ES2277565A1 - Proceso de produccion de carbon activo a partir de residuos de pet. - Google Patents
Proceso de produccion de carbon activo a partir de residuos de pet. Download PDFInfo
- Publication number
- ES2277565A1 ES2277565A1 ES200503238A ES200503238A ES2277565A1 ES 2277565 A1 ES2277565 A1 ES 2277565A1 ES 200503238 A ES200503238 A ES 200503238A ES 200503238 A ES200503238 A ES 200503238A ES 2277565 A1 ES2277565 A1 ES 2277565A1
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- activated carbon
- pyrolysis
- pet waste
- pet
- potassium
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 70
- 239000002699 waste material Substances 0.000 title claims abstract description 20
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 11
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 claims abstract description 43
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 30
- 230000004913 activation Effects 0.000 claims abstract description 16
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 20
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 16
- 239000003245 coal Substances 0.000 claims description 10
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 7
- KKEYFWRCBNTPAC-UHFFFAOYSA-N Terephthalic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=C(C(O)=O)C=C1 KKEYFWRCBNTPAC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- WPYMKLBDIGXBTP-UHFFFAOYSA-N benzoic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=CC=C1 WPYMKLBDIGXBTP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 claims description 5
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 claims description 5
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims description 5
- XAEFZNCEHLXOMS-UHFFFAOYSA-M potassium benzoate Chemical compound [K+].[O-]C(=O)C1=CC=CC=C1 XAEFZNCEHLXOMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 5
- 239000005711 Benzoic acid Substances 0.000 claims description 3
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 235000010233 benzoic acid Nutrition 0.000 claims description 3
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 3
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011591 potassium Substances 0.000 claims description 3
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 claims description 2
- 239000011363 dried mixture Substances 0.000 claims 3
- 229940103091 potassium benzoate Drugs 0.000 claims 3
- 235000010235 potassium benzoate Nutrition 0.000 claims 3
- 239000004300 potassium benzoate Substances 0.000 claims 3
- LRUDDHYVRFQYCN-UHFFFAOYSA-L dipotassium;terephthalate Chemical compound [K+].[K+].[O-]C(=O)C1=CC=C(C([O-])=O)C=C1 LRUDDHYVRFQYCN-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims 1
- KKEYFWRCBNTPAC-UHFFFAOYSA-L terephthalate(2-) Chemical compound [O-]C(=O)C1=CC=C(C([O-])=O)C=C1 KKEYFWRCBNTPAC-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 abstract description 8
- 239000003039 volatile agent Substances 0.000 abstract description 5
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 16
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 16
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 9
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 8
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 5
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 5
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 4
- -1 air purification Substances 0.000 description 3
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 3
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 3
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 3
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 210000000988 bone and bone Anatomy 0.000 description 2
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 2
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 159000000001 potassium salts Chemical class 0.000 description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 244000144725 Amygdalus communis Species 0.000 description 1
- 235000011437 Amygdalus communis Nutrition 0.000 description 1
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 1
- 240000007817 Olea europaea Species 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000012190 activator Substances 0.000 description 1
- 238000004887 air purification Methods 0.000 description 1
- 235000020224 almond Nutrition 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 150000001559 benzoic acids Chemical class 0.000 description 1
- 238000004061 bleaching Methods 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 1
- 235000013339 cereals Nutrition 0.000 description 1
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000004332 deodorization Methods 0.000 description 1
- 238000006477 desulfuration reaction Methods 0.000 description 1
- 230000023556 desulfurization Effects 0.000 description 1
- 235000013399 edible fruits Nutrition 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 159000000011 group IA salts Chemical class 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000012978 lignocellulosic material Substances 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 239000012704 polymeric precursor Substances 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 239000010902 straw Substances 0.000 description 1
