RU2774997C1 - Method for obtaining active carbon materials - Google Patents

Method for obtaining active carbon materials Download PDF

Info

Publication number
RU2774997C1
RU2774997C1 RU2021130318A RU2021130318A RU2774997C1 RU 2774997 C1 RU2774997 C1 RU 2774997C1 RU 2021130318 A RU2021130318 A RU 2021130318A RU 2021130318 A RU2021130318 A RU 2021130318A RU 2774997 C1 RU2774997 C1 RU 2774997C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
temperature
petroleum coke
surface area
specific surface
tar
Prior art date
Application number
RU2021130318A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Анна Андреевна Кудинова
Татьяна Евгеньевна Литвинова
Вячеслав Алексеевич Рудко
Игорь Николаевич Пягай
Original Assignee
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский горный университет»
Filing date
Publication date
Application filed by федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский горный университет» filed Critical федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский горный университет»
Application granted granted Critical
Publication of RU2774997C1 publication Critical patent/RU2774997C1/en

Links

Abstract

FIELD: material engineering.
SUBSTANCE: invention relates to a method for producing a carbon porous material, which is carried out as follows: the feedstock, as which tar, asphalt, heavy shale resin, heavy catalytic cracking gas oil, is subjected to delayed coking at a temperature of 495 to 505°C and an overpressure of 1.5 to 3.5 atmg to obtain petroleum coke, then the resulting petroleum coke is crushed and mixed with potassium hydroxide powder in a mass ratio of 3: 1, carbonation of the mixture is carried out at a temperature from 745 to 755°C, next is washing with a hydrochloric acid solution with a concentration of 0.8 to 1.2 M, then with water to a neutral pH value of the washing waters, after that drying at a temperature of 105 to 120°C to obtain a carbon porous material with a specific surface area of 800 to 2300 m2/g.
EFFECT: expansion of the range of methods for obtaining active carbon materials.
1 cl, 4 ex, 1 tbl

Description

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей промышленности, в частности к способу получения активных углеродных материалов (УМ) из нефтяного кокса замедленного коксования, и может быть использовано для получения высокоактивных сорбентов и углеродных носителей катализаторов нефте-, газохимической и других отраслей промышленности. Активные углеродные материалы получают путем активации нефтяного кокса гидроксидом калия в инертной среде при температуре 745-755°С.The invention relates to the oil refining industry, in particular to a method for producing active carbon materials (CM) from delayed coking petroleum coke, and can be used to produce highly active sorbents and carbon carriers for catalysts in the oil, gas chemical and other industries. Active carbon materials are obtained by activating petroleum coke with potassium hydroxide in an inert atmosphere at a temperature of 745-755°C.

Известен способ получения наноструктурированного углеродного материала (Патент РФ №2206394, опубл. 20.06.2003) путем окислительного сульфирования серной кислотой углеродного материала в присутствии соли азотной кислоты с последующим плавлением в присутствии гидроксидов металлов I группы для полного разложения сульфокислот и получения фенолятов. Полученный продукт подвергают карбонизации при 600-1000°С в инертной атмосфере, а затем промывают дистиллированной водой. Полученный продукт обладает высокой удельной площадью поверхности (3000-4000 м2/г) и уникальными адсорбционными свойствами.There is a known method for producing nanostructured carbon material (RF Patent No. 2206394, publ. 06/20/2003) by oxidative sulfonation of carbon material with sulfuric acid in the presence of a nitric acid salt, followed by melting in the presence of group I metal hydroxides to completely decompose sulfonic acids and obtain phenolates. The resulting product is subjected to carbonization at 600-1000°C in an inert atmosphere, and then washed with distilled water. The resulting product has a high specific surface area (3000-4000 m 2 /g) and unique adsorption properties.

Недостатками данного способа являются низкий выход целевого продукта - около 20%, вызванного интенсивным протеканием реакций окисления в присутствии сильной кислоты, и необходимость использования большого числа реагентов для активации поверхности углеродного материала.The disadvantages of this method are the low yield of the target product - about 20%, caused by intense oxidation reactions in the presence of a strong acid, and the need to use a large number of reagents to activate the surface of the carbon material.

