времени активации, и зависимость адсорбционной активности кокса по йоду «Syi» от степени угара кокса «у», затем строят зависимость произведения адсорбционной активности кокса по йоду «Syi» на количество оставшегося кокса от угара «(1-у)», характеризующего удельную поверхность кокса «S», от степени угара кокса. Далее по заданным температуре активации и удельной поверхности кокса «S» по соответствующей зависимости определяют степень угара кокса, после чего по степени угара кокса с использованием соответствующей зависимости выбирают время активации.The problem is solved in that in the method for determining the activation time of the surface of petroleum coke, including heating coke samples at different temperatures according to the invention, the dependence of the degree of coke fumes "y" on the activation time and the dependence of the adsorption activity of coke by iodine "S yi " on the degree of coke fumes “y”, then the dependence of the product of coke adsorption activity by iodine “S yi ” by the amount of coke remaining on the fume “(1-y)” characterizing the specific coke "S", from the degree of coke fumes. Then, according to the given activation temperature and specific surface area of coke “S”, the degree of coke burnout is determined by the appropriate dependence, after which the activation time is selected from the degree of coke burnout using the appropriate dependence.
На фиг.1 приведена зависимость степени угара кокса «у» от времени активации. На фиг.2 приведена зависимость адсорбционной активности кокса по йоду «Sуi» от степени угара кокса «у», на фиг.3 приведена зависимость произведения адсорбционной активности кокса по йоду «Sуi» на количество оставшегося кокса от угара «(1-у)», характеризующего удельную поверхность кокса «S», от степени угара кокса.Figure 1 shows the dependence of the degree of fume coke "y" from the activation time. In Fig.2 shows the dependence of the adsorption activity of coke by iodine "S уi " on the degree of coke burning "y", Fig.3 shows the dependence of the product of adsorption activity of coke on iodine "S уi " on the amount of coke remaining from fumes "(1-у ) ”, Characterizing the specific surface area of coke“ S ”, from the degree of coke fumes.
Экспериментальные данные получены на лабораторной установке, показанной на фиг.4. Установка состоит из парогенератора - четырехгорловой колбы 1, нагревательной печи 2, распределителя азота 3, ртутного термометра 4, предохранительной трубки 5, трехходового крана 6, ротаметра 7, кварцевой трубки 8, навески кокса 9, трубчатой печи 10, термопары типа ТХА 11, сборника конденсата 12, бани со льдом 13, байпасной трубки 14, зажима 15, вентиля 16, лабораторного автотрансформатора 17, 18, индикатора температуры 19.Experimental data were obtained in the laboratory setup shown in figure 4. The installation consists of a steam generator - a four-
Устанавливают парогенератор - четырехгорлую колбу 1 в нагревательную печь 2. В колбу заливают 200 мл дистиллированной воды, засыпают несколько фарфоровых кипелок. Устанавливают распределитель азота 3, ртутный термометр 4 со шкалой 0…100°С, предохранительную трубку 5 от избыточного давления в колбе. Подключают распределитель 3 к линии азота через трехходовой кран 6 и ротаметр 7 типа РМ-06 (0…64 л/ч).A steam generator is installed - a four-
Засыпают в центр кварцевой трубки 8 навеску кокса 9 в количестве 1,5…2,5 г с размером частиц менее 0,08 мм. По обе стороны от слоя кокса устанавливают мелкую стальную сетку для предотвращения уноса частиц кокса из зоны реакции. Устанавливают кварцевую трубку 8 с коксом в трубчатую печь 10. В центр печи у наружной стенки кварцевой трубки помещают термопару 11 типа ТХА. Соединяют один конец кварцевой трубки с выходом пара из колбы 1. Другой конец трубки закрывают пробкой, отвод подсоединяют к сборнику конденсата 12 в бане 13 со льдом. Устанавливают трехходовой вентиль в положение «на продув» через байпасную линию 14, при этом зажим 15 находится в открытом состоянии. Подают азот в линию 14, расход азота регулируют вентилем 16 и ротаметром 7.Pour into the center of the quartz tube 8 a sample of
Подключают нагревательные печи 2, 10 к сети, температуру регулируют изменением напряжения с помощью лабораторного автотрансформатора (ЛАТР) 17, 18. Набирают в колбе 1 требуемую температуру, например, 65-75°С. Температуру в колбе 1 контролируют ртутным термометром 4. Набирают температуру в кварцевой трубке 800-900°С. Температуру в кварцевой трубке 8 контролируют индикатором температуры 19. При достижении заданной температуры в кварцевой трубке переключают трехходовой кран 6 в положение «на активацию» в колбу 1 через распределитель 3. Закрывают зажим 15. Устанавливают заданный расход азота вентилем 16 и контролируют по ротаметру 7. По истечении заданного времени активирования открывают зажим 15, переключают трехходовой кран 6 в положение «на продув» через байпасную линию 14. Отключают лабораторный автотрансформатор 17, 18.The
После охлаждения кварцевой трубки до 350°С отключают подачу азота через кран 6. Разбирают систему, составляют материальный баланс.After cooling the quartz tube to 350 ° C, turn off the nitrogen supply through the
Для определения оптимального времени активирования на лабораторной установке, схема которой представлена на фиг.4, проводят активацию нефтяного кокса при температурах 800, 850 и 900°С в течение от одного до шести часов.To determine the optimal activation time in a laboratory setup, the scheme of which is presented in Fig. 4, petroleum coke is activated at temperatures of 800, 850 and 900 ° C for one to six hours.