- 238000000859 sublimation Methods 0.000 description 1
- 230000008022 sublimation Effects 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 229920001059 synthetic polymer Polymers 0.000 description 1
- 150000003504 terephthalic acids Chemical class 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 description 1
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
- B29B17/00—Recovery of plastics or other constituents of waste material containing plastics
- B29B17/02—Separating plastics from other materials
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
- B09B—DISPOSAL OF SOLID WASTE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B09B3/00—Destroying solid waste or transforming solid waste into something useful or harmless
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
- B29B17/00—Recovery of plastics or other constituents of waste material containing plastics
-
- C01B31/081—
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
- C01B32/30—Active carbon
- C01B32/312—Preparation
- C01B32/318—Preparation characterised by the starting materials
- C01B32/324—Preparation characterised by the starting materials from waste materials, e.g. tyres or spent sulfite pulp liquor
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
- B29B17/00—Recovery of plastics or other constituents of waste material containing plastics
- B29B17/04—Disintegrating plastics, e.g. by milling
- B29B2017/0424—Specific disintegrating techniques; devices therefor
- B29B2017/0496—Pyrolysing the materials
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
- B29K2067/00—Use of polyesters or derivatives thereof, as moulding material
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/62—Plastics recycling; Rubber recycling
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
Abstract
Proceso de producción de carbón activo a partir de residuos de PET que consigue evitar que se desaprovechen los residuos volátiles, producidos en la ruptura de las cadenas poliméricas del PET durante la pirólisis, los cuales se utilizan para la obtención de carbones activos. En esta invención se consiguen dos tipos de carbón activo a partir de PET. Uno mediante la pirólisis y activación convencionales y un segundo tipo obtenido al aprovechar los volátiles que se generan en el proceso de pirólisis.
Description
Proceso de producción de carbón activo a partir
de residuos de PET.
Los carbones activos que se obtienen según la
presente invención presentan grandes aplicaciones en diversos
procesos industriales debido a sus excelentes propiedades como
adsorbentes. Así, se pueden utilizar en procesos de recuperación de
disolventes, purificación de aire, separación de gases,
desodorización, desulfuración ... etc. Asimismo tienen un amplio
campo de aplicación como adsorbentes de fase líquida lo cual les
hace útiles en tratamientos de aguas, decoloración de disoluciones
y acumulación y recuperación de solutos. Por último tienen
aplicaciones en procesos catalíticos en los que pueden intervenir
como catalizadores o soportes de catalizadores.
La preparación de carbones activos se puede
llevar a cabo a partir de diversos precursores que contienen carbón
de distinto origen. Así, es un procedimiento habitual a partir de
precursores lignocelulósicos agrícolas como se recoge en las
patentes españolas 426440, 544081 y P200002114 las cuales describen
procesos de obtención a partir de hueso de aceituna y orujo, la
primera de ellas, a partir de paja de cereales y cáscara de
almendra, la segunda y usando pulpa de manzana, la tercera. La
patente suiza 511192 recoge el procedimiento partiendo de madera
resinosa, mientras que la patente polaca 72948 utiliza serrín y
hueso de frutas. Análogamente la patente alemana 2052507 y la
húngara 482750 parten de materia vegetal para la preparación de
carbones activados. Carbones minerales como el coque o la hulla se
pueden utilizar, en lugar de los precursores anteriores, tal y como
se describe en la patente española P9003143 y en la patente US
3840476. En todos los casos anteriormente mencionados el
procedimiento, básicamente consta de dos etapas: en primer lugar la
pirólisis, en atmósfera inerte a elevada temperatura que produce
carbonizados, y en segundo lugar la activación de dichos
carbonizados. Mediante estos procedimientos, y utilizando los
precursores anteriormente mencionados, se obtienen carbones activos
con superficies específicas desarrolladas y una elevada
nanoporosidad. Sin embargo esta nanoporosidad es polimodal: es
decir el tamaño de los nanoporos que tienen en su estructura es muy
variado, lo cual es debido a que la estructura del precursor de
partida es muy heterogénea. Hay que tener en cuenta que este
parámetro (distribución de los nanoporos) es fundamental en la
aplicación de los carbones activos. Así los carbones activos con
una distribución polimodal y con elevada superficie presentan una
baja selectividad en aquellos procesos en que estas sustancias
tienen aplicación, como son los de adsorción y catálisis. Por esta
razón, gran parte de las utilidades de estos carbones activos son
limitadas a pesar de su elevada superficie.
Una alternativa a este inconveniente es la
utilización de precursores con una estructura molecular ordenada.