Известен способ получения микропористых углеродных сорбентов (Патент РФ №2436625, опубл. 20.12.2011), включающий в себя стадии измельчения древесины березы до размера частиц 2-3 мм, их карбонизации в инертной среде при 300-800°С с выдержкой при конечной температуре 30 мин, активации в инертной среде в присутствии гидроксида калия, взятого в массовом соотношении уголь : щелочь равном 1:3, при 800°С в течение 1 ч и промывки полученных углеродных материалов сначала раствором соляной кислоты, затем дистиллированной водой. Полученный углеродный адсорбент имеет удельную площадь поверхности около 1023 м2/г.A known method for producing microporous carbon sorbents (RF Patent No. 2436625, publ. 20.12.2011), which includes the stages of grinding birch wood to a particle size of 2-3 mm, their carbonization in an inert atmosphere at 300-800°C with holding at the final temperature 30 min, activation in an inert medium in the presence of potassium hydroxide, taken in a mass ratio of coal : alkali equal to 1:3, at 800°C for 1 h and washing the obtained carbon materials first with a solution of hydrochloric acid, then with distilled water. The resulting carbon adsorbent has a specific surface area of about 1023 m 2 /g.

Недостатками данного способа являются необходимость проведения предварительной карбонизации сырья, низкая удельная площадь поверхности получаемого углеродного материала, определяемого видом используемого сырья - древесины березы.The disadvantages of this method are the need for preliminary carbonization of raw materials, low specific surface area of the resulting carbon material, determined by the type of raw materials used - birch wood.

Известен способ получения активных углей из ароматических карбоновых кислот (Патент US №3817874, опубл. 18.06.1974), включающий предварительный нагрев исходного материала в две ступени, сначала до температуры 200-275°С с выдержкой при конечной температуре в течении 1-4 ч и последующий нагрев до 350-600°С с выдержкой при конечной температуре 15-45 мин. Полученный промежуточный материал затем пропитывают концентрированным раствором оксида или гидроксида щелочного или щелочноземельного металла, после чего растворитель испаряют. Активацию углеродного продукта проводят в присутствии CO2 при температуре 600-800°С в течение 0,5-1,5 часов. Полученный продукт имеет площадь поверхности 100-1300 м2/г.A known method for producing active carbons from aromatic carboxylic acids (US Patent No. 3817874, publ. 06/18/1974), including preheating of the source material in two stages, first to a temperature of 200-275°C with holding at the final temperature for 1-4 hours and subsequent heating to 350-600°C with holding at the final temperature for 15-45 minutes. The resulting intermediate material is then impregnated with a concentrated solution of an alkali or alkaline earth metal oxide or hydroxide, after which the solvent is evaporated. Activation of the carbon product is carried out in the presence of CO 2 at a temperature of 600-800°C for 0.5-1.5 hours. The resulting product has a surface area of 100-1300 m 2 /g.

Недостатком данного способа является необходимость проведения процесса в несколько стадий при различных температурных режимах, что усложняет процесс получения активированного материала и увеличивает время процесса. Удельная площадь поверхности получаемого углеродного материала является низкой, так как в качестве активирующего агента используется СО2.The disadvantage of this method is the need to carry out the process in several stages at different temperature conditions, which complicates the process of obtaining the activated material and increases the process time. The specific surface area of the resulting carbon material is low because CO 2 is used as an activating agent.

