一种处理海洋溢油的活性炭的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种处理海洋溢油的活性炭的制备方法，该方法在活性炭制备过程中加入低碳氢比物质，在碳化加热过程中低碳氢比物质遇热液化，继而裂解成轻组分和重组分，轻组分逃逸过程中形成孔道，重组分最终碳化堵住了孔道，原低碳氢比物质的位置形成了封闭孔穴，这些封闭孔充满气体形成了活性炭颗粒的“气囊”，可使活性炭漂浮在水面，一旦石油泄漏到海面上，将本发明专利技术活性炭撒到海面，利用其对有机物的吸附能力大的特点吸附漏油，吸附完成后收回活性炭进行油炭分离，活性炭再生活化后可循环使用。该方法制备的活性炭具有大孔容、大比表面、吸附性强、吸附能力大等优点，该方法制备工艺简单、易操作。

Preparation of Activated Carbon for Marine Oil Spill Treatment

【技术实现步骤摘要】
一种处理海洋溢油的活性炭的制备方法
本专利技术涉及活性炭制备
，具体而言，尤其涉及一种针对处理海洋溢油的活性炭的制备方法。
技术介绍
在石油勘探、开发、炼制及运储过程中，由于意外事故或操作失误，造成原油或油品从作业现场或储器里外泄，流向地面、水面、海滩或海面，同时由于油质成分的不同，形成薄厚不等的一片油膜，这一现象称为溢油。溢油来源包括原油和从原油中分馏出来的溶剂油、汽油、煤油、柴油、润滑油、石蜡、沥青以及经裂化、催化而成的各种产品。每年排入海洋的石油污染物约1千万吨。溢油在海上先在重力、惯性力、摩擦力和表面张力的作用下，在海洋表面迅速扩展成薄膜，进而在风浪和海流作用下被分割成大小不等的块状或带状油膜，随风漂移扩散；而石油身也发生一系列复杂变化，包括扩散、蒸发、溶解、乳化、光化学氧化、微生物氧化、沉降、形成沥青球以及沿食物链转移等过程。溢油对海洋生物产生危害，并祸及海鸟及人类。海上发生溢油后，目前使用的处理方法有物理处理法、化学方法及生物方法。物理方法是利用机械装置消除水表面石油污染物。如，清污船利用船上的回收装置把溢油收集起来；围油栏是石油泄漏到海面上后将其围住，阻止其扩散，然后再设法回收；磁性分离是美国一家公司研制的，其特点是利用一种溶于石油而不溶于水的特殊磁性“液体”，它是由人发直径千分之一的磁性微粒构成，当“液体”在水面雾化后，飘浮的石油就会被吸住而移去；吸附是美国专利技术的吸油海绵及目前普遍使用的吸油羊毛毡吸收油污。化学处理法就是使用化学药剂清除油污，通过改变溢油的物理性质，将厚度小于1mm的薄油膜，直接乳化消散于海水中。生物处理法是利用某些天然存在于海洋中的微生物有较强的氧化分解石油的能力清除流入海中的石油。世界各国都很重视溢油的清理问题，可惜一直缺乏高效的对策。活性炭是非极性分子，对有机物的吸附能力大，广泛用于有毒气体的净化、废气处理、污水处理及溶剂回收等方面。中国专利CN101172704A公开的加压固定床煤气化工艺污水膜生物处理工艺和中国专利CN105948158A公开的利用活性炭纤维吸附剂去除水体中抗生素-磺胺嘧啶的方法均是利用活性炭的选择性吸附有机物的特性对污水进行处理。然而，这些活性炭由于密度大于海水的密度，不适合处理海上溢油。
技术实现思路
针对油膜造成严重的海洋污染，且处理缺乏高效对策的问题，本专利技术提供了一种吸附海洋油膜的活性炭制备方法，以该方法制备的活性炭具有大孔容、大比表面，同时制备的活性炭中含有一定的封闭孔，这些封闭孔形成了活性炭颗粒的“气囊”，可使活性炭漂浮在水面。本专利技术方法所得活性炭性质如下：孔容≥0.75mL/g，比表面≥450m2/g，封闭孔的容积占总孔容的20～35％。该制备方法简单、易操作。本专利技术采用的技术手段如下：一种处理海洋溢油的活性炭的制备方法，包括以下步骤：步骤一、将焦煤与含碳物质按比例混合均匀，并磨成粉体；步骤二、将步骤一所得的粉体、助挤剂、低碳氢比物质及水按比例投入碾压机中碾压、混合；步骤三、将步骤二所得混合均匀物料进入压条机，在压力下挤条成型；步骤四、将步骤三所得成型物进入碳化炉进行碳化，控制碳化温度和碳化时间；步骤五、将步骤四后物料进入活化炉，在一定氛围下进行活化，控制活化温度和活化时间，活化后即为本专利技术活性炭。其中：步骤一所述含碳物质包括焦粉、原煤、沥青粉、烟煤、果壳、木屑、石油焦、废旧塑料及废旧轮胎中的一种或多种，优选焦粉；所述焦煤与含碳物质混合的质量比为1：1～1：5；所述粉体研磨目数＞200目。步骤二所述助挤剂为煤焦油、重柴油、蜡油和渣油中的一种或几种，优选煤焦油；所述低碳氢比物质为遇热易液化的有机物，如石蜡、石油树脂、聚乙二醇等中的一种或几种；所述加入粉体、助挤剂、低碳氢比物质和水的质量比为粉体：助挤剂：低碳氢比物质：水＝1：(0.35～0.5)：(0.05～0.1)：(0.07～0.17)；步骤三所述压条机的挤条压力为15～25MPa；形状为圆柱形、三叶草形、四叶草形中的一种，直径为2～10mm；步骤四所述碳化氛围是在惰性气体条件下进行，碳化温度为400～600℃；所述碳化时间为30～120min；步骤五所述活化氛围为活化时通入水蒸汽或CO2；所述活化温度700～950℃；所述活化时间90～180min。本专利技术在活性炭制备过程中加入低碳氢比物质，在碳化加热过程中低碳氢比物质遇热液化，继而裂解成轻组分和重组分，轻组分逃逸过程中形成孔道，随着碳化温度的不断升高，重组分逐渐变重，最终碳化堵住了孔道，原低碳氢比物质的位置形成了封闭孔穴；本专利技术制备的活性炭除含有丰富的开放孔外，还含有一定比例的封闭孔，且封闭孔比例可调，封闭孔中充满气体形成活性炭颗粒的“气囊”，可使活性炭漂浮在水面，一旦石油泄漏到海面上，先用围油栏将其围住，阻止其扩散，再将本专利技术活性炭撒到海面，利用其对有机物的吸附能力大的特点吸附漏油，吸附完成后收回活性炭进行油炭分离，分离的油继续进入加工工序或直接使用，活性炭再生活化后可循环使用；该方法制备的活性炭具有大孔容、大比表面、吸附性强、吸附能力大等优点；该方法制备工艺简单、易操作。本专利技术中，所述的比表面积、孔容是采用低温液氮吸附法测得的。本专利技术中，封闭孔所占的体积比例按如下方法测得：首先制得待测本专利技术载体和对照载体，其中制备对照载体时除了对应于本专利技术配比中不加入低碳氢比物质外其余与本专利技术载体制备均相同。首先测出对照载体的骨架密度，即用100mL量筒装入对照载体至100mL刻度，在真空条件下，向量筒中加入去离子水至100mL刻度，100mL减去加入的水的体积为100mL对照载体骨架的体积，100mL对照载体的重量除以100mL对照载体骨架的体积为对照载体骨架密度；可认为本专利技术载体与对照载体的实体部分的致密程度相同，骨架密度相同，则100mL对照载体重量减去100mL本专利技术载体的重量即为封闭孔填满实体的重量，该重量除以骨架密度为100mL本专利技术载体中封闭孔的体积，100mL本专利技术载体中封闭孔的体积除以100mL本专利技术载体中封闭孔的体积与100mL本专利技术载体的孔容之和为本专利技术载体中封闭孔的容积占总孔容的百分率。本专利技术载体与对照载体虽然在制备时略有不同，但在本专利技术中认为由此部分带来的不同可忽略不计。较现有技术相比，本专利技术具有以下优点：1、该方法制备的活性炭具有大孔容、大比表面，同时制备的活性炭中含有一定的封闭孔，这些封闭孔形成了活性炭颗粒的“气囊”，可使活性炭漂浮在水面。2、该制备方法简单、易操作。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本专利技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本专利技术的范围。对于相关领域普通技术人员己知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种处理海洋溢油的活性炭的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、将焦煤与含碳物质按比例混合均匀，并磨成粉体；步骤二、将步骤一所得的粉体、助挤剂、低碳氢比物质及水按比例投入碾压机中碾压、混合；步骤三、将步骤二所得混合均匀物料进入压条机，在压力下挤条成型；步骤四、将步骤三所得成型物进入碳化炉进行碳化，控制碳化温度和碳化时间；步骤五、将步骤四后物料进入活化炉，在一定氛围下进行活化，控制活化温度和活化时间，活化后即为本专利技术活性炭。

