高硫石油焦火法脱硫及脱硫掺入剂研究

摘要：在工业生产中，高硫石油焦的有效应用是整个工业领域中研究的重点。通常，主要借助单纯提高煅烧的温度来实现低硫量煅后焦的获取，需要耗费较高的能量，效果不佳，实收率较低。因此，本文立足石油焦纯高温煅烧和中低温煅烧，对石油焦的火法煅烧脱硫潜能进行了分析。

关键词：石油焦；脱硫；煅烧

前言：

对于石油焦而言，其质量主要受制于原油自身、炼化工艺以及焦化工艺。目前，高硫化影响突出，加之石油劣质化的影响，使得优质原油的数量在不断减少，无法满足低杂质和低硫含量的要求。鉴于石油焦在行业中的关键地位，要积极探索高温煅烧石油焦、中低温掺入添加剂煅烧，明确石油焦火法脱硫的最佳温度和粒度范围，为石油焦火法脱硫的应用提供有力的支持。

1对试验的介绍

在实验中，主要的材料为石油焦的杂质元素，极具典型，是高硫焦的一种；将试验的部分一分为二，分别为高温煅烧和中低温煅烧。其主要的标准为：首先，将石油焦原理的质量设定为每份5克。其次，将其置于陶瓷坩埚中，采取填埋焦进行覆盖，而后进行煅烧。再次，在煅烧的过程中，需要将炉温升温速度控制在每分钟3摄氏度的范畴，同时，温度点的保温时间控制在2小时之内；实验中涉及的主要设备为测硫仪。

2针对高温煅烧的探讨

2.1 系统分析煅烧温度对石油焦脱硫变化产生的影响

对于粒度为-0.105毫米的石油焦原料，对其进行不同温度的煅烧。温度需要设置为几个参数，分为被1000摄氏度-1500摄氏度之间，以100为增加幅度，对加温后的脱硫率进行观察。由此可以发现，随着煅烧温度的提升，脱硫率呈现不断上升的趋势。当温度控制在1000摄氏度-1200摄氏度之间的时候，石油焦的脱硫率始终处于10%之下的状态，极限值在7.76%。对煅烧温度进行提升，达到1300摄氏度-1400摄氏度的时候，脱硫率出现较为显著的升高，其数值能够达到25.57%以上，甚至最高值能够达到72.06%。一旦煅烧温度达到实验设置的最高值，也就是1500摄氏度，脱硫率此时处于最高峰状态，达到86%。

2.2对石油焦粒度对煅烧脱硫产生的影响的分析

针对这一问题，在实验中，选取几种规格的石油焦，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毫米的范畴，其中煅烧温度设置为1300摄氏度，而后进行煅烧，观察煅烧完成后的硫含量。在实验中发现，石油焦粒度越小，脱硫率越高，形成一种趋势。脱硫率出现快速增长的粒度节点为0.105-0.08毫米，形成脱硫率变化的渐变点。但是，如果粒度在0.048毫米以下，脱硫率呈现不变的状态。主要原因是，如果石油焦的粒度不处于较细的状态，无法完全暴露嵌在石油焦内部碳骨架上的噻吩类有机硫，很难全面发生反应，同时从石油焦颗粒中进行脱出。但是，粒度在0.048的时候，硫元素处于暴露的最大临界点，如果力度出现过细的情况，同时在0.048毫米以下，就无法实现更大量的硫元素进行脱出。

3对中低温催化煅烧脱硫的探讨

3.1固-固中低温催化脱硫介绍

3.1.1对于不同类型的化学试剂，对石油焦脱硫率的影响存在差异。在实验中，主要选取五种化学试剂，即NaCl、FeCl3、AlCl3、Na2CO3和NaHO，数量为0.5克，石油焦的粒度为0.105-0.08毫米，對化学家与石油焦进行混合，保证均匀，而后进行干燥处理。在完成干燥处理之后，检测硫含量以及脱硫率。在检测中可以发现，不同的化学剂对脱离率产生差异化的影响，其中，脱硫率最佳的是Na2CO3，其次为NaOH，其它三种对脱硫率的影响较差。为此。在五种添加剂中，脱硫效果最佳、效果最明显的是Na2CO3。

3.1.2温度对石油焦脱硫率的影响。当温度处于1000摄氏度的时候，Na2CO3能够实现较好的脱硫效果。为此，将Na2CO3与粒度在0.105-0.08毫米范围的石油焦进行混合煅烧，设置不同的温度，通常为700-1100摄氏度，而后进行化学剂的清洗，完成干燥，对脱硫率进行监测发现，脱硫率的变化趋势为增大到平稳的趋势。在700摄氏度的时候，脱硫未发生。在800摄氏度的时候，脱硫效果明显，迅速增加，在满足900摄氏度的时候，脱硫率最高，达到58.30%的数值。而在达到100摄氏度之后，脱离率处于58%-60%之间进行波动，但是，不会再出现上升的情况。也就是说，900摄氏度的时候，Na2CO3达到最佳的脱硫效果。

3.2固-液浸渍中温催化脱硫法的介绍

首先，要配制试剂溶液，将十二烷基三甲基溴化铵与Na2CO3进行混合，摩尔浓度分别设置为0.4，0.8，1.2，1.6，2.0以及1.2摩尔/升，同时，选择粒度在0.105-0.08毫米范围的石油焦，将其分为6份，加入溶液之中，在常温下进行搅拌，而后进行浸润处理，时间为24小时，达到完全浸润之后，进行过滤和干燥处理，使得石油焦颗粒的外面被Na2CO3。将包裹物置于陶瓷坩中，温度设置为900摄氏度进行煅烧。对煅烧后的石油焦进行清洗，干燥处理之后进行硫含量的检测。随着Na2CO3浓度的增加，脱硫率出现先增后稳定的状态。其中，脱硫率最高的时候，溶液浓度为0.8摩尔/升，如果浓度继续增大，脱硫率处于66%-67%的幅度之间，也就是说0.8摩尔/升的浓度的时候，溶液包裹能力最大。

结束语：

综上，通过对高硫石油焦火法脱硫及脱硫掺入剂的研究可以发现，在高温煅烧环境下，脱硫率会随着温度的升高贰提升，其中，1500摄氏度能够满足最大脱硫效果，同时，在这一过程中，石油焦的粒度影响较大，其中最佳粒度范围为0.075-0.048毫米；在中低温催化煅烧中，效果较好的化学试剂为Na2CO3，尤其是在温度满足900摄氏度的时候，脱硫率达到稳定值。另外，如果Na2CO3浓度存在差异，借助充分浸润，能够提升脱硫率，其中最佳的浓度值为0.8毫升/升，达到67.03%的脱硫率。

参考文献：

[1]陈雪.利用脱硫石油焦渣制备加气混凝土的研究[D].青岛理工大学，2011.

[2]耿永娟，李绍纯，李秋义，金祖权，赵铁军.利用石油焦脱硫灰渣制备硫铝酸盐水泥[J].环境工程学报，2016，08：4462-4466.

作者简介：李正冬（1994.11.12）男，籍贯：贵州省遵义市，研究方向：碳素方向，单位：贵州师范大学材料与建筑工程学院冶金工程专业。