Известен способ получения активированного углеродного материала (Патент US №4082694, опубл. 04.04.1978) из измельченного угля, каменноугольного кокса, нефтяного кокса или их смеси в присутствии водного гидроксида калия при двух температурах. Способ включает в себя измельчение исходного сырья до размеров менее 10 меш, перемешивание его с твердым гидроксидом калия, содержащим не менее 2% воды, в соотношении углеродный материал : щелочь = 1 : 3. Полученную смесь нагревают при перемешивании в инертной среде сначала до 600-900°С и выдерживают при конечной температуре от 15 мин до 13 ч, затем нагревают до 1300-1800°С и выдерживают при этой температуре от 20 мин до 4 ч. Полученный продукт затем охлаждают, промывают водой для удаления неорганических веществ, и сушат. Активированный углеродный материал имеет эффективную площадь поверхности превышающую 2300 м2/г.A known method for producing activated carbon material (US Patent No. 4082694, publ. 04/04/1978) from crushed coal, coal coke, petroleum coke or mixtures thereof in the presence of aqueous potassium hydroxide at two temperatures. The method includes grinding the feedstock to sizes less than 10 mesh, mixing it with solid potassium hydroxide containing at least 2% water, in the ratio carbon material : alkali = 1 : 3. The resulting mixture is heated with stirring in an inert atmosphere, first to 600- 900°C and kept at the final temperature from 15 minutes to 13 hours, then heated to 1300-1800°C and kept at this temperature from 20 minutes to 4 hours. The resulting product is then cooled, washed with water to remove inorganic substances, and dried. The activated carbon material has an effective surface area in excess of 2300 m 2 /g.

Недостатками данного способа является проведение процесса активации в две стадии и высокая температура активации продукта на второй стадии, что уменьшает выход целевого продукта и увеличивает время протекания процесса до получения целевого продукта. Использование угля в шихте увеличивает зольность полученного активированного углеродного материала, что снижает качество готового продукта.The disadvantages of this method is the activation process in two stages and the high temperature of activation of the product in the second stage, which reduces the yield of the target product and increases the process time to obtain the target product. The use of coal in the charge increases the ash content of the obtained activated carbon material, which reduces the quality of the finished product.

Известен способ получения углеродного сорбента из углеродсодержащего материала (Патент РФ №2558590, опубл. 10.08.2015), взятый за прототип, включающий совместное измельчение углеродсодержащего материала со щелочью или карбонатом щелочного металла в массовом соотношении КОН : УМ = 1 : 1 - 3 : 1, карбонизацию полученной смеси, прессование в пресс-форме под давлением 400 МПа в таблетки, их последующий нагрев до 800°С в токе азота и выдержку при данной температуре в течении 2 ч, промывку продукта соляной кислотой, а затем водой до нейтрального значения рН промывных вод. Выход активного углеродного материала составляет 45-60 %, а удельная площадь поверхности изменяется в интервале 780-2300 м2/г.A known method for producing a carbon sorbent from a carbon-containing material (RF Patent No. 2558590, publ. 08/10/2015), taken as a prototype, including joint grinding of a carbon-containing material with alkali or alkali metal carbonate in a mass ratio of KOH : UM = 1 : 1 - 3 : 1 , carbonization of the resulting mixture, pressing in a mold under a pressure of 400 MPa into tablets, their subsequent heating to 800 ° C in a stream of nitrogen and holding at this temperature for 2 hours, washing the product with hydrochloric acid, and then with water until the washing pH is neutral water. The yield of active carbon material is 45-60%, and the specific surface area varies in the range of 780-2300 m 2 /g.

Недостатками данного способа является длительное время активации УМ и необходимость прессования сырья под высоким давлением.The disadvantages of this method are the long activation time of the UM and the need to press the raw material under high pressure.

Техническим результатом является получение активного углеродного материала с высокой площадью поверхности.The technical result is to obtain an active carbon material with a high surface area.

Технический результат достигается тем, что исходное сырье, в качестве которого используют гудрон, асфальт, тяжелую сланцевую смолу, тяжелый газойль каталитического крекинга, подвергают замедленному коксованию при температуре от 495 до 505°С и избыточном давлении от 1,5 до 3,5 ати. с получением нефтяного кокса, с выходом летучих веществ менее 9 %, карбонизацию смеси проводят при температуре от 745 до 755°С, далее промывают раствором соляной кислоты концентрацией от 0,8 до 1,2 М, затем водой до нейтрального значения рН промывных вод, после этого сушат при температуре от 105 до 120°С с получением углеродного пористого материала с удельной площадью поверхности от 800 до 2300 м2/г.The technical result is achieved by the fact that the feedstock, which is used as tar, asphalt, heavy shale tar, heavy catalytic cracking gas oil, is subjected to delayed coking at a temperature of 495 to 505°C and an overpressure of 1.5 to 3.5 atm. to obtain petroleum coke, with a yield of volatile substances less than 9%, the carbonization of the mixture is carried out at a temperature of 745 to 755 ° C, then washed with a solution of hydrochloric acid with a concentration of 0.8 to 1.2 M, then with water until a neutral pH value of the washing water, then dried at a temperature of 105 to 120°C to obtain a porous carbon material with a specific surface area of 800 to 2300 m 2 /g.

