高硫石油焦火法脫硫及脫硫摻入劑研究

摘要：在工業生產中，高硫石油焦的有效應用是整個工業領域中研究的重點。通常，主要借助單純提高煅燒的溫度來實現低硫量煅后焦的獲取，需要耗費較高的能量，效果不佳，實收率較低。因此，本文立足石油焦純高溫煅燒和中低溫煅燒，對石油焦的火法煅燒脫硫潛能進行了分析。

關鍵詞：石油焦；脫硫；煅燒

前言：

對于石油焦而言，其質量主要受制于原油自身、煉化工藝以及焦化工藝。目前，高硫化影響突出，加之石油劣質化的影響，使得優質原油的數量在不斷減少，無法滿足低雜質和低硫含量的要求。鑒于石油焦在行業中的關鍵地位，要積極探索高溫煅燒石油焦、中低溫摻入添加劑煅燒，明確石油焦火法脫硫的最佳溫度和粒度范圍，為石油焦火法脫硫的應用提供有力的支持。

1對試驗的介紹

在實驗中，主要的材料為石油焦的雜質元素，極具典型，是高硫焦的一種；將試驗的部分一分為二，分別為高溫煅燒和中低溫煅燒。其主要的標準為：首先，將石油焦原理的質量設定為每份5克。其次，將其置于陶瓷坩堝中，采取填埋焦進行覆蓋，而后進行煅燒。再次，在煅燒的過程中，需要將爐溫升溫速度控制在每分鐘3攝氏度的范疇，同時，溫度點的保溫時間控制在2小時之內；實驗中涉及的主要設備為測硫儀。

2針對高溫煅燒的探討

2.1 系統分析煅燒溫度對石油焦脫硫變化產生的影響

對于粒度為-0.105毫米的石油焦原料，對其進行不同溫度的煅燒。溫度需要設置為幾個參數，分為被1000攝氏度-1500攝氏度之間，以100為增加幅度，對加溫后的脫硫率進行觀察。由此可以發現，隨著煅燒溫度的提升，脫硫率呈現不斷上升的趨勢。當溫度控制在1000攝氏度-1200攝氏度之間的時候，石油焦的脫硫率始終處于10%之下的狀態，極限值在7.76%。對煅燒溫度進行提升，達到1300攝氏度-1400攝氏度的時候，脫硫率出現較為顯著的升高，其數值能夠達到25.57%以上，甚至最高值能夠達到72.06%。一旦煅燒溫度達到實驗設置的最高值，也就是1500攝氏度，脫硫率此時處于最高峰狀態，達到86%。

2.2對石油焦粒度對煅燒脫硫產生的影響的分析

針對這一問題，在實驗中，選取幾種規格的石油焦，主要控制在5-6毫、1.18-088毫米、0.25-0.15毫米0.105-0.08毫米、0.075-0.048、-0.038毫米的范疇，其中煅燒溫度設置為1300攝氏度，而后進行煅燒，觀察煅燒完成后的硫含量。在實驗中發現，石油焦粒度越小，脫硫率越高，形成一種趨勢。脫硫率出現快速增長的粒度節點為0.105-0.08毫米，形成脫硫率變化的漸變點。但是，如果粒度在0.048毫米以下，脫硫率呈現不變的狀態。主要原因是，如果石油焦的粒度不處于較細的狀態，無法完全暴露嵌在石油焦內部碳骨架上的噻吩類有機硫，很難全面發生反應，同時從石油焦顆粒中進行脫出。但是，粒度在0.048的時候，硫元素處于暴露的最大臨界點，如果力度出現過細的情況，同時在0.048毫米以下，就無法實現更大量的硫元素進行脫出。

3對中低溫催化煅燒脫硫的探討

3.1固-固中低溫催化脫硫介紹

3.1.1對于不同類型的化學試劑，對石油焦脫硫率的影響存在差異。在實驗中，主要選取五種化學試劑，即NaCl、FeCl3、AlCl3、Na2CO3和NaHO，數量為0.5克，石油焦的粒度為0.105-0.08毫米，對化學家與石油焦進行混合，保證均勻，而后進行干燥處理。在完成干燥處理之后，檢測硫含量以及脫硫率。在檢測中可以發現，不同的化學劑對脫離率產生差異化的影響，其中，脫硫率最佳的是Na2CO3，其次為NaOH，其它三種對脫硫率的影響較差。為此。在五種添加劑中，脫硫效果最佳、效果最明顯的是Na2CO3。

3.1.2溫度對石油焦脫硫率的影響。當溫度處于1000攝氏度的時候，Na2CO3能夠實現較好的脫硫效果。為此，將Na2CO3與粒度在0.105-0.08毫米范圍的石油焦進行混合煅燒，設置不同的溫度，通常為700-1100攝氏度，而后進行化學劑的清洗，完成干燥，對脫硫率進行監測發現，脫硫率的變化趨勢為增大到平穩的趨勢。在700攝氏度的時候，脫硫未發生。在800攝氏度的時候，脫硫效果明顯，迅速增加，在滿足900攝氏度的時候，脫硫率最高，達到58.30%的數值。而在達到100攝氏度之后，脫離率處于58%-60%之間進行波動，但是，不會再出現上升的情況。也就是說，900攝氏度的時候，Na2CO3達到最佳的脫硫效果。

3.2固-液浸漬中溫催化脫硫法的介紹

首先，要配制試劑溶液，將十二烷基三甲基溴化銨與Na2CO3進行混合，摩爾濃度分別設置為0.4，0.8，1.2，1.6，2.0以及1.2摩爾/升，同時，選擇粒度在0.105-0.08毫米范圍的石油焦，將其分為6份，加入溶液之中，在常溫下進行攪拌，而后進行浸潤處理，時間為24小時，達到完全浸潤之后，進行過濾和干燥處理，使得石油焦顆粒的外面被Na2CO3。將包裹物置于陶瓷坩中，溫度設置為900攝氏度進行煅燒。對煅燒后的石油焦進行清洗，干燥處理之后進行硫含量的檢測。隨著Na2CO3濃度的增加，脫硫率出現先增后穩定的狀態。其中，脫硫率最高的時候，溶液濃度為0.8摩爾/升，如果濃度繼續增大，脫硫率處于66%-67%的幅度之間，也就是說0.8摩爾/升的濃度的時候，溶液包裹能力最大。

結束語：

綜上，通過對高硫石油焦火法脫硫及脫硫摻入劑的研究可以發現，在高溫煅燒環境下，脫硫率會隨著溫度的升高貳提升，其中，1500攝氏度能夠滿足最大脫硫效果，同時，在這一過程中，石油焦的粒度影響較大，其中最佳粒度范圍為0.075-0.048毫米；在中低溫催化煅燒中，效果較好的化學試劑為Na2CO3，尤其是在溫度滿足900攝氏度的時候，脫硫率達到穩定值。另外，如果Na2CO3濃度存在差異，借助充分浸潤，能夠提升脫硫率，其中最佳的濃度值為0.8毫升/升，達到67.03%的脫硫率。

參考文獻：

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[2]耿永娟，李紹純，李秋義，金祖權，趙鐵軍.利用石油焦脫硫灰渣制備硫鋁酸鹽水泥[J].環境工程學報，2016，08：4462-4466.

作者簡介：李正冬（1994.11.12）男，籍貫：貴州省遵義市，研究方向：碳素方向，單位：貴州師范大學材料與建筑工程學院冶金工程專業。endprint