Por esta razón se pueden utilizar polímeros sintéticos para la
preparación de carbones activados en un proceso similar al que se
utiliza cuando el precursor es un material lignocelulósico. Síntesis
de carbones activos a partir de este tipo de precursores
poliméricos se describen, por ejemplo, en las patentes US 3755193 y
US 3859421. Sin embargo estos precursores tienen un elevado precio,
lo cual hace que el producto final sea asimismo muy caro. Este
inconveniente se puede evitar mediante la utilización de polímeros
de desecho, los cuales tienen un bajo valor en el mercado. Entre
ellos, el tereftalato de polietileno (PET) es un polímero de amplio
uso cuyos desechos pueden ser utilizados con este propósito. Los
carbones activos que se obtienen a partir de este polímero mediante
pirólisis y activación tienen elevadas superficies y distribuciones
unimodales de nanoporos. Sin embargo en la pirólisis y activación
de este polímero y, en general de cualquier polímero, el
rendimiento en carbón activado es relativamente pequeño. Así,
cuando el tereftalato de polietileno (PET) se somete a pirólisis el
rendimiento en material carbonoso no es nunca superior al 22%. Pero
además como posteriormente hay que activar el material carbonoso,
el rendimiento final en carbón activo no es superior al 17% en el
mejor de los casos, y frecuentemente no llega al 10%. El que el
rendimiento en el proceso de pirólisis sea bajo es debido a que se
rompen las cadenas del polímero dando lugar a residuos volátiles
constituidos fundamental-
mente por ácido tereftálico y ácido benzóico, los cuales subliman a temperaturas muy inferiores a la de pirólisis.
mente por ácido tereftálico y ácido benzóico, los cuales subliman a temperaturas muy inferiores a la de pirólisis.
La invención propuesta consigue evitar que se
desaprovechen los residuos volátiles, producidos en la ruptura de
las cadenas poliméricas del PET durante la pirólisis, los cuales se
utilizan para la obtención de carbones activos. En esta invención
se consiguen dos tipos de carbón activo a partir de PET. El primero
de ellos, 1F, mediante la pirólisis y activación convencionales. El
segundo tipo, 2F, se obtiene aprovechando los volátiles que se
generan en el proceso de pirólisis. Con ello se consigue un doble
objetivo: se aumenta considerablemente el rendimiento en carbón
activo a partir de PET y se obtienen carbones activos a partir de
los residuos volátiles los cuales, dada la estructura molecular
homogénea, deben de producir un carbón activo con una nanoporosidad
unimodal.
Para poder aprovechar los volátiles se requiere
su transformación en productos que eviten su sublimación durante la
pirólisis. Esto se consigue transformándolos en sales potásicas
derivadas cuya estabilidad es mayor. Ello es así porque en las
sales se ha sustituido el protón (H^{+}) del ácido por el catión
K^{+}. Este último tiene la misma carga eléctrica que el protón
pero es de mayor tamaño, por lo que su carácter polarizante es
menor. Este menor carácter polarizante del K^{+} es el que hace
que la estabilidad de las sales potásicas sea mayor que la de los
ácidos benzóico y tereftálico constituyentes fundamentales de los
volátiles. Por ello, mientras que los ácidos subliman, sus sales
potásicas no lo hacen y, por tanto, se pueden transformar en
carbón. En esta invención, además, la formación de las sales
potásicas se ha diseñado de modo que van acompañadas de un exceso de
KOH el cual actúa como agente activante. Se obtiene, pues, una
mezcla que denominamos KTf+KOH, la cual mediante calentamiento en
una sola etapa, es decir sin posterior activación, da lugar al
carbón activado. Este carbón activado presenta una estructura
nanoporosa unimodal, dado que proviene de una sustancia molecular
homogénea, y una elevada superficie.
La obtención de los dos tipos de carbón activo
se basa en un dispositivo como el que aparece en la figura. Este
consta de un horno tubular (H) que dispone de una entrada de gases
(E) y una salida (S) conectada a un recipiente (R), refrigerado
externamente, el cual contiene una disolución concentrada de KOH.