Способ осуществляется следующим образом. В качестве исходного сырья замедленного коксования используют гудрон, асфальт, тяжелую сланцевую смолу, тяжелый газойль каталитического крекинга. Сырье коксуют в камере коксования при температуре от 495 до 505°С и избыточном давлении от 1,5 до 3,5 ати. Полученный нефтяной кокс с низким выходом летучих веществ менее 9 % выгружают в емкость-приемник, а затем помещают в мельницу. В мельнице нефтяной кокс измельчают до размеров частиц менее 100 мкм. Затем измельченный нефтяной кокс помещают в емкость-смеситель и смешивают с порошком гидроксида калия в массовом соотношении гидроксид калия : кокс = 3 : 1. Полученную смесь помещают в высокотемпературную печь и карбонизируют при температуре от 745 до 755°С и скоростью нагрева от 5 до 6°С/мин в инертной атмосфере азота с выдержкой при конечной температуре в течение от 55 до 65 мин. После нагрева продукт охлаждают в печи в инертной атмосфере азота до комнатной температуры. Затем УМ выгружают в емкость-приемник и промывают сначала раствором соляной кислоты концентрацией от 0,9 до 1,1 М, затем водой для удаления остатков кислоты из продуктов реакции до нейтрального значения рН промывных вод. Промывная вода отправляется на блок очистки и утилизации. После промывки УМ сушат при от 105 до 120°С в сушильном шкафу до постоянной массы. Полученный углеродный пористый материал обладает высокой удельной площадью поверхности от 800 до 2300 м2/г.The method is carried out as follows. Tar, asphalt, heavy shale tar, heavy catalytic cracking gas oil are used as feedstock for delayed coking. Raw materials are coked in a coking chamber at a temperature of 495 to 505°C and an overpressure of 1.5 to 3.5 atm. The resulting petroleum coke with a low volatile matter yield of less than 9% is unloaded into a receiving tank and then placed in a mill. In a mill, petroleum coke is crushed to a particle size of less than 100 microns. Then crushed petroleum coke is placed in a mixing tank and mixed with potassium hydroxide powder in a mass ratio of potassium hydroxide : coke = 3 : 1. The resulting mixture is placed in a high-temperature furnace and carbonized at a temperature of 745 to 755°C and a heating rate of 5 to 6 °C/min under an inert nitrogen atmosphere, holding at the final temperature for 55 to 65 minutes. After heating, the product is cooled in an oven under an inert nitrogen atmosphere to room temperature. Then the CM is unloaded into a receiver and washed first with a solution of hydrochloric acid with a concentration of 0.9 to 1.1 M, then with water to remove acid residues from the reaction products to a neutral pH value of the washing water. Rinse water is sent to a purification and disposal unit. After washing, the CM is dried at 105 to 120°C in an oven to constant weight. The resulting porous carbon material has a high specific surface area of 800 to 2300 m 2 /g.

Способ поясняется следующими примерами.The method is illustrated by the following examples.

