高硫石油焦火法脫硫及脫硫摻入劑研究

摘要：在工業(yè)生產(chǎn)中，高硫石油焦的有效應(yīng)用是整個(gè)工業(yè)領(lǐng)域中研究的重點(diǎn)。通常，主要借助單純提高煅燒的溫度來(lái)實(shí)現(xiàn)低硫量煅后焦的獲取，需要耗費(fèi)較高的能量，效果不佳，實(shí)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(duì)石油焦的火法煅燒脫硫潛能進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：石油焦；脫硫；煅燒

前言：

對(duì)于石油焦而言，其質(zhì)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(zhì)化的影響，使得優(yōu)質(zhì)原油的數(shù)量在不斷減少，無(wú)法滿足低雜質(zhì)和低硫含量的要求。鑒于石油焦在行業(yè)中的關(guān)鍵地位，要積極探索高溫煅燒石油焦、中低溫?fù)饺胩砑觿╈褵鞔_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(yīng)用提供有力的支持。

1對(duì)試驗(yàn)的介紹

在實(shí)驗(yàn)中，主要的材料為石油焦的雜質(zhì)元素，極具典型，是高硫焦的一種；將試驗(yàn)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(biāo)準(zhǔn)為：首先，將石油焦原理的質(zhì)量設(shè)定為每份5克。其次，將其置于陶瓷坩堝中，采取填埋焦進(jìn)行覆蓋，而后進(jìn)行煅燒。再次，在煅燒的過(guò)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(shí)，溫度點(diǎn)的保溫時(shí)間控制在2小時(shí)之內(nèi)；實(shí)驗(yàn)中涉及的主要設(shè)備為測(cè)硫儀。

2針對(duì)高溫煅燒的探討

2.1 系統(tǒng)分析煅燒溫度對(duì)石油焦脫硫變化產(chǎn)生的影響

對(duì)于粒度為-0.105毫米的石油焦原料，對(duì)其進(jìn)行不同溫度的煅燒。溫度需要設(shè)置為幾個(gè)參數(shù)，分為被1000攝氏度-1500攝氏度之間，以100為增加幅度，對(duì)加溫后的脫硫率進(jìn)行觀察。由此可以發(fā)現(xiàn)，隨著煅燒溫度的提升，脫硫率呈現(xiàn)不斷上升的趨勢(shì)。當(dāng)溫度控制在1000攝氏度-1200攝氏度之間的時(shí)候，石油焦的脫硫率始終處于10%之下的狀態(tài)，極限值在7.76%。對(duì)煅燒溫度進(jìn)行提升，達(dá)到1300攝氏度-1400攝氏度的時(shí)候，脫硫率出現(xiàn)較為顯著的升高，其數(shù)值能夠達(dá)到25.57%以上，甚至最高值能夠達(dá)到72.06%。一旦煅燒溫度達(dá)到實(shí)驗(yàn)設(shè)置的最高值，也就是1500攝氏度，脫硫率此時(shí)處于最高峰狀態(tài)，達(dá)到86%。

2.2對(duì)石油焦粒度對(duì)煅燒脫硫產(chǎn)生的影響的分析

針對(duì)這一問(wèn)題，在實(shí)驗(yàn)中，選取幾種規(guī)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(shè)置為1300攝氏度，而后進(jìn)行煅燒，觀察煅燒完成后的硫含量。在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，石油焦粒度越小，脫硫率越高，形成一種趨勢(shì)。脫硫率出現(xiàn)快速增長(zhǎng)的粒度節(jié)點(diǎn)為0.105-0.08毫米，形成脫硫率變化的漸變點(diǎn)。但是，如果粒度在0.048毫米以下，脫硫率呈現(xiàn)不變的狀態(tài)。主要原因是，如果石油焦的粒度不處于較細(xì)的狀態(tài)，無(wú)法完全暴露嵌在石油焦內(nèi)部碳骨架上的噻吩類有機(jī)硫，很難全面發(fā)生反應(yīng)，同時(shí)從石油焦顆粒中進(jìn)行脫出。但是，粒度在0.048的時(shí)候，硫元素處于暴露的最大臨界點(diǎn)，如果力度出現(xiàn)過(guò)細(xì)的情況，同時(shí)在0.048毫米以下，就無(wú)法實(shí)現(xiàn)更大量的硫元素進(jìn)行脫出。