Este recipiente tiene a su vez una salida al aire (A). El PET que
se quiere convertir en carbón activo se sitúa en el horno (H) el
cual se calienta haciendo pasar un flujo de nitrógeno (pirólisis)
hasta la temperatura deseada resultando un carbonizado el cual
posteriormente se activa con dióxido de carbono a la misma
temperatura de la pirólisis dando lugar a la primera fracción, 1F.
Durante el proceso de pirólisis se producen los materiales
volátiles los cuales al llegar a (R) se transforman en las sales
alcalinas, KTf, quedando en disolución. Esta disolución se recoge,
una vez acabada la pirólisis, y se lleva a sequedad obteniéndose la
mezcla KTf+KOH, la cual asimismo se somete a pirólisis. Este
proceso se lleva a cabo en un horno tubular, en flujo de nitrógeno,
calentándose a temperaturas finales variables. La sal potásica,
KTf, de dicha mezcla no sublima en las condiciones de la pirólisis
sino que da lugar a un material carbonoso, 2F. Dado que la sal
potásica KTf contiene el exceso de KOH, el proceso de pirólisis es
a la vez de activación. Este hecho es relevante porque en una sola
etapa se llevan a cabo los dos procesos: pirólisis y activación.
Dependiendo de las condiciones de calentamiento el material
carbonoso que se obtiene presenta propiedades relevantes en su
estructura. Así se alcanzan elevadas superficies específicas
(> 1300 m^{2}/g) y porosidades desarrolladas (volumen de nanoporos 0.59 cm^{3}/g) y unimodales (0.7-0.9 nm).
(> 1300 m^{2}/g) y porosidades desarrolladas (volumen de nanoporos 0.59 cm^{3}/g) y unimodales (0.7-0.9 nm).
La parte original de la invención es la
utilización del residuo KTf como fuente de carbón activo. Esta
produce la segunda fracción, que se ha denominado 2F, la cual unida
al proceso clásico de la pirólisis y activación que permite obtener
la primera fracción, 1F, dan lugar a un rendimiento en carbón
activo muy superior al que se obtiene mediante la pirólisis y
activación clásica.
Típicamente se utilizan cantidades comprendidas
entre 5 y 50 g de PET de desecho las cuales se sitúan en el horno
tubular (H) que dispone de un programador de temperatura y de
velocidad de calentamiento. La corriente de nitrógeno que entra por
(E) tiene un flujo de entre 20 y 200 cm^{3}/min. La disolución
concentrada de KOH que se encuentra en el recipiente (R) tiene un
contenido total de hidróxido que varía entre el 10% y el 100% del
peso de PET situado en el horno (H). La velocidad de calentamiento
oscila entre 5 y 50ºC/min. La temperatura final del horno se fija
entre 700 y 950ºC y el tiempo de residencia es próximo a una hora.
Una vez finalizado este proceso se recoge el material carbonoso
situado en el horno (H) y este se activa en corriente de dióxido de
carbono en condiciones de flujo, velocidad de calentamiento y
temperatura final similares a las descritas anteriormente, dando
lugar a la primera fracción, 1F. El recipiente que se ha conectado a
la salida del horno de pirólisis contiene la mezcla KTf+KOH. Esta
se lleva a sequedad calentando a ebullición, se seca en estufa a
110ºC y posteriormente se introduce en el mismo horno (H) del cual
se desconecta el recipiente (R). El horno se encuentra conectado a
una corriente de nitrógeno a la entrada y la salida va directamente
a la atmósfera. La velocidad de calentamiento oscila entre 5 y
50ºC/min, la temperatura final del horno se fija entre 650 y 800ºC y
el tiempo de residencia se fija entre 1 y 8 horas. De esta forma se
consigue la segunda fracción de carbón
activado 2F. Las dos fracciones 1F y 2F no se mezclan, una vez obtenidas, ya que sus propiedades son diferentes.
activado 2F. Las dos fracciones 1F y 2F no se mezclan, una vez obtenidas, ya que sus propiedades son diferentes.