Пример 1. Гудрон коксуют при температуре 490-510°С и избыточном давлении от 1,4 до 3,6 ати. Полученный нефтяной кокс после выгрузки измельчают до размеров частиц менее 100 мкм, смешивают с порошком гидроксида калия в массовом соотношении КОН : УМ = 3 : 1 и карбонизируют при температуре от 745 до 755°С со скоростью нагрева от 5 до 6°С/мин. В инертной атмосфере азота с выдержкой при конечной температуре в течение 55-65 мин. После активации продукт охлаждают в инертной атмосфере азота до комнатной температуры, выгружают и промывают сначала раствором соляной кислоты концентрацией 0,8-1,2 М, затем водой для удаления остатков щелочи из продуктов реакции до нейтрального значения рН промывных вод и сушку УМ при 105-120°С до постоянной массы. Удельная площадь поверхности активного УМ, определенная по методу Брунауэра, Эммета и Теллера (БЭТ), представлена в таблице 1.Example 1. Tar is coked at a temperature of 490-510°C and an overpressure of 1.4 to 3.6 atm. The resulting petroleum coke after unloading is crushed to a particle size of less than 100 μm, mixed with potassium hydroxide powder in a mass ratio of KOH : YM = 3 : 1 and carbonized at a temperature of 745 to 755°C with a heating rate of 5 to 6°C/min. In an inert atmosphere of nitrogen with exposure at the final temperature for 55-65 minutes. After activation, the product is cooled in an inert atmosphere of nitrogen to room temperature, unloaded and washed first with a solution of hydrochloric acid with a concentration of 0.8-1.2 M, then with water to remove alkali residues from the reaction products to a neutral pH value of the washing water and drying the CM at 105-1.2 M. 120°C to constant weight. The specific surface area of the active CM, determined by the Brunauer, Emmett and Teller (BET) method, is presented in Table 1.

Пример 2. Асфальт коксуют при температуре 490-510°С и избыточном давлении от 1,4 до 3,6 ати. Полученный нефтяной кокс после выгрузки измельчают до размеров частиц менее 100 мкм, смешивают с порошком гидроксида калия в массовом соотношении КОН : УМ = 3 : 1 и карбонизируют при температуре от 745 до 755°С со скоростью нагрева от 5 до 6°С/мин. В инертной атмосфере азота с выдержкой при конечной температуре в течение от 55 до 65 мин. После активации продукт охлаждают в инертной атмосфере азота до комнатной температуры, выгружают и промывают сначала раствором соляной кислоты концентрацией 0,8-1,2 М, затем водой для удаления остатков щелочи из продуктов реакции до нейтрального значения рН промывных вод и сушку УМ при 105-120°С до постоянной массы. Удельная площадь поверхности активного УМ, определенная по методу БЭТ, представлена в таблице 1.Example 2. Asphalt is coked at a temperature of 490-510°C and an overpressure of 1.4 to 3.6 atm. The resulting petroleum coke after unloading is crushed to a particle size of less than 100 μm, mixed with potassium hydroxide powder in a mass ratio of KOH : YM = 3 : 1 and carbonized at a temperature of 745 to 755°C with a heating rate of 5 to 6°C/min. In an inert atmosphere of nitrogen with exposure at the final temperature for 55 to 65 minutes. After activation, the product is cooled in an inert atmosphere of nitrogen to room temperature, unloaded and washed first with a solution of hydrochloric acid with a concentration of 0.8-1.2 M, then with water to remove alkali residues from the reaction products to a neutral pH value of the washing water and drying the CM at 105-1.2 M. 120°C to constant weight. The specific surface area of the active CM, determined by the BET method, is presented in Table 1.

Пример 3. Тяжелую сланцевую смолу коксуют при температуре 490-510°С и избыточном давлении от 1,4 до 3,6 ати. Полученный нефтяной кокс после выгрузки измельчают до размеров частиц менее 100 мкм, смешивают с порошком гидроксида калия в массовом соотношении КОН : УМ = 3 : 1 и карбонизируют при температуре от 745 до 755°С со скоростью нагрева от 5 до 6°С/мин. В инертной атмосфере азота с выдержкой при конечной температуре в течение от 55 до 65 мин. После активации продукт охлаждают в инертной атмосфере азота до комнатной температуры, выгружают и промывают сначала раствором соляной кислоты концентрацией 0,8-1,2 М, затем водой для удаления остатков щелочи из продуктов реакции до нейтрального значения рН промывных вод и сушку УМ при 105-120°С до постоянной массы. Удельная площадь поверхности активного УМ, определенная по методу БЭТ, представлена в таблице 1.Example 3. Heavy shale tar is coked at a temperature of 490-510°C and an overpressure of 1.4 to 3.6 atm. The resulting petroleum coke after unloading is crushed to a particle size of less than 100 μm, mixed with potassium hydroxide powder in a mass ratio of KOH : YM = 3 : 1 and carbonized at a temperature of 745 to 755°C with a heating rate of 5 to 6°C/min. In an inert atmosphere of nitrogen with exposure at the final temperature for 55 to 65 minutes. After activation, the product is cooled in an inert atmosphere of nitrogen to room temperature, unloaded and washed first with a solution of hydrochloric acid with a concentration of 0.8-1.2 M, then with water to remove alkali residues from the reaction products to a neutral pH value of the washing water and drying the CM at 105-1.2 M. 120°C to constant weight. The specific surface area of the active CM, determined by the BET method, is presented in Table 1.

