DE2349163C3 - Verfahren zur Herstellung eines porösen Kohlenstoffmaterials - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein neues Verfahren zur Herstellung von Kohlematerialien und Aktivkohle, insbesondere von Kohlenstoff- Formkörpern, und vorzugsweise von kugeligem Kohlenstoffmaterial und kugelförmiger Aktivkohle. Das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gewonnene Kohlcnstoffmatcrial ist porös und hat ein niedriges Schüttgewicht.

Das erfindungsgemäße Verfahren besteht darin, daß ein Pech zu Formkörpern verarbeitet wird und diese Formkörper mit einem Lösungsmittel behandelt, das anfallende poröse Pechmaterial bei einer Temperatur von Raumtemperatur bis 400°C unter Verwendung eines Oxidationsmittels oxidiert und anschließend aktiviert wird, und ist dadurch gekennzeichnet, daß ein Pech, das einen Erweichungspunkt von 50—350°C, einen Kohlenstoffgehalt von 80—97 Gew.%, ein Wasserstoff/Kohlenstoff-Verhältnis von 0,3 bis 2,5 und eine in Nitrobenzol unlösliche Fraktion von weniger als Gew.% aufweist, mit mindestens einem aromatischen Kohlenwasserstoff, welcher einen Siedepunkt von 200"C oder höher besitzt, unter Erwärmen vermischt wird, das entstandene Gemisch zu beliebigen Formkörpern verarbeitet wird, diese Formkörper in ein Lösungsmittel eingetaucht werden, in welchem dieser aromatische Kohlenwasserstoff leicht löslich, dieses Pech jedoch kaum löslich ist, so daß dieser aromatische Kohlenwasserstoff aus diesen Formkörpern extrahiert und ein poröses Pechmaterial erhalten wird, das nach der Oxidation und vor der Aktivierung in einer inerten Atmosphäre bei einer Temperatur oberhalb 600°C kalziniert wird.

ίο Aktivkohle wird wegen ihrer ausgezeichneten Adsorptionseigenschaften sehr häufig angewendet, z. B. als Mittel zum Entfernen von Verunreinigungen aus Luft, Wasser usw., zum Reinigen von Wasser oder Lufl usw. Aktivkohle ist besonders vorteilhaft, wenn sie in Form von Kügelchen verwendet wird. Kugelförmige Aktivkohle kann wegen ihres guten Fließvermögens leicht gehandhabt und gleichmäßig in Behälter und Gefäße abgefüllt und aus diesem entnommen werden. Außerdem bietet kugelförmige Aktivkohle einen geringen Strömungswiderstand gegenüber Gasen und Flüssigkeiten in einer Packungsschicht. Sie kann selbst in einer Wirbelschicht ohne Schwierigkeiten angewandt werden. Kugelförmige Aktivkohle zerbricht wegen ihrer Gestalt während des Betriebs kaum in Bruchstücke und zeigt fast überhaupt keine Abriebverluste, die bei Aktivkohle von anderer Gestalt in erheblichem Umfang auftreten.

Kugelige Kohlenstoff-Formkörper finden jedoch außer als Aktivkohle noch auf vielen anderen Gebieten Verwendung, auf denen ihre Gestalt von großem Vorteil ist. Werden z. ü. Kohlensioff-Kügelchen bei der Herstellung von Verbundmaterialen verwendet, indem sie mit einem Metall, wie z. B. Aluminium, Kupfer, Zinn usw., oder einem synthetischen Harz, wie z. B. Nylon, Polyester, Epoxvharz. Fluorharz usw. vermischt werden, dann besitzt dieses Verbundmaterial eine weit höhere Abriebsfestigkeil und bessere Obcrflächengleilfähigkeit als solche Materialien, die unter Verwendung von herkömmlichem Kohlenstoffpulver oder -granulat hergestellt worden sind; der Grund hierfür sind die höhere mechanische Festigkeit der Kugelgestalt und das gleichmäßigere Mischungsvermögen des kugeligen Kohlenstoffs mil dem Metall oder Harz. Kugelige Kohlenstoff-Formkörper finden auch Verwendung als Füllmittel in Pulverfarbanstrichen oder als Ausgangsmaterial bei d^r Gewinnung von isotropischem Graphit. Kugelige Kohlenstoff-Formkörper wurden bisher hergestellt, indem pulveriger Kohlenstoff oder ein pulveriges Kohlenstoff-Vorprodukt mil einem Bindemittel vermischt und das Gemisch zu Kügelchen geformt wurde. Die entstandenen kugeligen Kohlenstoff-Formkörper können in üblicher Weise zu kugeliger Aktivkohle aktiviert werden. Mit den bisherigen Formgebungsverfahren unter Verwendung von pulverigen Ausgangsmatcrialien ist es jedoch sehr schwierig, feine kugelförmige Kohlenstoff-Formkörper oder Aktivkohle mit einem Durchmesser von einigen μ bis zu 1 mm zu erhalten. Die Verwendung von pulverigen Materialien bringt stets eine Verringerung des Nutzeffektes und das Auftreten von unerwünschten Unregelmäßigkeiten in der Gestalt mit sich. Ein Verfahren, mi; welchem es möglich ist, kugelförmige kohlcnstoff-Formkörper und kugelige Aktivkohle vn besserer Qualität herzustellen, wäre darum ein großer Fortschritt.