Se exponen a continuación dos ejemplos
ilustrativos de los rendimientos que se obtienen y de las
propiedades de los carbones activados. Los resultados del primero
de ellos se recogen en la siguiente tabla:
El significado de los símbolos es el
siguiente:
T_{p} = temperatura de pirólisis. | |
T_{a} = temperatura de activación. | |
R = rendimiento en carbón activo. | |
S_{BET} = superficie medida mediante adsorción de nitrógeno. |
Estos datos se obtuvieron después de la
pirólisis a 800ºC en el horno (H) durante un tiempo aproximado de 1
hora. De este proceso se recogió el carbón que resultó en el horno
el cual fue activado a 800ºC dando lugar al carbón activado 1F. El
carbón activado 2F, resultó del aprovechamiento de los volátiles,
que se recogieron en R, y su posterior pirólisis a 650ºC. El primer
dato relevante es que el rendimiento total en carbón activado es
más del doble (17%+23%) del que se obtiene si solo se produce la
pirólisis y activación mediante el método tradicional (17%). Además
es importante asimismo que el carbón activo 2F obtenido como
consecuencia de la invención requiere de un solo calentamiento
(pirólisis), en lugar de los dos (pirólisis+activación) que se
requieren para la obtención del carbón 1F, y a una temperatura
mucho más baja (650ºC frente a 800ºC). La superficie del carbón que
se obtiene mediante esta invención, 2F, es algo superior a la del
carbón que resulta mediante el método tradicional. La nanoporosidad
en ambos casos es unimodal siendo el tamaño de poro similar en
ambos casos.
Los resultados del segundo de los ejemplos se
recogen en la siguiente tabla:
Estos datos se obtuvieron después de la
pirólisis a 950ºC en el horno (H) durante un tiempo aproximado de 1
hora. De este proceso se recogió el carbón que resultó en el horno
el cual fue activado a 950ºC dando lugar al carbón activado 1F. El
carbón activado 2F, resultó del aprovechamiento de los volátiles,
que se recogieron en R, y su posterior pirólisis a 800ºC. Al igual
que en el primer ejemplo el rendimiento total en carbón activado es
más del doble (13%+16%) del que se obtiene si solo se produce la
pirólisis y activación mediante el método tradicional (13%). Además
es importante asimismo que el carbón activo 2F, obtenido como
consecuencia de la invención, requiere de un solo calentamiento
(pirólisis), en lugar de los dos (pirólisis+activación) que se
requieren para la obtención del carbón 1F, y a una temperatura
mucho más baja (800ºC frente a 950ºC). Se obtienen en este caso dos
carbones con capacidades de adsorción mucho mas elevadas que las del
primer ejemplo y tamaños de poros muy similares.
En resumen, se presenta un proceso de producción
de carbón activo a partir de residuos de PET en que se los residuos
de PET se someten a pirólisis a una temperatura entre 800ºC y
1100ºC durante un periodo que oscila entre los 50 minutos y las
ocho horas, según que se desee obtener una superficie poco o muy
desarrollada, obteniendo una primera fracción de carbón activo que a
continuación se activa. El Ácido Tereftálico y el Ácido Benzóico
resultantes de la pirósilis se capturan mediante un procedimiento
de hidrólisis básica en el que se utiliza KOH (que actúa de agente
activador del carbón). Esta mezcla capturada se deseca
posteriormente y se somete a otro proceso de pirólisis a una
temperatura entre 650ºC y 1100ºC y durante un periodo que oscila
entre los 50 minutos y las ocho horas (en función de que se desee
una superficie poco o muy desarrollada). Esta segunda pirólisis da
lugar a una segunda fracción de carbón activo.
Mediante este proceso se obtiene un mayor
porcentaje de carbón activado que es nanoporoso (su tamaño de poro
está comprendido entre 0.5 nm y 2 nm) y presenta una elevada
superficie específica que se encuentra comprendida entre 648 y 1391
m^{2}/g
Figura 1.- La figura muestra el esquema del
sistema para la obtención de los carbones activos que consta
esencialmente de un horno tubular (H) en el cual se calienta el PET
a la temperatura deseada. Dicho horno dispone de una entrada de
gases (E) por la que se introduce nitrógeno (N_{2}) con objeto de
mantener una atmósfera inerte. De esta forma, a elevada
temperatura, se produce la pirólisis del PET. Asimismo el horno
tiene una salida (S) por la que son expulsados los residuos
volátiles que se originan en la pirólisis del PET. Estos son
recogidos en el recipiente (R) que contiene la disolución acuosa de
KOH. El recipiente (R) dispone asimismo de una salida al aire (A)
para la expulsión de gases.