Пример 4. Тяжелый газойль каталитического крекинга коксуют при температуре 4900-510°С и избыточном давлении от 1,5 до 3,5 ати. Полученный нефтяной кокс после выгрузки измельчают до размеров частиц менее 100 мкм, смешивают с порошком гидроксида калия в массовом соотношении КОН : УМ = 3 : 1 и карбонизируют при температуре от 745 до 755°С со скоростью нагрева от 5 до 6°С/мин. В инертной атмосфере азота с выдержкой при конечной температуре в течение от 55 до 65 мин. После активации продукт охлаждают в инертной атмосфере азота до комнатной температуры, выгружают и промывают сначала раствором соляной кислоты концентрацией 0,8-1,2 М, затем водой для удаления остатков щелочи из продуктов реакции до нейтрального значения рН промывных вод и сушку УМ при 105-120°С до постоянной массы. Удельная площадь поверхности активного УМ, определенная по методу БЭТ, представлена в таблице 1.Example 4. Heavy catalytic cracking gas oil is coked at a temperature of 4900-510°C and an excess pressure of 1.5 to 3.5 atm. The resulting petroleum coke after unloading is crushed to a particle size of less than 100 μm, mixed with potassium hydroxide powder in a mass ratio of KOH : YM = 3 : 1 and carbonized at a temperature of 745 to 755°C with a heating rate of 5 to 6°C/min. In an inert atmosphere of nitrogen with exposure at the final temperature for 55 to 65 minutes. After activation, the product is cooled in an inert atmosphere of nitrogen to room temperature, unloaded and washed first with a solution of hydrochloric acid with a concentration of 0.8-1.2 M, then with water to remove alkali residues from the reaction products to a neutral pH value of the washing water and drying the CM at 105-1.2 M. 120°C to constant weight. The specific surface area of the active CM, determined by the BET method, is presented in Table 1.