Для полученных образцов кокса определяют адсорбционную активность по йоду (ГОСТ 6217-74).For the obtained coke samples, iodine adsorption activity is determined (GOST 6217-74).
На основании полученных результатов строят зависимости (фиг.1, фиг.3).Based on the results obtained build dependencies (figure 1, figure 3).
Примеры реализации способаMethod implementation examples
Пример 1. Требуется получить активированный кокс с удельной поверхностью кокса S=3% при температуре процесса активирования 900°С. По фиг.3 определяют степень угара у=0,09 при удельной поверхности кокса, равной 3%. Далее по фиг.1 для активированного кокса со степенью угара 0,09 определяют время активирования, равное 23 мин.Example 1. It is required to obtain activated coke with a specific coke surface S = 3% at an activation process temperature of 900 ° C. In Fig. 3, the degree of fumes y = 0.09 is determined with a specific coke surface of 3%. Next, in FIG. 1, for activated coke with a degree of fume of 0.09, an activation time of 23 minutes is determined.
Пример 2. Требуется получить активированный кокс с удельной поверхностью кокса S=17% при температуре процесса активирования 900°С. По фиг.3 определяют степень угара у=0,23 при удельной поверхности кокса, равной 17%. Далее по фиг.1 для активированного кокса со степенью угара 0,23 определяют время активирования, равное 100 мин.Example 2. It is required to obtain activated coke with a specific coke surface S = 17% at an activation process temperature of 900 ° C. In Fig.3 determine the degree of burning y = 0.23 with a specific coke surface equal to 17%. Next, in FIG. 1, for activated coke with a degree of fume of 0.23, an activation time of 100 minutes is determined.
Пример 3. Требуется получить активированный кокс с максимальной удельной поверхностью при температуре процесса активирования 900°С. По фиг.3 определяют степень угара у=0,38 при максимальной удельной поверхности кокса, равной S=27%. Далее по фиг.1 для активированного кокса со степенью угара 0,38 определяют время активирования, равное 192 мин.Example 3. It is required to obtain activated coke with a maximum specific surface at an activation process temperature of 900 ° C. Figure 3 determines the degree of burning y = 0.38 with a maximum specific surface area of coke equal to S = 27%. Next, in FIG. 1, for activated coke with a degree of fume of 0.38, an activation time of 192 minutes is determined.
Пример 4. Требуется получить активированный кокс с удельной поверхностью кокса S=5% при температуре процесса активирования 850°С. По фиг.3 определяют степень угара у=0,13 при удельной поверхности кокса, равной 5%. Далее по фиг.1 для активированного кокса со степенью угара 0,13 определяют время активирования, равное 74 мин.Example 4. It is required to obtain activated coke with a specific coke surface S = 5% at an activation process temperature of 850 ° C. Figure 3 determines the degree of burning y = 0.13 with a specific coke surface equal to 5%. Next, in FIG. 1, for activated coke with a degree of fume of 0.13, an activation time of 74 minutes is determined.
