石油焦活性炭技术及应用前景□ 李德忠 活性炭是1种具有特殊微晶结构的非极性炭吸附剂，其微细孔发
活性炭是1种具有特殊微晶结构的非极性炭吸附剂，其微细孔发达、比表面积巨大、吸附能力强、化学性质稳定，能耐酸、耐碱、耐高温，可在气、液相中使用，现已广泛地应用于脱色、脱臭、气体净化、废水处理、溶剂回收、分离纯化及催化剂载体等领域。制备活性炭的原料很多，已用于工业生产的主要是木质、果壳、煤质和其他含炭原料。国内有多家单位不同程度地进行了利用石油焦生产活性炭技术的研究开发，并取得相当大的成绩。 目前国内生产活性炭的方法很多，根据原料不同，可分为木质类
目前国内生产活性炭的方法很多，根据原料不同，可分为木质类活性炭、果壳类活性炭、煤质活性炭和近几年国内开始研究的石油焦活性炭的生产等。其生产工艺根据活化方法的不同，可分为物理和化学活化法两种。 一、生产技术分析
一、生产技术分析 随着化学活化法制备活性炭技术的不断发展，原料从传统的木
随着化学活化法制备活性炭技术的不断发展，原料从传统的木屑、煤、果壳等，发展到石油焦、中间相炭微珠、沥青中间相、氧化沥青以及各种含炭材料。 1.利用石油焦生产活性炭的有利条件
1.利用石油焦生产活性炭的有利条件 ①开发以石油焦为原料生产活性炭的技术，可以拓宽活性炭的原
①开发以石油焦为原料生产活性炭的技术，可以拓宽活性炭的原料来源。 ②我国进口原油逐年增加，且多为中东高硫原油，届时炼厂高硫
②我国进口原油逐年增加，且多为中东高硫原油，届时炼厂高硫石油焦的质量将不能满足炼铝等行业的煅烧焦要求，其价格也将大幅度下降，因此，利用石油焦生产活性炭为其今后的出路提供了新的途径。 ③石油焦固定炭含量高，一般在85%以上，而较好的优质无烟煤
③石油焦固定炭含量高，一般在85%以上，而较好的优质无烟煤炭含量约80%。通常生产1t活性炭需用石油焦1.5～3t，而用优质煤作原料需4t，用木材则达12～15t，因此石油焦制造活性炭收率高、成本低、经济效益可观，更重要的是保护绿色植被，有利于环保事业。 ④石油焦的灰分、挥发分比煤低得多，因此生产的活性炭灰分、
④石油焦的灰分、挥发分比煤低得多，因此生产的活性炭灰分、挥发分含量低，由于这两个指标是直接影响活性炭档次、价格的主要因素，而石油焦中含有的少量硫化物，可在生产过程中自然除去，故在技术上生产比表面积在800～1000m2/g的中档炭及比表面积>1000m2/g高档炭的可能性较大，产品可以与木质炭相媲美。 ⑤单位产品能耗小，可降低生产成本。
⑤单位产品能耗小，可降低生产成本。 2.生产工艺技术
2.生产工艺技术 最新的资料和专利检索表明，现在我国石油焦生产活性炭技术在
最新的资料和专利检索表明，现在我国石油焦生产活性炭技术在南京大学、山西煤炭研究所、南京林科所和东营嘉元天然气技术有限责任公司等单位得到开发，并取得一定的成绩。根据资料显示和市场调查，各单位生产工艺技术水平如下： ①南京大学技术 石油焦经粗略粉碎后在500～850℃加热1～
①南京大学技术 石油焦经粗略粉碎后在500～850℃加热1～3h，冷却至室温后粉碎，过筛制得活性炭。此技术由南京大学于80年代在实验室研究成功，工艺技术可行，但生产的活性炭比表面积较小、档次低，到目前为止未能工业化生产。 ②中国科学院山西煤炭化学研究所技术 石油焦粉碎过筛后，按
②中国科学院山西煤炭化学研究所技术 石油焦粉碎过筛后，按不同配比加入宁夏产同等细度的无烟煤粉，加焦油掺和挤条、炭化、活化（炭化温度为400～650℃，活化温度为800～1000℃），成型包装。此技术由中国科学院山西煤炭化学研究所和新疆石油管理局独山子石油化工总厂联合开发，工业试产取得成功。用此技术可生产比表面积为500～1200m2/g、孔容0.45～0.8cm3/g、强度85%～98%、灰分小于<5%的多种中、低档活性炭。 ③中国林业科学研究院林产化工研究所技术