Таблица 1 - Удельная площадь поверхности активного углеродного материала, полученного при использовании гудрона, асфальта, тяжелой сланцевой смолы, тяжелого газойля каталитического крекинга в качестве сырья замедленного коксованияTable 1 - Specific surface area of active carbon material obtained using tar, asphalt, heavy shale tar, heavy catalytic cracking gas oil as delayed coking feedstock Вид сырья УМType of raw material UM Параметры коксованияCoking parameters Скорость нагрева печи, °С/минFurnace heating rate, °С/min Температура активации УМ, °СUM activation temperature, °C Время проведения активации, минActivation time, min Температу-ра сушки, °С Drying temperature, °C Концентрация раствора соляной кислоты, МConcentration of hydrochloric acid solution, M Удельная площадь поверхности активного УМ, м2Specific surface area of active CM, m 2 /g Выход активного УМ, %Active UM output, % Давление (избыт.), атиPressure (excess), ati Температура, °CTemperature, °C ГудронTar 1,41.4 510510 55 745745 6565 105105 0,80.8 2290-20662290-2066 7171 1,51.5 500500 55 745745 6060 110110 1,01.0 2302-20802302-2080 7878 2,52.5 495495 66 750750 5555 115115 1,11.1 1674-17021674-1702 7676 3,53.5 505505 55 755755 6060 110110 0,90.9 1168-10511168-1051 7272 3,63.6 490490 66 750750 6565 120120 1,21.2 1148-10271148-1027 7070 АсфальтAsphalt 1,41.4 490490 66 750750 6565 120120 1,21.2 1588-14201588-1420 6565 1,51.5 495495 55 745745 6060 110110 1,01.0 1599-14281599-1428 7070 2,52.5 505505 55 755755 6060 105105 0,90.9 1247-11681247-1168 6767 3,53.5 500500 55 745745 6565 115115 1,11.1 1163-10291163-1029 6969 3,63.6 510510 66 750750 5555 105105 0,80.8 1143-10111143-1011 6262 Тяжелая сланцевая смолаHeavy shale tar 1,41.4 510510 66 755755 6565 120120 1,21.2 1012-9781012-978 6969 1,51.5 500500 66 750750 6060 110110 1,11.1 1036-9941036-994 7474 2,52.5 495495 55 745745 6060 115115 0,90.9 844-838844-838 7575 3,53.5 505505 55 750750 5555 110110 1,01.0 1190-10491190-1049 7878 3,63.6 490490 55 755755 6565 105105 0,80.8 1155-10341155-1034 7070 Тяжелый газойль каталити-ческого крекингаHeavy catalytic cracking gas oil 1,41.4 490490 66 745745 5555 105105 0,80.8 1635-15111635-1511 7272 1,51.5 500500 66 745745 6060 110110 1,01.0 1677-15541677-1554 7575 2,52.5 505505 55 750750 6060 115115 1,11.1 1506-15041506-1504 7373 3,53.5 495495 55 755755 6565 110110 0,90.9 1383-13781383-1378 7272 3,63.6 510510 55 745745 5555 120120 1,21.2 1380-13721380-1372 6666

Предлагаемый способ получения активных углеродных материалов позволяет использовать сырье низкого качества в процессе замедленного коксования для получения нефтяного кокса, после активации которого получают высокопористый углеродный материал с высокой удельной площадью поверхности. При этом УМ, полученный при низком избыточном давлении замедленного коксования, показывает наилучшие результаты по показателю удельной площади поверхности, что делает его перспективным материалом для использования в качестве сорбента или носителя катализатора. Способ увеличивает сырьевую базу для получения пористых углеродных материалов и не требует проведения дополнительных стадий карбонизации.The proposed method for producing active carbon materials makes it possible to use low-quality raw materials in the process of delayed coking to obtain petroleum coke, after activation of which a highly porous carbon material with a high specific surface area is obtained. At the same time, CM obtained at a low excess pressure of delayed coking shows the best results in terms of specific surface area, which makes it a promising material for use as a sorbent or catalyst carrier. The method increases the raw material base for obtaining porous carbon materials and does not require additional carbonization stages.

Claims (1)

Способ получения углеродного пористого материала, который осуществляется следующим образом: исходное сырье, в качестве которого используют гудрон, асфальт, тяжелую сланцевую смолу, тяжелый газойль каталитического крекинга, подвергают замедленному коксованию при температуре от 495 до 505 °С и избыточном давлении от 1,5 до 3,5 ати с получением нефтяного кокса, затем полученный нефтяной кокс измельчают и смешивают его с порошком гидроксида калия в массовом соотношении 3:1, карбонизацию смеси проводят при температуре от 745 до 755 °С, далее промывают раствором соляной кислоты концентрацией от 0,8 до 1,2 М, затем водой до нейтрального значения рН промывных вод, после этого сушат при температуре от 105 до 120 °С с получением углеродного пористого материала с удельной площадью поверхности от 800 до 2300 м2/г.The method for producing carbon porous material, which is carried out as follows: the feedstock, which is used as tar, asphalt, heavy shale tar, heavy catalytic cracking gas oil, is subjected to delayed coking at a temperature of 495 to 505 ° C and an overpressure of 1.5 to 3.5 atm to obtain petroleum coke, then the resulting petroleum coke is crushed and mixed with potassium hydroxide powder in a mass ratio of 3: 1, the carbonization of the mixture is carried out at a temperature of 745 to 755 ° C, then washed with a solution of hydrochloric acid with a concentration of 0.8 to 1.2 M, then with water to a neutral pH value of the washing water, after which it is dried at a temperature of from 105 to 120 ° C to obtain a porous carbon material with a specific surface area of 800 to 2300 m 2 /g.
RU2021130318A 2021-10-19 Method for obtaining active carbon materials RU2774997C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2774997C1 true RU2774997C1 (en) 2022-06-27