Claims (10)
1. Proceso de producción de carbón activo a
partir de residuos de PET que comprende las siguientes fases:
- a.
- Pirólisis de los residuos de PET, obteniendo una primera fracción de carbón.
- b.
- Captura del Ácido Tereftálico y el Ácido Benzóico resultantes de la pirósilis mediante un procedimiento de hidrólisis básica en el que se utiliza KOH.
- c.
- Desecado de la mezcla Tereftalato Potásico, Benzoato potásico y el hidróxido potásico empleado en la hidrólisis.
- d.
- Activación de la primera fracción de carbón obtenido.
- e.
- Pirólisis de la mezcla desecada, dando lugar a una segunda fracción de carbón activado.
2. Proceso de producción de carbón activo a
partir de residuos de PET según reivindicación 1,
caracterizado porque el hidróxido potásico empleado en la
hidrólisis es un agente activador del carbón.
3. Proceso de producción de carbón activo a
partir de residuos de PET según cualquiera de las reivindicaciones
anteriores caracterizado porque la pirólisis de los residuos
de PET se realiza a una temperatura entre 800ºC y 1100ºC
4. Proceso de producción de carbón activo a
partir de residuos de PET según cualquiera de las reivindicaciones
anteriores caracterizado porque la pirósilis de la mezcla
desecada de Tereftalato Potásico, Benzoato potásico y el KOH en la
hidrólisis se realiza a una temperatura entre 650ºC y 1100ºC.
5. Proceso de producción de carbón activo a
partir de residuos de PET según cualquiera de las reivindicaciones
anteriores caracterizado porque el tiempo de pirósilis de
los residuos de PET está comprendido entre 50 minutos y 8
horas.
6. Proceso de producción de carbón activo a
partir de residuos de PET según cualquiera de las reivindicaciones
anteriores caracterizado porque el tiempo de pirósilis de la
mezcla desecada de Tereftalato Potásico, Benzoato potásico y el KOH
está comprendido entre 50 minutos y 8 horas.
7. Carbón activado obtenido mediante el proceso
según reivindicaciones anteriores.
8. Carbón activado obtenido mediante el proceso
según reivindicaciones 1 a 8 caracterizado por ser
nanoporoso.
9. Carbón activado obtenido mediante el proceso
según reivindicaciones 1 a 8 caracterizado porque su tamaño
de poro está comprendido entre 0.5 nm y 2 nm.
10. Carbón activado obtenido mediante el proceso
según reivindicaciones 1 a 8 caracterizado porque su tamaño
de poro está comprendido entre 0.5 y 2 nm y su superficie
específica está comprendida entre 648 y 1391 m^{2}/g
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
ES200503238A ES2277565B1 (es) | 2005-12-16 | 2005-12-16 | Proceso de produccion de carbon activo a partir de residuos de pet. |
PCT/ES2006/000705 WO2007068778A1 (es) | 2005-12-16 | 2006-12-15 | Proceso de producción de carbón activo a partir de residuos de pet |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
ES200503238A ES2277565B1 (es) | 2005-12-16 | 2005-12-16 | Proceso de produccion de carbon activo a partir de residuos de pet. |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
ES2277565A1 true ES2277565A1 (es) | 2007-07-01 |
ES2277565B1 ES2277565B1 (es) | 2008-06-16 |
Family
ID=38162594
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
ES200503238A Active ES2277565B1 (es) | 2005-12-16 | 2005-12-16 | Proceso de produccion de carbon activo a partir de residuos de pet. |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
ES (1) | ES2277565B1 (es) |
WO (1) | WO2007068778A1 (es) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109384223A (zh) * | 2018-09-07 | 2019-02-26 | 北京理工大学 | 一种无机盐衍生多孔碳电极的制备 |
RU2769520C1 (ru) * | 2021-02-25 | 2022-04-01 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "Интор" | Способ получения порошка активированного угля |