Zwar ist bereits bekannt geworden (US-PS 26 81 318). zur Umwandlung von Pech in aktivierte Kohle ein Pech bestimmter Art zu granulieren, das Granulat mit einem

Lösungsmiuel zu behandeln und danach durch Erhitzen in Luft in ein unschmelzbares Kohlegranulat umzuwandeln, welches dann oxidiert wird und in üblicher Weise aktiviert werden kann, jedoch können bei Verwendung der dort empfohlenen Ausgangsmaterialien und Lösungsmittel und bei der dort vorgeschriebenen Verfahrensweise Aktivkohle-Formkörpet mit den erfindungsgemäß angestrebten Eigenschaften nicht erhalten werden.

Auch war ^s bereits bekannt (DE-OS 20 06 524), ein Pech ähnlich der erfindungsgemäß einzusetzenden Art zu Formkörpern zu verarbeiten, welche dann unschmelzbar gemacht werden, um in diesem Zustand carbonisiert werden zu können, jedoch können nach diesem bekannten Verfahren zwar z. B. hochschmiegsame Kohlefasern, nicht jedoch hochporöse Aktivkohlekügelchen gewonnen werden.

Ziel dieser Erfindung ist daher ein Verfahren zur Herstellung von porösen Kohlenstoff-Formkörpern und porösen Aktivkohle-Formkörpern mit beliebiger, gewünschter Gestalt, insbesondere mit Kugelgestalt.

Dieses Ziel wird mit einem Verfahren gemäß dem Hauptanspruch erreicht.

Die Kohlenstoff-Formkörper oder die unschmelzbaren Pech-Formkörper können mittels Wasserdampf oder Luft zu Aktivkohle-Fonnkörpern aktiviert werden. Wenn das Gemisch aus Pech und einem oder mehreren aromatischen Kohlenwasserstoffen zu kugeligen Körpern oder zu Körpern von anderer gewünschter Gestalt geformt wird, dann können natürlich auch die endgültig erhaltenen Kohlenstoff-Formkörper oder Aktivkohle-Formkörper diese Gestalt haben.

Das in dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendbare Pech hat einen Erweichungspunkt von 50—350⁰C, einen Kohlenstoffgehalt von 80—97 Gew.% und ein Wasserstoff/Kohlenstoff-Verhältnis von 0,3-2,5 und enthält eine in Nitrobenzol unlösliche Fraktion von weniger als 60 Gew.%. Vorzugsweise weist das Pech einen Erweichungspunkt von 150—250⁰C, einen Kohlenstoffgehalt von 85—97 Gew.%, ein Wasserstoff/ Kohlenstoff-Verhältnis von 0,35—1,0 und eine in Nitrobenzol unlösliche Komponente von weniger als 60 Gew.% auf. Außerdem soll das Pech vorzugsweise außer Wasserstoff und Kohlenstoff keine anderen Elemente, wie z. B. Schwefel, Halogene, Metalle usw. enthalten. Wenn solche Elemente enthalten sind, soll ihr Gehalt unter 1% liegen. Dies ist keine entscheidende, sondern nur eine bevorzugte Voraussetzung für die Erfindung. Das als Ausgangsmaterial verwendete Pech kann leicht erhalten werden, z. B. durch Hitzebehandlung einer teerartigen Substanz, die als Nebenprodukt bei der zur Gewinnung von gasförmigen Kohlenwasserstoffen durchgeführten thermischen Crackung von ölen, einschließlich Rohölen, Schwerbenzin, Asphalt, Schwerölen, Leichtölen, Kerosin usw., oder von Rückstandsölen erhalten wird, die bei Erdölraffinerieverfahren anfallen, und durch Entfernen der niedrigsiedenden Komponenten aus dem derart behandelten Teer oder Rückstandsöl mittels Destillation, Extraktion oder auf andere Weise. Das Pech kann auch durch Entfernen niedrigsiedender Komponenten aus Kohleteeren gewonnen werden, oder durch Entfernen der niedrigsiedenden Komponenten aus einem Rückstand, der bei der thermischen Crackung von organischen polymeren Kunststoffen usw. anfällt. Es können somit verschiedene Arten von Materialien, einschließlich solcher auf Erdöloder Kohlebasis als Pech-Ausgangsmaterial bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet werden.