Family

ID=

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4082694A (en) * 1975-12-24 1978-04-04 Standard Oil Company (Indiana) Active carbon process and composition
RU2558590C1 (en) * 2014-03-31 2015-08-10 Общество С Ограниченной Ответственностью "Промышленные Инновационные Технологии Национальной Коксохимической Ассоциации" (Ооо "Проминтех Нка") Method of obtaining carbon sorbent from carbon-containing material

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4082694A (en) * 1975-12-24 1978-04-04 Standard Oil Company (Indiana) Active carbon process and composition
RU2558590C1 (en) * 2014-03-31 2015-08-10 Общество С Ограниченной Ответственностью "Промышленные Инновационные Технологии Национальной Коксохимической Ассоциации" (Ооо "Проминтех Нка") Method of obtaining carbon sorbent from carbon-containing material

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Kondrasheva N. K. et al. Influence of Pressure in the Coking of Heavy Oil Tar and Asphalt on the Coke Properties and Structure, Coke and Chemistry, 2018, Vol. 61, No. 12, P. 483-488. Natalia K. Kondrasheva et al. Effect of Delayed Coking Pressure on the Yield and Quality of Middle and Heavy Distillates Used as Components of Environmentally Friendly Marine Fuels, Energy & Fuels, 2018, P. A-I. Фримантл М. Химия в действии, Издательство "Мир", 1998, с. 198. Романенко А. В. и др. УГЛЕРОДНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ИХ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА, Промышленный катализ в лекциях Выпуск 7, 2007, с.8-9, 22-24, 37, 38. интернет-источник https://ru.wikipedia.org/wiki/Коксование, опубликованный в Wayback Internet Archive Machine 19.03.2006. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Ogungbenro et al. Physical synthesis and characterization of activated carbon from date seeds for CO2 capture
US4082694A (en) Active carbon process and composition
Hoang et al. Humin based by-products from biomass processing as a potential carbonaceous source for synthesis gas production
US6902589B1 (en) Method for producing shaped, activated charcoal
TWI410278B (en) Improved maleic anhydride catalyst and method for its preparation
Oumam et al. Comparison of chemical and physical activation processes at obtaining adsorbents from Moroccan oil shale
RU2391290C1 (en) Method of obtaining active coal
RU2311227C1 (en) Method of production of the nanostructure carbonic material with the high specific surface and microporosity
RU2774997C1 (en) Method for obtaining active carbon materials
RU2393111C1 (en) Method of producing microporous carbon material from lignocellulose material
RU2359904C1 (en) Method for preparation of porous carbon materials from brown coal
CA1071177A (en) Active carbon process and composition
EP0564024A1 (en) Process for producing activated charcoal
Teh et al. ZnCl2/NaCl-catalysed hydrothermal carbonization of glucose and oil palm shell fiber
CN109701574B (en) Preparation of nitrogen-modified carbon-supported noble metal hydrogenation catalyst and application of nitrogen-modified carbon-supported noble metal hydrogenation catalyst in hydrogenation reaction of pyridine ring compounds
Kamariya et al. Preparation and characterization of activated carbon from agricultural waste, peanut shell by chemical activation
Merzougui et al. Effect of activation method on the pore structure of activated carbon from date pits application to the treatment of water
EP0596572B1 (en) Process for producing activated charcoal
RU2344075C1 (en) Method of active charcoal production
RU2415808C1 (en) Method of obtaining activated carbon
KR100599254B1 (en) High porous activated carbon for hydrogen storage and preparation thereof
RU2799322C1 (en) Method for producing crushed activated carbon
Mena-Durán Cinthia et al. Esterification of lauric acid with methanol using sulfonated Starbons
RU2116832C1 (en) Method of producing activated-carbon sorbents and catalysts
RU2740559C1 (en) Method of producing carbon adsorbent