СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГРАНУЛИРОВАННОГО АКТИВИРОВАННОГО УГЛЯ Российский патент 1996 года по МПК C01B31/08 

Изобретение относится к производству гранулированного активированного угля, адсорбционные свойства которого широко используются, например, для очистки сточных вод и отходящих газов.

Известен способ получения гранулированного активированного угля, включающий смешение печной сажи с адсорбционной емкостью по маслу более 100 мл/100 г со связующим, сушку, карбонизацию при 830^оС в токе азота и активацию водяным паром при 850^оС.

Недостатком указанного способа является относительно высокая себестоимость получаемого угля. Кроме того, использование в качестве связующего водонерастворимых смол усложняет технологию процесса, например требует введения специального растворителя.

Задача изобретения состоит в получении гранулированного активированного угля с низкой себестоимостью и достаточными для использования адсорбционными и прочностными характеристиками.

Предлагается способ получения гранулированного активированного угля, включающий смешение отработанного цеолитсодержащего катализатора крекинга нефтяных фракций, сажи и лигносульфоната в качестве связующего при массовом соотношении компонентов в пересчете на сухое вещество соответственно 1: (0,5-0,6):(1,0-2,0). Полученную смесь гранулируют, гранулы сушат и активируют парогазовой смесью при 600-750^оС в течение 60-120 мин.

При смешении компонентов возможно дополнительно вводить стеариновую кислоту и окись цинка при их массовом соотношении и катализатора соответственно (0,01-0,1):(0,01-0,03):1.

Отличительными признаками являются дополнительное введение при смешении отработанного цеолитсодержащего катализатора крекинга нефтяных фракций и использование лигносульфоната в качестве связующего при указанном соотношении компонентов, проведение активации при 600-750^оС в течение 60-120 мин, а также возможное введение не стадии снижения дополнительно стеариновой кислоты и окиси цинка.

Известны различные марки цеолитсодержащих катализаторов крекинга нефти. Отработанные катализаторы, в том числе и выделенные в виде шлама при очистке тяжелых нефтепродуктов, до сих пор являлись отходами производства, не находящими использования.

Предлагаемое изобретение позволяет утилизировать этот отход с получением ценного продукта гранулированного активированного угля. Этот уголь наряду с адсорбционными свойствами по отношению к различным органическим веществам и нефтепродуктам обладает способностью поглощать из отходящих газов серные соединения и окись углерода. Очевидно, это связано с присутствием в отработанном цеолитсодержащем катализаторе крекинга небольших количеств ванадия, молибдена, кобальта и никеля, которые осаждаются на катализатор из нефтепродуктов в ходе процесса.

За счет применения в предлагаемом способе в качестве связующего лигносульфоната, содержащего в своем составе воду, улучшается диспергирование твердых частиц при смешении и облегчается регулирование вязкости смеси перед гранулированием.

В предлагаемом способе получения гранулированного активированного угля исключается специальная стадия карбонизации, что существенно упрощает процесс. Необходимые адсорбционные и прочностные характеристики достигаются при проведении парогазовой активации при 600-750^оС в течение 60-120 мин.

Дополнительное введение при смешении стеариновой кислоты и окиси цинка позволяет получить уголь с более высокими прочностными характеристиками.

П р и м е р 1. Смешение отработанного цеолитсодержащего катализатора крекинга нефтяных фракций марки КНЦ-Р с сажей и лигносульфонатом в качестве связующего при массовом соотношении в пересчете на сухое вещество соответственно 1:0,5:1,0 проводилось в 5-литровом смесителе в течение 15 мин при температуре 60^оС. Грануляция проводилась в 3-литровом грануляторе шнекового типа через фильеры диаметром 1,8 мм. Гранулы получались матовые, черного цвета, ломкие, не слеживающиеся при хранении, диаметром 3-4 мм.

Сушка гранул проводилась во вращающемся барабане в течение 60 мин при постоянном повышении температуры от 80 до 140^оС. Сушеный гранулированный продукт активировался во вращающейся печи с внешним обогревом. Печь вначале разогревали до режимной температуры 600^оС. Время активации 60 мин. Расход гранулированного продукта определялся скоростью вращения барабана печи. Водяной пар подавался за счет отсоса паров и газов активации с помощью эжектора. Расход пара составлял 1 г/г сушеных гранул. Физико-химические свойства полученного гранулированного активированного угля представлены в таблице.

П р и м е р 2. Способ осуществлялся по примеру 1, но соотношение цеолитсодержащего катализатора, сажи и лигносульфоната в пересчете на сухое вещество составляло 1:0,65:1,5, а температура и время активации соответственно 680^оС и 90 мин. Физико-химические свойства полученного гранулированного активированного угля представлены в таблице.

П р и м е р 3. Способ осуществлялся по примеру 1, но соотношение катализатора, сажи и лигносульфоната составляло в пересчете на сухое вещество 1: 0,8: 2, а температура и время активации соответственно 750^о и 120 мин. Физико-химические свойства полученного гранулированного активированного угля представлены в таблице.

П р и м е р 4. Способ осуществлялся по примеру 1, но при смешении дополнительно вводили стеариновую кислоту и окись цинка при их массовом соотношении и катализатора соответственно 0,01:0,01:1. Стеариновую кислоту и окись цинка вводили в смеситель в следующем порядке: сажа, катализатор, стеариновая кислота, окись цинка, лигносульфонат. Физико-химические свойства полученного гранулированного активированного угля представлены в таблице.

П р и м е р 5. Способ осуществлялся по примеру 2, но дополнительно вводили стеариновую кислоту и окись цинка при их массовом соотношении и сажи соответственно 0,06:0,016:1, температура и время активации составляли соответственно 700^оС и 90 мин, а порядок введения как в примере 4. Физико-химические свойства гранулированного активированного угля приведены в таблице.

П р и м е р 6. Способ осуществлялся по примеру 3, но дополнительно вводили стеариновую кислоту и окись цинка при их массовом соотношении и сажи соответственно 0,1: 0,03: 1, а порядок введения как в примере 4. Физико-химические свойства полученного гранулированного активированного угля приведены в таблице.

Сущность изобретения: смешивают отработанный цеолитсодержащий катализатор, сажу и лигносульфонат при массовом соотношении в пересчете на сухое вещество 1 : (0,5 - 0,8) : (1,0 - 2,0) соответственно. Смесь гранулируют. Гранулы сушат и подвергают парогазовой активации при 600 - 750^oС в течение 60 - 120 мин. При смешении дополнительно вводят стеариновую кислоту и окись цинка при массовом соотношении стеариновой кислоты, окиси цинка и катализатора (0,01 - 0,1) : (0,01 - 0,03) : 1 соответственно. 1 з. п. ф-лы, 1 табл.

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГРАНУЛИРОВАННОГО АКТИВИРОВАННОГО УГЛЯ, включающий смешение сажи со связующим, грануляцию смеси, сушку гранул и их парогазовую активацию, отличающийся тем, что при смешении дополнительно вводят отработанный цеолитсодержащий катализатор крекинга нефтяных фракций и в качестве связующего используют лигносульфонат при массовом соотношении катализатора, сажи и лигносульфоната в пересчете на сухое вещество 1 : 0,5 - 0,8 : 1,0 - 2,0, а активацию осуществляют при 600 - 750^oС в течение 60 - 120 мин. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при смешении дополнительно вводят стеариновую кислоту и окись цинка при массовом соотношении стеариновой кислоты, окиси цинка и катализатора 0,01 - 0,1 : 0,01 - 0,03 : 1 соответственно.