化學氧化法脫除石油焦中化合態硫的研究

孫婧榕（中國石油化工股份有限公司華東分公司實驗研究中心，江蘇　揚州　225000）

化學氧化法脫除石油焦中化合態硫的研究

孫婧榕（中國石油化工股份有限公司華東分公司實驗研究中心，江蘇揚州225000）

在本文中，主要是對硝酸、硝酸冰醋酸混合液以及王水在石油焦中化合態硫的脫除作用進行研究，采用的實驗對比分析方法。通過對實驗結果進行分析可以得知，在進行脫硫操作時，石油焦粒越小，其脫硫效果越好，此外，隨液固比和反應時間的延長等操作都會增加脫硫率，而在脫硫操作達到飽和后，其趨于穩定。對于三種不同的脫硫物質，王水的效果是最好的，在采用王水進行脫硫操作時，其工藝條件需要保持在：顆粒大小為0.1mm左右，液固比為20ML/g。脫硫時間為20h，反應時的溫度需要控制在50℃，在這一條件下的脫硫操作是最佳的，其脫硫率達到了42.3%。

石油焦；脫硫；化學氧化；化合態硫

對于石油焦，其是煉油產業中比較常見的一種副產物，對于這一物質，其根據硫的含量將其分為兩種不同的硫焦，分別是高硫焦和低硫焦，對于高硫焦，其主要作為一種燃料進行使用，而對于低硫焦，其通過加工可以用于鋁用預焙陽極的制作。對于石油焦中的硫，其在進行加工的過程中往往會通過炭陽極的電解作用生成二氧化硫氣體，其對空氣具有非常大的危害。隨著我國原油產量的不斷增加，石油焦脫硫工藝的研究逐漸成為石油行業發展中的重點研究項目，但由于傳統的溶劑脫硫效率較低，加上成本較高，無法實現工業生產的需要，本文研究的是一種化學氧化脫硫方法，其通過對脫硫操作中的參數進行準確的設置，能夠實現高效脫硫。

1　實驗內容

1.1實驗材料和儀器

在本次實驗中，采用的是高硫石油焦，其硫的含量高達3.39%，然后配置需要的冰醋酸、硝酸、鹽酸和王水，并對其進行提純處理。硫檢測儀采用的是HDS3000型全自動檢測儀，其能夠對石油焦中的硫含量進行準確的測量。此外，還有Nicolet6700型傅里葉紅外光譜儀等。

1.2實驗方法

選擇一定體積的硝酸、硝酸-冰醋酸混合液和王水，將相同數量且大小相似的石油焦顆粒放入溶液中，通過攪拌棒對其進行攪拌，使顆粒在溶液中混合均勻，然后通過液固比和溫度的控制，對反應容器進行抽真空處理，然后將處理完成的混合液進行分離，得到脫硫石油焦濾餅，對其進行清洗，并在真空干燥箱中對其進行干燥處理，這一實驗內容就完成了。最后對石油焦中的硫脫除率進行測試和計算：

Y=（W1-W2）/W1×100%

該公式中的Y為脫硫率，W1代表實驗前的石油焦硫含量，W2為實驗操作后的硫含量。

2　結果與討論

2.1石油焦顆粒大小對脫硫率的影響研究

通過本次研究可以得知，在對石油焦顆粒進行脫硫操作時，其顆粒的大小和脫硫效率之間存在著一定的影響，隨著石油焦顆粒的減小，其脫硫的效率也在逐漸提高。這是由于隨著顆粒的體積縮小，其同氧化劑之間的接觸面積比越來越大，能夠大大提高脫硫效率。而在三種溶液脫硫實驗中，最佳的脫硫氧化劑為王水。

2.2液固比對脫硫率的影響

通過對不同液固比的脫硫效率進行研究可以得知，脫硫率隨著液固比的變化呈現一種曲線變化，首先，脫硫率隨著液固比的增加而增加，在達到峰值后，脫硫率隨著液固比的增加而趨于平穩，變化點為20mL/g。對于這種現象，其主要是由于液固比在達到一定值后，反應液中的石油焦顆粒和反應液之間的接觸面積不在發生變化，而在達到節點之前，脫硫率隨著接觸面積的增加而逐漸增加。因此，脫硫率會先增加，然后呈現一種平穩的趨勢，此外，對于三種脫硫溶液，王水的脫硫率是最高的。

2.3反應時間對脫硫率的影響

對于反應時間和脫硫率之間的關系，其呈現一種先增長后平穩的變化過程，而在這一反應過程中，王水溶液的脫硫率變化是最快的，最慢的溶液是硝酸。當反應時間達到20h后，脫硫率基本不再發生變化，這是由于隨著反應時間的增加，石油焦中的硫含量在逐漸減少，脫硫20h之后，石油焦中的化合態硫基本上已經和氧化劑反應完全，因此，其脫硫率不再發生明顯的變化。對于三種溶液，其在反應過程中的變化趨勢是一致的。

2.4反應溫度對脫硫率的影響

通過對反應溫度和脫硫率之間的關系進行研究可以發現，隨著反應溫度的增加，各氧化劑的脫硫率也在逐漸增加，且不同氧化劑之間的變化趨勢一致，但在梵音溫度達到50℃時，各氧化劑的脫硫率都不在增加，甚至還會有一定的下降。通過對不同氧化劑之間的脫硫率進行觀察可以得知，王水的脫硫率是所有氧化劑中最高的，在最佳條件下，王水的脫硫率能夠達到42.3%。

3　結語

通過對實驗數據進行分析可以得知，對于三種氧化劑溶液，其隨著石油焦顆粒的減小，脫硫率也在逐漸增加，此外，液固比的增加以及反應時間的延長等都會增加石油焦的脫硫率，但這些條件在達到一定數值后，脫硫率不再增加。對于三種氧化劑，其中王水的脫硫率明顯高于其他兩種氧化劑，其最佳的脫硫率條件為：顆粒大小0.1mm，液固比控制在20mL/g，反應時間為20h，反應溫度控制在50℃左右，在這一條件下，王水的脫硫率能夠達到42.3%左右。

［1］肖勁，楊思蔚，賴延清，李劼.混合酸脫除石油焦中硫的研究［J］.礦冶工程，2010，03：62-65.

［2］肖勁，楊思蔚，賴延清，李劼.化學氧化法脫除石油焦中的硫［J］.化工環保，2010，03：199-202.

［3］張艷，夏金童，楊勝，趙敬利，趙慶才，李允柱，劉奉來.化學預氧化對高硫石油焦煅燒脫硫的影響［J］.炭素技術，2012，03：19-22.