Пример 5. Требуется получить активированный кокс с удельной поверхностью кокса S=15% при температуре процесса активирования 850°С. По фиг.3 определяют степень угара у=0,22 при удельной поверхности кокса, равной 15%. Далее по фиг.1 для активированного кокса со степенью угара 0,22 определяют время активирования, равное 200 мин.Example 5. It is required to obtain activated coke with a specific coke surface S = 15% at an activation process temperature of 850 ° C. In Fig.3 determine the degree of burning y = 0.22 with a specific surface area of coke equal to 15%. Next, in FIG. 1, for activated coke with a degree of fumes of 0.22, an activation time of 200 minutes is determined.
Пример 6. Требуется получить активированный кокс с максимальной удельной поверхностью при температуре процесса активирования 850°С. По фиг.3 определяют степень угара у=0,38 при максимальной удельной поверхности кокса, равной 27%. Далее по фиг.1 для активированного кокса со степенью угара 0,38 определяют время активирования, равное 360 мин.Example 6. It is required to obtain activated coke with a maximum specific surface at an activation process temperature of 850 ° C. Figure 3 determines the degree of burning y = 0.38 with a maximum specific surface area of coke equal to 27%. Next, in FIG. 1, for activated coke with a degree of fume of 0.38, an activation time of 360 minutes is determined.
Пример 7. Требуется получить активированный кокс с удельной поверхностью кокса S=4% при температуре процесса активирования 800°С. По фиг.3 определяют степень угара у=0,12 при удельной поверхности кокса, равной 4%. Далее по фиг.1 для активированного кокса со степенью угара 0,12 определяют время активирования, равное 100 мин.Example 7. It is required to obtain activated coke with a specific coke surface S = 4% at an activation process temperature of 800 ° C. Figure 3 determines the degree of burning y = 0.12 with a specific coke surface equal to 4%. Next, in FIG. 1, for activated coke with a degree of fume of 0.12, an activation time of 100 minutes is determined.
Пример 8. Требуется получить активированный кокс с удельной поверхностью кокса S=16% при температуре процесса активирования 800°С. По фиг.3 определяют степень угара у=0,22 при удельной поверхности кокса, равной 16%. Далее по фиг.1 для активированного кокса со степенью угара 0,22 определяют время активирования, равное 360 мин.Example 8. It is required to obtain activated coke with a specific coke surface S = 16% at an activation process temperature of 800 ° C. In Fig.3 determine the degree of burning y = 0.22 with a specific surface area of coke equal to 16%. Next, in FIG. 1, for activated coke with a degree of fume of 0.22, an activation time of 360 minutes is determined.
Пример 9. Требуется получить активированный кокс с максимальной удельной поверхностью при температуре процесса активирования 800°С. По фиг.3 определяют степень угара у=0,38 при максимальной удельной поверхности кокса, равной 27%. Далее по фиг.1 для активированного кокса со степенью угара 0,38 определяют время активирования, равное 760 мин.Example 9. It is required to obtain activated coke with a maximum specific surface at an activation process temperature of 800 ° C. Figure 3 determines the degree of burning y = 0.38 with a maximum specific surface area of coke equal to 27%. Next, in FIG. 1, for activated coke with a degree of fume of 0.38, an activation time of 760 minutes is determined.