Der dem Pech zuzusetzende aromatische Kohlenwasserstoff soll einen Siedepunkt von 200⁰C oder darüber haben und eine gute Verträglichkeit mit dem Pech aufweisen. Wenn der aromatische Kohlenwasserstoff mit dem Pech vermischt wird, bewirkt er in einem gewissen Umfang eine Herabsetzung des Erweichungspunkts und der Viskosität des Pechs, so daß das Gemisch leicht zu geeigneten Formkörpern verarbeitet werden kann. Beispiele für aromatische Kohlenwasserstoffe, die für die vorliegende Erfindung geeignet sind, sind aromatische Kohlenwasserstoffe mit 2 oder 3 Ringen, wie Naphthalin, Methylnaphthalin, Dimethylnaphthalin, Anthracen, Phenanthren, Triphenylen, Diphenyl, Diphenylmethan, Diphenylether usw., sowie deren Alkylderivate. Das Mengenverhältnis von Pech zu aromatischen Kohlenwasserstoffen liegt vorzugsweise im Bereich von 5—50 Teilen Kohlenwasserstoff zu 100 Teilen Pech auf Gewichtsbasis; jedoch ist dieses Verhältnis nicht kritisch. Der Pech wird mit den aromatischen Kohlenwasserstoffen unter Erwärmen gemischt, so daß ein leicht bewegliches Gemisch entsteht, und dieses Gemisch wird dann nach einem beliebigen Verfahren zu Körpern mit der gewünschten Gestalt geformt. Um z. B. Kügelchen aus dem Gemisch zu formen, wird dieses in Form von kugelförmigen Tröpfchen in einem geeigneten Dispergierungsniedium dispergiert. Das entstandene Material, welches aus dem Pech und einem oder mehreren aromatischen Kohlenwasserstoffen befreit, wobei ein stark poröses Pechmaterial entsteht. Das geschieht, indem das aus Pech und aromatischen Kohlenwasserstoffen bestehenden Material in ein Lösungsmittel getaucht wird, in welchem der Pech kaum löslich ist, die aromatischen Kohlenwasserstoffe jedoch leicht löslich sind. Beispiele für geeignete Lösungsmittel sind aliphatische Kohlenwasserstoffe, wie Butan, Pentan, Hexan, Heptan usw., ein hauptsächlich aus aliphatischen Kohlenwasserstoffen bestehendes Gemisch, wie Schwerbenzin, Kerosin usw., oder aliphatische Alkohole, wie Methanol, Äthanol, Propanol, Butanol usw.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann, wenn das aus dem Pech und den aromatischen Kohlenwasserstoffen bestehende Gemisch in das vorstehend erwähnte Lösungsmittel eingetaucht wird, der aromatische Kohlenwasserstoff aus diesem Material extrahiert werden, wobei die äußere Gestalt des Materials erhalten bleibt und ein Pechmaterial entsteht, das eine starke Porosität aufweist, die aus der Extraktion des aromatischen Kohlenwasserstoffs resultiert. Die Porosi-' tat des Pechmaterials ist sehr vorteilhaft, weil sie das nachfolgende Unschmelzbarmachen, das Carbonisieren und das Aktivieren wirksam erleichtert. Da das Unschmelzbarmachen eine heterogene Reaktion zwischen dem festen Pechmaterial und einem oxydierenden Gas oder einer oxydierenden Flüssigkeit bedingt, ermöglicht es die Porosität des festen Pechmaterials dem Oxydationsmittel leicht das Innere des Pechmaterials zu erreichen und gründlich darauf einzuwirken. Desgleichen werden das Austreten der Zersetzungsgase beim Carbonisierungsprozeß und die Diffusion eines aktivierenden Gases in das Innere des porösen Pechmaterials genauso gefördert wie das Unschmelzbarwerden.