3對(duì)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(duì)于不同類型的化學(xué)試劑，對(duì)石油焦脫硫率的影響存在差異。在實(shí)驗(yàn)中，主要選取五種化學(xué)試劑，即NaCl、FeCl3、AlCl3、Na2CO3和NaHO，數(shù)量為0.5克，石油焦的粒度為0.105-0.08毫米，對(duì)化學(xué)家與石油焦進(jìn)行混合，保證均勻，而后進(jìn)行干燥處理。在完成干燥處理之后，檢測(cè)硫含量以及脫硫率。在檢測(cè)中可以發(fā)現(xiàn)，不同的化學(xué)劑對(duì)脫離率產(chǎn)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(duì)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(duì)石油焦脫硫率的影響。當(dāng)溫度處于1000攝氏度的時(shí)候，Na2CO3能夠?qū)崿F(xiàn)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(jìn)行混合煅燒，設(shè)置不同的溫度，通常為700-1100攝氏度，而后進(jìn)行化學(xué)劑的清洗，完成干燥，對(duì)脫硫率進(jìn)行監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)，脫硫率的變化趨勢(shì)為增大到平穩(wěn)的趨勢(shì)。在700攝氏度的時(shí)候，脫硫未發(fā)生。在800攝氏度的時(shí)候，脫硫效果明顯，迅速增加，在滿足900攝氏度的時(shí)候，脫硫率最高，達(dá)到58.30%的數(shù)值。而在達(dá)到100攝氏度之后，脫離率處于58%-60%之間進(jìn)行波動(dòng)，但是，不會(huì)再出現(xiàn)上升的情況。也就是說(shuō)，900攝氏度的時(shí)候，Na2CO3達(dá)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(jìn)行混合，摩爾濃度分別設(shè)置為0.4，0.8，1.2，1.6，2.0以及1.2摩爾/升，同時(shí)，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(jìn)行攪拌，而后進(jìn)行浸潤(rùn)處理，時(shí)間為24小時(shí)，達(dá)到完全浸潤(rùn)之后，進(jìn)行過(guò)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(shè)置為900攝氏度進(jìn)行煅燒。對(duì)煅燒后的石油焦進(jìn)行清洗，干燥處理之后進(jìn)行硫含量的檢測(cè)。隨著Na2CO3濃度的增加，脫硫率出現(xiàn)先增后穩(wěn)定的狀態(tài)。其中，脫硫率最高的時(shí)候，溶液濃度為0.8摩爾/升，如果濃度繼續(xù)增大，脫硫率處于66%-67%的幅度之間，也就是說(shuō)0.8摩爾/升的濃度的時(shí)候，溶液包裹能力最大。

結(jié)束語(yǔ)：

綜上，通過(guò)對(duì)高硫石油焦火法脫硫及脫硫摻入劑的研究可以發(fā)現(xiàn)，在高溫煅燒環(huán)境下，脫硫率會(huì)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(shí)，在這一過(guò)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(xué)試劑為Na2CO3，尤其是在溫度滿足900攝氏度的時(shí)候，脫硫率達(dá)到穩(wěn)定值。另外，如果Na2CO3濃度存在差異，借助充分浸潤(rùn)，能夠提升脫硫率，其中最佳的濃度值為0.8毫升/升，達(dá)到67.03%的脫硫率。

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作者簡(jiǎn)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(xué)材料與建筑工程學(xué)院冶金工程專業(yè)。endprint