Полученный таким способом определения времени активации поверхности нефтяной кокс при его активировании представляет собой пористый углеродный материал, обладающий высокой адсорбционной поверхностью и высокой механической прочностью. Данный способ определения времени активации поверхности нефтяного кокса позволяет получить активированный нефтяной кокс с заранее заданными свойствами и подобрать оптимальные условия его активирования.The oil coke obtained by this method for determining the surface activation time during its activation is a porous carbon material with a high adsorption surface and high mechanical strength. This method of determining the time of activation of the surface of petroleum coke allows you to get activated petroleum coke with predetermined properties and select the optimal conditions for its activation.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011120526/05A RU2470983C1 (en) | 2011-05-20 | 2011-05-20 | Method for determining activation time of oil coke surface |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011120526/05A RU2470983C1 (en) | 2011-05-20 | 2011-05-20 | Method for determining activation time of oil coke surface |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2011120526A RU2011120526A (en) | 2012-11-27 |
RU2470983C1 true RU2470983C1 (en) | 2012-12-27 |
Family
ID=49254549
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011120526/05A RU2470983C1 (en) | 2011-05-20 | 2011-05-20 | Method for determining activation time of oil coke surface |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2470983C1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU747815A1 (en) * | 1978-03-20 | 1980-07-15 | Институт Физико-Химических Основ Переработки Минерального Сырья Со Ан Ссср | Method of determining optimum activation temperature of carbon materials |
SU1145921A3 (en) * | 1976-04-09 | 1985-03-15 | Байер Аг (Фирма) | Device for obtaining active carbon |
RU2034782C1 (en) * | 1992-05-28 | 1995-05-10 | Всесоюзный нефтяной научно-исследовательский геологоразведочный институт | Method of activated carbon producing |
RU2088523C1 (en) * | 1995-06-23 | 1997-08-27 | Конструкторско-технологический институт технического углерода СО РАН | Method of activating carbon materials |
-
2011
- 2011-05-20 RU RU2011120526/05A patent/RU2470983C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1145921A3 (en) * | 1976-04-09 | 1985-03-15 | Байер Аг (Фирма) | Device for obtaining active carbon |
SU747815A1 (en) * | 1978-03-20 | 1980-07-15 | Институт Физико-Химических Основ Переработки Минерального Сырья Со Ан Ссср | Method of determining optimum activation temperature of carbon materials |
RU2034782C1 (en) * | 1992-05-28 | 1995-05-10 | Всесоюзный нефтяной научно-исследовательский геологоразведочный институт | Method of activated carbon producing |
RU2088523C1 (en) * | 1995-06-23 | 1997-08-27 | Конструкторско-технологический институт технического углерода СО РАН | Method of activating carbon materials |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2011120526A (en) | 2012-11-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Foo et al. | Dynamic adsorption behavior of methylene blue onto oil palm shell granular activated carbon prepared by microwave heating | |
Mochizuki et al. | Adsorption behaviors of ammonia and hydrogen sulfide on activated carbon prepared from petroleum coke by KOH chemical activation | |
KR910001897B1 (en) | Carbon molecular sieves and a process for their preparation and use | |
Fila et al. | Effect of addition of a second metal in Mo/ZSM-5 catalyst for methane aromatization reaction under elevated pressures | |
Gong et al. | Surface modification of activated carbon for siloxane adsorption | |
Boulinguiez et al. | Adsorption on activated carbons of five selected volatile organic compounds present in biogas: comparison of granular and fiber cloth materials | |
Li et al. | Study on the mechanism of SO2 removal by activated carbon | |
Chang et al. | Effect of regeneration conditions on the adsorption dehumidification process in packed silica gel beds | |
BRPI1105404B1 (en) | off-site regeneration process of a solid catalyst | |
RU2470983C1 (en) | Method for determining activation time of oil coke surface | |
CN107362661A (en) | A kind of gas cleaning plant and its application | |
KR20200026399A (en) | Apparatus and method for removing nitrogen oxide contained in waste gas using an adsorbent | |
Bai et al. | Modification of textural properties of CuO-supported activated carbon fibers for SO2 adsorption based on electrical investigation | |
Ryoo et al. | The effect of mass transfer on the catalytic combustion of benzene and methane over palladium catalysts supported on porous materials | |
Liu et al. | Investigation of adsorption performance on 1, 2-dichloroethane by heat and acid modified activated carbon | |
CN1274652C (en) | Method for destruction of organic compounds by co-oxidation with activated carbon | |
RU183557U1 (en) | REACTOR LABORATORY UNIT FOR CHEMICAL ACTIVATION OF CARBON | |
CN102141550B (en) | Micro-inverse device capable of switching evaluation of catalyst and carbon determination of catalyst | |
KR20110019963A (en) | Adsorbent for removing hydrogen sulfide and method for preparing the same | |
Rumiantsev et al. | Ecological aspects of the neutralization of gas emissions leaving from the resin storehouse of joint–stock company “Zaporozhkoks” | |
Muzic et al. | Modeling of the Adsorptive Desulfurization of Diesel Fuel in a Fixed‐Bed Column | |
RU2709349C1 (en) | Laboratory unit for producing efficient carbon sorbents and useful thermolysis products | |
Yan et al. | Modification of activated carbon by the basic ionic liquid [Bmim] OH: a feasibility study | |
JP4332499B2 (en) | Heating method of activated carbon | |
CN217466816U (en) | Carbon dioxide adsorption selectivity testing arrangement |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140521 |