③中国林业科学研究院林产化工研究所技术 石油焦磨粉、加入催化剂及渣油或沥青后混捏，经压条、炭化、
石油焦磨粉、加入催化剂及渣油或沥青后混捏，经压条、炭化、活化、水洗并回收活化剂，再干燥、筛选、包装。此技术由中国林业科学研究院林产化工研究所与金陵石化公司南京炼油厂合作开发，于1998、1999年在南京炼油厂进行汽油脱臭催化剂载体用颗粒活性炭中试和工业试验。工业试验已经过数月，催化剂床层未被穿透，亦无不良现象发生。金陵石化公司计划进行工业化生产。 ④东营嘉元天然气技术有限责任公司技术
④东营嘉元天然气技术有限责任公司技术 石油焦磨粉、加入活化剂后混合、炭化、活化、水洗并回收活化
石油焦磨粉、加入活化剂后混合、炭化、活化、水洗并回收活化剂，再干燥、筛选、包装。此技术由东营嘉元天然气技术有限责任公司自行开发，并已取得成功。应用此技术可生产高、中、低档粉状活性炭，高档活性炭技术已在其公司内得到工业化生产。 二、应用前景
二、应用前景 石油焦活性炭与其他类型的活性炭相比，成本较低，可生产多种
石油焦活性炭与其他类型的活性炭相比，成本较低，可生产多种性能良好的高、中、低档活性炭。同时其在油品利用方面有一些独特之处，如在油品中分散性能好，脱苯酚、硫、噻吩等性能优良，可用于油品改质，改质温度在50～120℃，完全可以利用余热进行操作。作为改质材料具有表面酸性，能有效地处理汽油中的碱氮组分，脱氮率可达80%以上。经过表面改性，改质材料表面具有一定碱性后，可以高效地处理油品中的酸性组分如硫醇，脱硫醇率高达90%以上。它具有很高的脱臭能力，效果明显优于氧化脱臭、溶剂精制等。对复杂硫组分有很高的脱除能力，脱除率达50%以上。在汽油改质过程中，由于不存在烯烃加氢饱和过程，因此改质后的油品，有效地避免了加氢精制带来的辛烷值下降的问题；劣质油品经过这种非加氢吸附处理后，可使其达到或高于国家标准，综合效益较好。 1.替代普通活性炭
1.替代普通活性炭 在不改变原有生产条件的前提下，石油焦活性炭可替代目前使用
在不改变原有生产条件的前提下，石油焦活性炭可替代目前使用的普通活性炭用于脱色、脱臭、气体净化、废水处理及溶剂回收等。特别是在石化行业中，由于其特有的性能，在脱色、含油污水处理等方面比普通活性炭使用效果更好。 2.作劣质汽油柴油改性剂
2.作劣质汽油柴油改性剂 在固定床法和液固法工艺中作为吸附剂或汽油无碱脱臭催化剂载
在固定床法和液固法工艺中作为吸附剂或汽油无碱脱臭催化剂载体进行工业生产，可有效地脱除汽油中的胶质、碱氮、部分烯烃、硫醇和总硫，在温和条件下可有效地脱除柴油中同样杂质，从而全面改善汽油和柴油的性能，使汽油和柴油的色度、安定性、硫含量等指标均得到改善。 3.作优质润滑油基础油吸附改质剂
3.作优质润滑油基础油吸附改质剂 目前我国润滑油产品质量上不去的主要原因是没有优质的基础
目前我国润滑油产品质量上不去的主要原因是没有优质的基础油，国外生产高档润滑油的方法一般是高压加氢的方法，其基建和操作费用很高。改性石油焦活性炭可以在较温和的条件下有效地脱除润滑油基础油中的碱氮、胶质及部分蜡质，可替代目前普遍使用的白土精制，全面改善基础油的品质。 石油焦活性炭润滑油改质温度为120℃，可节约能源；效果相同
石油焦活性炭润滑油改质温度为120℃，可节约能源；效果相同时，每处理100t基础油需石油焦活性炭的量较白土用量小得多，约为白土用量的1/8左右，成本较低。使用白土时，每加工100t润滑油约损失原料油1t；而用石油焦活性炭时，每加工100t润滑油只损失原料油不到150kg。用白土精制润滑油，使用后的白土将会造成二次污染，而使用石油焦活性炭处理后，当其不能再生利用时，可以作为燃料使用。 综上所述，用石油焦生产活性炭技术可行、成本低，生产的活性
综上所述，用石油焦生产活性炭技术可行、成本低，生产的活性炭种类多、市场竞争力强。以优质石油焦活性炭为原料，还可以进一步开发出医疗、电力、精细化工、催化载体等高科技、附加值高的新产品，应用前景广阔。