-
2005
- 2005-12-16 ES ES200503238A patent/ES2277565B1/es active Active
-
2006
- 2006-12-15 WO PCT/ES2006/000705 patent/WO2007068778A1/es active Application Filing
Non-Patent Citations (4)
Title |
---|
FERNÁNDEZ-MORALES, I. y col. "PET as Precursor of Microporous Carbons:Preparation and Characterization". Microporous and Mesoporous Materials, 2005, Volumen 80, páginas 107-115. Disponible en línea: 20/01/2005. Ver introducción, parte experimental y tablas 2-3. * |
FERNNDEZ-MORALES, I. y col. "PET as Precursor of Microporous Carbons:Preparation and Characterization". Microporous and Mesoporous Materials, 2005, Volumen 80, páginas 107-115. Disponible en línea: 20/01/2005. Ver introducción, parte experimental y tablas 2-3. * |
PARRA J.B. y col. "Textural Characterisation of Activated Carbons obtained from Poly(ethyleneterephtalate) by Carbon Dioxide Activation". Studies in Surface Science and Catalysis, 2002, Volumen 144, páginas 537-543. Ver página 538 y tabla 2. * |
PARRA J.B. y col. "Textural Characterisation of Activated Carbons obtained from Poly(ethyleneterephtalate) by Carbon Dioxide Activation". Studies in Surface Science and Catalysis, 2002, Volumen 144, pßginas 537-543. Ver pßgina 538 y tabla 2. * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
ES2277565B1 (es) | 2008-06-16 |
WO2007068778A1 (es) | 2007-06-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Selmi et al. | Tetracycline removal with activated carbons produced by hydrothermal carbonisation of Agave americana fibres and mimosa tannin | |
US20130004408A1 (en) | Moderate Temperature Synthesis of Mesoporous Carbon | |
Demiral et al. | Surface properties of activated carbon prepared from wastes | |
Hesas et al. | Preparation and Characterization of Activated Carbon from Apple Waste by Microwave-Assisted Phosphoric Acid Activation: Application in Methylene Blue Adsorption. | |
Ledesma et al. | Method for promoting in-situ hydrochar porosity in hydrothermal carbonization of almond shells with air activation | |
EP3440015B1 (en) | Highly porous magnesium carbonate and method of production thereof | |
Santos et al. | Silk fibroin as a biotemplate for hierarchical porous silica monoliths for random laser applications | |
CN102247823B (zh) | 一种用于高效脱汞的载硫多孔纳米材料的制备方法 | |
CN103693642A (zh) | 制备竹基活性炭的方法及其生产装置 | |
JPH0297414A (ja) | 高品質活性炭の製造法 | |
ES2940120T3 (es) | Un nuevo método para carbonizar material lignocelulósico en forma de polvo | |
WO2017092077A1 (zh) | 一种koh固体活化的活性炭制备及成型方法 | |
BR112013018884B1 (pt) | método para o tratamento de biomassa com um sistema de torrefação | |
RU2016149385A (ru) | Спососб производства гранул из поверхностно-прореагировавшего карбоната кальция | |
ES2277565B1 (es) | Proceso de produccion de carbon activo a partir de residuos de pet. | |
RU2372287C1 (ru) | Способ получения углеродного адсорбента | |
RU2005122317A (ru) | Способ получения из рисовой шелухи аморфного диоксида кремния | |
RU2490207C2 (ru) | Способ получения активированного угля | |
JP5338770B2 (ja) | 無水トレハロースの製造方法 | |
JPH0250772B2 (es) | ||
CN100384724C (zh) | 一种沥青基活性炭及其制备方法 | |
JP2017136581A (ja) | 植物熱分解粉末組成物、炭素含有水系液状物及び植物熱分解粉末組成物の製造方法 | |
CN101239329A (zh) | 钯催化剂载体专用活性炭制取方法 | |
JPH09241014A (ja) | 活性炭の製造方法 | |
ES2702649T3 (es) | Procedimiento para reducir la emisión de compuestos orgánicos volátiles procedentes de derivados de la madera y derivados de la madera |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
EC2A | Search report published |
Date of ref document: 20070701 Kind code of ref document: A1 |
|
FG2A | Definitive protection |
Ref document number: 2277565B1 Country of ref document: ES |