Mittels welcher Vorrichtung das aus dem Pech und de iironiatischen Kohlenwasserstoff bestehende Material in das vorstehend genannte Lösungsmittel eingetaucht wird, damit sich daraus ein poröses Pechmaterial bildet, ist nicht kritisch; vielmehr kann

jede beliebige, geeignete Vorrichtung hierfür dienen.

Das dabei erhaltene, poröse Pechmateriai wird mittels eines Oxydationsmittels bei einer Temperatur zwischen Umgebungstemperatur und 400°C oxydiert, wobei ein unschmelzbares, poröses Pechmaterial erhalten wird. Das Oxydationsmittel kann z. B. ein Gas. wie O2, O3, SO3, NO2 oder Cb, ein durch Verdünnen eines dieser Gase mit Luft oder Stickstoff erhaltenes Mischgas, Luft oder eine oxydierende Flüssigkeit, wie Schwefelsäure, Phosphorsäure, Salpetersäure, wäßrige Chromsäurelösung oder wäßrige Permangansäurelösung usw. sein. Diese Oxydationsmittel können allein oder in Kombination miteinander angewendet werden.

Während dei Vorgangs des Unschmelzbarmachens wird das Pechmaterial vorzugsweise zunächst bei einer tieferen Temperatur als dem Erweichungspunkt des Pechs behandelt, wobei die Behandlungstemperatur allmählich angehoben wird, weil der Erweichungspunkt mit fortschreitendem Verlauf der das Unschmelzbarwerden bewirkenden Reaktion ansteigt; auf diese Weise wird die erforderliche Reaktionszeit abgekürzt.

Das derart behandelte, unschmelzbare, poröse Pechmaterial wird danach in einer inerten Atmosphäre, z. B. unter Stickstoff, bei einer Temperatur über 600°C kalziniert, um daraus ein poröses Kohlenstoffmaterial herzustellen. Wenn dieses Kohlenstoffmaterial oder das unschmelzbare Pechmaterial mittels Wasserdampf oder Luft aktiviert wird, dann wird poröse Aktivkohle erhalten. Die Aktivierung kann nach bekannten Aktivierungsverfahren durchgeführt werden. Wird das unschmelzbare Pechmaterial der Aktivierung unterworfen, tritt die Carbonisierung zugleich mit der Aktivierung ein.

Ein wichtiges Merkmal des nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Kohlenstoffmaterials besteht darin, daß das Material porös ist und eine verringerte scheinbare Dichte aufweist. Dieses Kohlenstoffmatcrial ist darum als Ausgangsmatcrial für zahlreiche Anwendungszweckc brauchbar.

Das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gewonnene Kohlenstoffmatcrial kann zu beliebigen Fonnkörpern. einschließlich Kugeln. Platten, Stäben usw. verarbeitet werden, und dieses geformte Kohlenstoffmaterial kann leicht aktiviert werden. Die Kohlcnstoff-Formkörpcr, ob aktiviert oder nicht, finden, ebenfalls zahlreiche Anwendungsmöglichkeiten.

Die Erfindung wird durch die mchstehenden Beispiele erläutert:

Beispiel 1

Ein tccrartiges Material wurde erhalten, indem ein Seria-Erdöl zur thermischen Crackung in Wasserdampf von 2000T bei einer Kontaktzeit von 0.003 Sekunden gesprüht und rasch abgekühlt wurde und aus dem Reaktionsprodukt die Destillate mit einem Siedepunkt unter 350T (unter einem Vakuum von 5 mm Hg) entfernt wurden. 75 kg des hierbei erhaltenen Pechs, der einen Erweichungspunkt von 198°C, einen Kohlenstoffgehalt von 95 Gew.%, ein Wasserstoff/Kohlenstoff-Verhältnis von 0,6 und ^r'r:f ;'i Nitrobenzol unlösliche Fraktion von 35 Gew.% aufwies, wurden zusammen mit 25 kg Naphthalin in einen Autoklaven gegeben, der mit einem Rührer ausgerüstet war und ein Inncnvolunien von 400 Liter aufwies; die beiden Komponenten wurden darin bei 160°C vermischt. Danach wurden 200 kg einer wäßrigen 0,2%igen Pol¹ vinylalkohollösiing (Verseifungsgrad: 86%) hinzugegeben und das Gemisch darin ilispcrgiert. wobei chis Ganze 40 min. bei 150'C und 300 UpM gerührt wurde. Das Gemisch wurde dann abgekühlt, wobei eine Aufschlämmung erhalten wurde, die das Gemisch in Form von Kügelchen enthielt. Der größte Teii des Wassers wurde aus der Aufschlämmung entfernt; dann wurde Methanol in einer Menge zugegeben, die das sechsfache Gewicht dieser Kügelchen betrug, um das Naphthalin aus d'esen zu entfernen. Danach wurde das kugelige Pechmateriai in Luft getrocknet; es enthielt dann Naphthalin in einer Menge von weniger als 1%. Das kugelige Pechmaterial wurde mittels Heißluft in einer Wirbelschicht mit einer Geschwindigkeit von 25°C/h von Raumtemperatur bis auf 300°C erhitzt und 2 Stcl. bei dieser Temperatur von 300° C gehalten, wobei unschmelzbare Pechkugeln erhalten wurden. Diese wurden in einer Stickstoff-Atmosphäre mit einer Geschwindigkeit von 200°C/h auf 1000°C erhitzt und bei dieser Temperatur 1 Std. gehalten, wobei poröse Kohlenstoffkugeln gewonnen wurden, die eine mittlere Teilchengröße von 450 μ und fast exakte Kugelform aufwiesen.

Beispiel 2

Das unschmelzbar gemachte, kugelige Pechmaterial von Beispiel 1 wurde aktiviert, indem das Pech in einer Wirbelschicht mit einer Geschwindigkeit von 200°C/h in einer Wasserdampfatmosphäre auf 900^DC erhitzt und bei dieser Temperatur 3 Std. gehalten wurde, wobei kugelige Aktivkohle erhalten wurde. Diese kugelige Aktivkohle hatte einen durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 400 μ. eine Jodadsorptionszahl von 950 mg/g (gemessen bei einer Gleichgewichtskonzentration von 1 g/l), eine Caramel-Entfärbungsrate von 85% (gemessen nach lapanese Industrial Standards K-1470), und eine Oberfläche von 1100 ni²/g; sie besaß also eine hohe Aktivität.

Beispiel 3

Ein aus Kalji-Rohöl gewonnenes Vakuumdcsiillations-Rückstandsöl wurde in einen bei 410—420⁰C gehaltenen Behälter eingeführt, durch welchen 2 Std. lang Heizdampf von 430—450° C für die Wärmebehandlung und Destillation geleitet wurde, wobei ein Pechrücksland erhalten wurde. 10 kg dieses Pechs, das einen Erweichungspunkt von 21O⁰C, einen Kohlenstoffgehalt von 84 Gew.%. ein Wasserstoff/Kohlenstoff-Verhältnis von 0,75 und eine in Nilrobenzol unlösliche Fraktion von 27 Gew.% aufwies, wurden zusammen mit 2,5 kg Naphthalin in einen Autoklaven eingeführt, der ein Innenvolumen von 20 Litern besaß und mit einem Rührer ausgerüstet war, und in diesem Autoklaven bei 160°C miteinander vermischt. Dann wurde das Gemisch durch eine am Boden des Autoklaven angeordnete Düse von 1 mm Innendurchmesser in Hexan gegeben. Ein zylindrisches Heizrohr von 2 m Länge, das bei 140°C gehalten wurde und perpendikulär zu dieser Düse angeordnet war, yerhinderie ein Abkühlen des Gemi sches bei dessen Übergang aus dem Autoklaven in das Hexan. Das Gemisch bildete Kügelchen mit einem Durchmesser von etwa 2 mm. Diese Kügelchen wurden in dem Hexan 3 Std. bei Raumtemperatur schwach bewegt, um das Naphthalin daraus durch Extraktion zu entfernen. Dann wurden die Kugeln aus dem Hexan herausgenommen und getrocknet, wobei Pechkugeln erhalten wurden, die nur etwa 2,5% Naphthalin

b^r) enthielten. Diese Pechkugeln wurden mittels Heißluft mit einer Geschwindigkeit von 20°C/h auf 300°C erhitzt und 3 Std. bei 300^DC gehalten, um sie unschmelzbar zu machen. Danach wurden die Pechkugeln in einer

Stickstoff-Atmosphäre mit einer Geschwindigkeit von 200°C/h auf 1000⁰C weitererhitzt und bei dieser Temperatur 1 Std. gehalten, wobei poröse Kohlenstoffkugeln erhalten wurden. Diese besaßen eine durchschnittliche Teile¹ -ngröße von 1,8 Tim und fast genaue Kugelgestalt.

