探索石油焦制备活性炭工艺条件的优化及其孔结构表征

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1、中国石油大学硕士研究生学位论文华东(申请工学硕士学位)石油焦制备活性炭工艺条件的优化及其孔结构表征学科专业：培养方向：硕士生：指导教师：化学工艺新材料与相关技术卓海波查庆芳(教授)入学日期：2004年9月论文完成日期：2007年5月石油焦制备活性炭工艺条件的优化及其孔结构表征卓海波(化学工艺)指导教师：查庆芳教授摘要石油焦是炼油过程中的一种副产品，目前国内主要用于冶金工业，高硫原油炼制过程中的石油焦不能满足冶金行业煅烧焦的要求，因此必须为高硫石油焦寻找新的用途。石油焦固定碳含量高、灰份低，是制备活性炭的优质原料，并且石油焦中的硫在制备活性炭的过程中能够起到造孔的作用。活性炭具有高度发达的

2、孔隙结构和特殊的表面特性，作为一种优良的吸附剂，己广泛应用于环境保护、化学工业、石油工业、食品加工、湿法冶金、药物精制、军事化防护等各个领域。以独山子石油焦为原料，以氯化锌为活化剂，采用电和微波两种不同的加热方式制备活性炭，通过氮气吸附、碘吸附、苯吸附等考察所制活性炭的吸附性能，并对活性炭的制备工艺条件进行筛选和优化。电炉法制备活性炭时，考察了活化介质、混合方式、氯化锌含量、粘结剂、活化温度、活化时间、炭化温度等对活性炭性能的影响。在考察的范围内，最佳工艺条件是：氯化锌、石油焦、煤沥青的质量比为2：7：1、冷压成型、500℃炭化lh、800"C活化6h。最终制备的活性炭样品比表面积798

3、．5mVg、碘吸附值745．8mg／g、苯吸附值531．1mg／g、强度61．2N。微波加热法制备活性炭时，最佳工艺条件是：氯化锌、石油焦、煤沥青的质量比为1．5：7．5：1，微波功率1300W，辐照时间6min。所得样品比表面积1095．7m垤，碘吸附值673．7mg／g，苯吸附值781．1mg／g，强度20．3N。通过表征微孔、中孔、孔形状、表面性质、表面形貌、比表面积，发现微波加热和电加热制备的活性炭孔结构不同；微波法制备的活性炭在比表面积、孔径分布等方面优于电炉法制备的活性炭。关键词：石油焦，氯化锌，微波，活性炭Optimizingprocessforpreparationofa

4、ctivatedcarbonfrompetroleumcokeandcharacterizationofitsporosityZHUOHai—bo(MajorinChemicalTechn0109)，)DirectedbyProfessorZHAQing-fangPetroleumcokeisonebyproductintheprocessofoilrefming．Atpresent,itismainlyusedinmetallurgyrefining．Unfortunately,thehi曲sulfurcontentofrawoilhampertheu∞ofcokeinmetallur

5、gyindustry．Sonewapplicationfieldneedtofoundforthatpetroleumcokewithhi【ghsulfurcontent．Duetohavinghighcarboncontentandlowashcontent,petroleumcokehasbeenregardedasagoodrawmaterialtoprepareactivatedcarbon．AndthesulfurfavorformingporosityinpreparationofactivatedcarbomActivatedcarbon,whichhashJ【ghspec

6、ificsurfaceareaandlotsofpores谢tlldifferentsize，waswidelyused舔adsorbentinmanyfields，whichincludeenvironmentprotection,chemicalandchemistryindustry,oilindustry,metallurgy,drugrefiningandmilitaryprotection,ere．Inthispaper,DuSharmipetroleumcokewasusedaslawmaterialandZnChasactiveagenttoprepareactivate

7、dcarbon．Twoheatingmethodsincludingelectricityandmicrowavewereemployed．Theadsorptionabilityofpreparedactivatedcarbonwascharacterizedbyadsorptionsofnitrogen,iodineandbenzene．Forthepreparationofactivatedcarbonheatedbyelec