【技术特征摘要】
1.一种处理海洋溢油的活性炭的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、将焦煤与含碳物质按比例混合均匀，并磨成粉体；步骤二、将步骤一所得的粉体、助挤剂、低碳氢比物质及水按比例投入碾压机中碾压、混合；步骤三、将步骤二所得混合均匀物料进入压条机，在压力下挤条成型；步骤四、将步骤三所得成型物进入碳化炉进行碳化，控制碳化温度和碳化时间；步骤五、将步骤四后物料进入活化炉，在一定氛围下进行活化，控制活化温度和活化时间，活化后即为本发明活性炭。2.根据权利要求1所述一种处理海洋溢油的活性炭的制备方法，其特征在于：含碳物质包括：焦粉、原煤、沥青粉、烟煤、果壳、木屑、石油焦、废旧塑料及废旧轮胎中的一种或多种。3.根据权利要求1所述一种处理海洋溢油的活性炭的制备方法，其特征在于：所述助挤剂为：煤焦油、重柴油、蜡油和渣油中的一种或几种。4.根据权利要求1所述一种处理海洋溢油的活性炭的制备方法，其特征在于：所述低碳氢比物质为：遇热易液化的有机物，如石蜡、石油树脂、聚乙二醇等中的一种或几种。5...

【专利技术属性】
技术研发人员：隋雯雯，刘德时，金呈虎，魏本营，于逢洋，
申请(专利权)人：一重集团大连工程建设有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁,21