Beispiel 4

Die in Beispiel 3 erhaltenen, porösen Kohlenstoffkügelchen wurden in Luft 10Std. auf 450°C erhitzt, um aktivierte, poröse Kohlenstoff-Kügelchen zu erhalten. Diese Aktivkohle-Kügelchen hatten eine durchschnittliche Teilchengröße von 1,6 mm, eine Jodadsorptionszahl von 700 m/g, gemessen bei einer Gleichgewichtskonzentration von 1 g/l, eine Caramel-Entfärbungsrate von 90% (nach Japanese Industrial Standards K-1470) und eine Gesamtoberfläche von 850 m²/g; sie besaßen somit eine hohe Aktivität.

Beispiel 5

80 Gewichtsteile Pech und 20 Gewichtsteile Methylnaphthalin wurden thermisch miteinander vermischt. Das verwendete Pech war ein Rückstand, der bei der Vakuumdestillation eines bei der Äthylengewinnung anfallenden Erdöls erhalten worden war; es hatte einen Erweichungspunkt von 18O⁰C, einen Kohlenstoffgehalt von 92 Gew.%, ein Wasserstoff/Kohlenstoff-Verhältnis von 0.84 und eine in Nitrobenzol unlösliche Fraktion von 2 Gew.%. Das Gemisch wurde mit einem Luftstrom durch eine Düse mit einem Durchmesser von 0,5 mm bei einer Düsentemperatur von 130⁰C ausgeschleudert und bildete Fäden. Diese Fäden wurden in Schwerbenzin eingetaucht, um Methylnaphthalin daraus zu entfernen, wobei ein im wesentlichen aus dem Pech bestehendes, fasriges Material erhalten wurde. Das fasrige Material enthielt nach dem Trocknen weniger als 1% Methylnaphthalin. Es wurde mittels Heißluft mit einer Geschwindigkeit von 25°C/h auf 300⁰C erhitzt und 1 Std. bei 300°C gehalten, wobei eine unschmelzbare. fasrige Pechmatte erhalten wurde. Dann wurden die Fasern in einer Stickstoff-Atmosphäre mit einer Geschwindigkeit von 300°C/h auf 1000°C erhitzt und bei dieser Temperatur 1 Std. gehalten, um ein poröses, fasriges Kohlenstoffmaterial zu erhalten.

Der durchschnittliche mittlere Durchmesser der einzelnen Faser betrug 15 μ. ihre mechanische Festigkeit 6 Tonnen/cm² bei einem Modul von 250 Tonnen/ cm².

Beispiel 6

Das in Beispiel 4 erhaltene, fasrige Kohienstoffmaterial wurde 8 Std. bei 850⁰C in einer Wasserdampf atmosphäre behandelt, um ein fasriges Aktivkohle-Material zu erhalten. Der mittlere Durchmesser der einzelnen Faser betrug 12 μ, die Jodadsorptionszahl 830 mg/g (bei einer Gleichgewichtskonzentration von 1 g/l), die Caramel-Entfärbungsrate 83% (nach Japanese Industrial Standards K-1470), und die Gesamtoberfläche 950 m²/g; das fasrige Aktivkohle-Material besaß somil eine hohe Aktivität.

