乙酸乙烯合成用触媒载体废活性炭处理方法

摘要

乙酸乙烯合成用触媒载体废活性炭处理方法，其主要技术特征是：将乙酸乙烯合成用触媒载体废活性炭干燥后置于微波加热石英或陶瓷反应管中，在微波场中加热一定时间，通入二氧化碳或水蒸气活化一定时间后用盐酸酸洗，再用蒸馏水进行多次漂洗，至中性后烘干得到活性炭成品。经微波处理后的活性炭产品吸附性能好。其碘吸附值、亚甲基蓝吸附值可达到国家标准要求的一级品活性炭要求。并且其工艺操作简单，易于控制。

说明书

乙酸乙烯合成用触媒载体废活性炭处理方法，本发明属于废物回收和综合利用技术领域。

乙酸乙烯是一种重要合成材料单体，主要用于制造乳胶漆以及建筑、纺织、包装等行业的胶粘剂，是用途广泛的聚乙烯醇及其缩醛类系列产品的唯一起始原料。工业生产中乙酸乙烯是以乙炔和乙酸为原料，在催化剂的作用下进行气相催化合成的，其催化剂是乙酸锌，催化剂载体为活性炭。由于乙炔与乙酸气相催化合成乙酸乙烯是快速放热反应，催化剂使用过程中，因局部高热产生烧结，致使活性炭孔结构受到破坏；另外，催化剂表面羰基含量在反应进程中大量减少使催化剂表面化学活性衰退，导致催化剂在生产过程中使用一段时间后会失去活性，造成催化剂载体的大量废弃。在中国使用活性炭作催化剂载体进行大规模生产的厂家有十几家，每年需要废弃活性炭上千吨。大量废弃的催化剂载体活性炭如果不加以回收利用，将会造成资源的极大浪费。并且，由于被废弃的活性炭微孔中吸附了大量的乙酸锌，如果不对其加以处理，将会造成环境污染。所以，对乙酸乙烯生产中所废弃的乙酸乙烯合成触媒载体废活性炭进行处理并利用，在资源综合利用方面具有深远的意义。

目前，对废活性炭的处理方法可以分为两类：一是设法使吸附质脱附，即引入物质或能量使吸附质分子与活性炭之间的作用力减弱或消失，最终除去吸附质，达到活性炭恢复其吸附性能的目的；二是使吸附物质发生热分解或氧化还原反应，达到除去吸附质恢复活性炭吸附性能的目的。虽然公知废活性炭处理方法工艺较成熟，但是在处理过程中也存在很多缺点：(1)处理过程中需要大量能源加热，投资及运行费用较高；(2)处理时间长；(3)处理后活性炭烧失严重，回收率低；(4)经过处理后活性炭吸附性能会降低。

本发明的目的在于提供一种乙酸乙烯合成用触媒载体废活性炭的处理方法。方法得到的活性炭吸附性能好，回收率高，工艺简便易行。

本发明的技术特征是将乙酸乙烯合成用触媒载体废活性炭干燥后置于微波加热石英或陶瓷反应管中并在微波场中加热，然后通入二氧化碳或水蒸气活化后用盐酸酸洗，再用蒸馏水进行多次漂洗，至中性后烘干得到活性炭成品。

其具体工艺步骤如下，其工艺流程示意图在说明书附图表明：(1)将乙酸乙烯合成用触媒载体废活性炭置于烘箱中，在温度100℃～120℃下干燥2～5小时；(2)将干燥后的废活性炭置于微波加热石英或陶瓷反应管中并放入微波加热设备中加热2～5分钟；使吸附物分解并脱附，微波功率0.1～80KW，频率2450MH，(3)在石英或陶瓷反应管中通入二氧化碳或水蒸气5～30分钟，使活性炭活化，活化气体流量0.1～30升/分钟，活化温度600℃～900℃；

(4)将活化得到的活性炭用重量百分比浓度为3％的盐酸洗涤1～5次，然后用蒸馏水漂洗至PH值达到4.0～7.0；(5)漂洗后的活性炭置于烘箱中在100℃～120℃的温度下干燥2～5小时得到活性炭成品。

本发明具有以下优点：(1)利用微波能够直接对物质内部加热，有加热均匀，速度快等优点，使废活性炭处理过程时间少(处理过程只需30分钟)，处理温度低，能量消耗少，并且活性炭烧失量少，回收率高；(2)应用对微波透波性能好且能够耐高温的石英或陶瓷反应管，微波能利用率高；(3)由于微波加热可以使活性炭内部产生大量活性点，在处理过程中通入二氧化碳或水蒸气使活性炭再次活化造孔，克服了公知处理废活性炭后活性炭吸附性能降低的缺点；(4)引入二氧化碳或水蒸气使活性炭再次活化，处理后的活性炭产品吸附性能好，其碘吸附值、亚甲基蓝吸附值可达到国家标准要求的一级品活性炭要求。(5)工艺操作简单，易于控制。

实施例

实施例1

以云南一化工厂乙酸乙烯合成用触媒载体废活性炭为原料，经脱锌处理后其碘吸附值为361mg/g，亚甲基蓝吸附值为45mg/g。废活性炭在120℃的温度下干燥3小时后放入石英反应管中，在频率为2450MHz，功率为1.2KW的微波炉中加热3分钟，然后通入流量为0.8L/min的二氧化碳气体活化20分钟后得到活性炭，活性炭用重量百分比浓度为3％的盐酸酸洗2次后用蒸馏水漂洗至PH值到6.0，在120℃的温度下干燥4小时得到成品活性炭。

其试验条件及检测结果如表一：

表一：微波加热二氧化碳活化处理废活性炭试验条件及指标

                  试验条件                 检测结果  微波功率  (KW)  活化温度  (min)  活化时间  (min)  二氧化碳流  量(L/min)  碘吸附值  (mg/g)  亚甲基蓝吸附值  (mg/g)  回收率  (％)  1.2  800℃  20  0.8  1158.02  240  86.45

从上表可以看出，采用本发明处理过的废活性炭吸附性能良好，其碘吸附值、亚甲基蓝吸附值分别为1158.02mg/g和240mg/g，达到国家标准要求的一级品活性炭要求，.且回收率高达86.45％。

实施例2

以云南一化工厂乙酸乙烯合成用触媒载体废活性炭为原料，经脱锌处理后其碘吸附值为361mg/g，亚甲基蓝吸附值为45mg/g。废活性炭在100℃的温度下干燥4小时后放入石英反应管中，在频率为2450MHz，功率为1.5KW的微波场中加热2分钟，然后通入流量为0.5L/min的水蒸气活化15分钟后得到活性炭，活性炭用重量百分比浓度为3％的盐酸酸洗2次后用蒸馏水漂洗至PH值到6.0，在100℃的温度下干燥5小时得到成品活性炭。

其试验条件及检测结果如表二：

        表二：微波加热水蒸气活化处理废活性炭试验条件及指标

                 试验条件                  检测结果  微波功率  (KW)  活化温度  (min)  活化时间  (min)  水蒸气流量  (L/min)  碘吸附值  (mg/g)  亚甲基蓝吸附值  (mg/g)  回收率  (％)  1.5  700℃  15  0.5  1193.85  285  76.36

从上表可以看出，采用本发明处理过的废活性炭吸附性能良好，其碘吸附值、亚甲基蓝吸附值分别为1193.85mg/g和285mg/g，达到国家标准要求的一级品活性炭要求，且回收率可达76.36％。