Beispiel 7

Ein teerartiges Material, das bei der thermischer! Crackung von Seria-Rohöl erhalten worden war, wobei dieses Rohöl in Wasserdampf von 1200°C bei einet

ίο Kontaktzeit von 0,005 sek. gesprüht und das behandelte öl rasch abgekühlt wurde, wurde 3 Std. bei 400°C untei Normaldruck behandelt, und ein Destillat, das einer Siedepunkt unter 380⁰C bei 5 mm Hg besaß, wurde au; diesem teerartigen Material entfernt, wobei ein Peel· zurückblieb, 70Gew.Teile dieses Pechs, das einer Erweichungspunkt von 220⁰C, einen Kohlenstoffgehal von 94 Gew.%, ein Wasserstoff/Kohlenstoff-Verhältnii von 0,65 und eine in Nitrobenzol unlösliche Fraktior von 47 Gew.% aufwies, wurden mit 30 Gew.Teiler Phenanthren bei 180⁰C thermisch vermischt, und da: Gemisch wurde in einer Dicke von 1 cm in einf Metallform mit den Abmessungen 5 cm χ 5 cm χ 3 cn gegeben und abgekühlt, so daß plattenartige Formkör per entstanden. Diese Formkörper wurden in ein« Heptanmenge eingetaucht, die das 15fache Volumen dei Formkörper ausmachte, wobei das Heptan 20 Std. be Raumtemperatur bewegt wurde, um Phenanthren au; den Formkörpern zu extrahieren. Dann wurden di( Formkörper mittels Heißluft mit einer Geschwindigkei von 10°C/h von Raumtemperatur auf 300°C erhitzt unc 5 Std. bei 300⁰C gehalten, wobei sich unschmelzbare plattenartige Pech-Formkörper bildeten. Diese Form körper wurden in einer Stickstoff-Atmosphäre ther misch behandelt, indem sie mit einer Geschwindigkei von 50°C/h bis auf 1000⁰C erhitzt und 3 Std. bei 1000°C gehalten wurden, wobei poröse, plattenartige Kohlen stoff-Formkörper erhalten wurden. Diese Formkörpei besaßen eine Druckfestigkeit von 550 kg/cm², eir Elastizitätsmodul von 4 χ 10⁴ kg/cm², einen spezifi sehen Widerstand von 0,03 Ω ■ cm und ein Schüttge wicht von 1,7 g/cm³.

Beispiel 8

Die in Beispiel 7 erhaltenen unschmelzbaren, platten artigen Pechformkörper wurden in einem Mischgas, da:

Wasserdampf und Stickstoff in einem Verhältnis vor 3 : 7 enthielt, mit einer Geschwindigkeit von 50°C/h au 900°C erhitzt und 5 Std. bei 900°C gehalten, wobei siel plattenartige, poröse Aktivkohle-Formkörper bildeten Diese Formkörper hatten eine Jodadsorptionszahl vor 75ö mg/g bei einer Gieichgewichtskonzentration vor 1 g/l, eine Caramel-Entfärbungsrate von 80% (nacl Japanese Industrial Standards K.-1470) und ein« Gesamtoberfläche von 950 m²/g; sie besaßen also ein< hohe Aktivität.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung eines porösen Kohlenstoffmaterials, be' welchem ein Pech zu Formkörpern verarbeitet wird und diese Formkörper mit einem Lösungsmittel behandelt werden, das anfallende poröse Pechmaterial bei einer Temperatur von Raumtemperatur bis 400⁰C unter Verwendung eines Oxidationsmittels oxidiert und anschließend aktiviert wird,

dadurch gekennzeichnet, daß ein Pech, das einen Erweichungspunkt von 50—350°C, einen Kohlenstoffgehalt von 80-97 Gew.%, ein Wasserstoff/Kohlenstoff-Verhältnis von 0,3 bis 2,5 und eine in Nitrobenzol unlösliche Fraktion von weniger als 60 Gew.% aufweist, mit mindestens einem aromatischen Kohlenwasserstoff, welcher einen Siedepunkt von 200°C oder höher besitzt, unter Erwärmen vermischt wird,

das entstandene Gemisch zu beliebigen Formkörpern verarbeitet wird,

diese Formkörper in ein Lösungsmittel eingetaucht werden, in welchem dieser aromatische Kohlenwasserstoff leicht löslich, dieses Pech jedoch kaum löslich ist, so daß dieser aromatische Kohlenwasserstoff aus diesen Formkörpern extrahiert und ein poröses Pechmaterial erhalten wird, das nach der Oxidation und vor der Aktivierung in einer inerten Atmosphäre bei einer Temperatur oberhalb 600"C kalziniert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, c!aß als aromatischer Kohlenwasserstoff Naphthalin verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Lösungsmittel Methanol verwendet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Lösungsmittel Schwerbenzin verwendet wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Oxidationsmittel Lufl verwendet wird.