高硫石油焦脱硫新技术研究
近年来,随着越来越多含硫偏高的原油的精炼,高硫石油焦的产量呈现逐年上升的趋势。高硫石油焦在应用过程中,不仅腐蚀设备,污染大气环境,而且作为炭素材料特别是铝用预焙阳极的主要原料,严重影响产品的质量。因此有效且低成本地脱除石油焦中的硫,对炭素行业和铝电解行业的可持续发展、降低环境污染及为高硫焦寻找出路具有重要意义。<br>  本文采用化学氧化脱硫法结合高温煅烧脱硫法对高硫石油焦进行脱硫处理。在常温常压下,通过比较四种脱硫剂的氧化脱硫效果,筛选出A酸-过氧化氢混合溶液体系作为最佳化学氧化脱硫体系。采用单因子法考察了石油焦粒度...
近年来,随着越来越多含硫偏高的原油的精炼,高硫石油焦的产量呈现逐年上升的趋势。高硫石油焦在应用过程中,不仅腐蚀设备,污染大气环境,而且作为炭素材料特别是铝用预焙阳极的主要原料,严重影响产品的质量。因此有效且低成本地脱除石油焦中的硫,对炭素行业和铝电解行业的可持续发展、降低环境污染及为高硫焦寻找出路具有重要意义。
  本文采用化学氧化脱硫法结合高温煅烧脱硫法对高硫石油焦进行脱硫处理。在常温常压下,通过比较四种脱硫剂的氧化脱硫效果,筛选出A酸-过氧化氢混合溶液体系作为最佳化学氧化脱硫体系。采用单因子法考察了石油焦粒度、液固比、反应时间对A酸-过氧化氢混合溶液体系脱硫率的影响,得出最佳脱硫条件为:石油焦粒度为0.15mm,液固比为20mL/g,反应时间为24h,脱硫率为20.72%。在此基础上,探讨了超声波辐射对石油焦化学氧化脱硫的强化作用,研究表明,在超声波强化氧化脱硫6小时的条件下,四种氧化剂的脱硫率均高于无超声波强化的常规氧化24小时的脱硫率,A酸.过氧化氢混合溶液体系脱硫率最高,为26.46%,而冰醋酸.双氧水体系的超声波强化脱硫效果最为显著,其脱硫率比常规氧化时提高了300%。采用氢氧化钠碱性电解质对不同石油焦原料进行电化学脱硫,研究结果表明,在同一电解条件下,不同石油焦原料的脱硫率有较大差异,硫含量较低的石油焦脱硫率较高,为26.10%,而硫含量较高的石油焦脱硫率较低,其脱硫率不超过6%;同时,石油焦颗粒的粒度越大,脱硫率越低。
  在1000℃-1600℃范围内对石油焦进行高温煅烧脱硫,研究表明,温度升高,脱硫率增大,在1000℃-1400℃范围内,脱硫率变化不大,1400℃时,脱硫率为32.14%,煅烧温度超过1500℃后,脱硫率开始迅速增加,1600℃时,脱硫率为86.51%,脱硫效果显著;在1300℃煅烧温度下,随着石油焦粒度的减小,其脱硫率增大,并且原料粒度对脱硫率的影响相对温度对脱硫率的影响较小。结合化学氧化脱硫和高温煅烧脱硫对石油焦进行脱硫处理,研究表明,经A酸-过氧化氢混合溶液化学预氧化再高温煅烧(1300℃)脱硫处理的石油焦的脱硫率相对直接煅烧或者只进行氧化脱硫处理的样品有显著提高,其脱硫率可达55.12%。
  对煅后焦进行化学氧化脱硫、电化学脱硫及化学方法结合高温煅烧脱硫方法进行脱硫处理,其脱硫效果不明显,比用同样方法脱硫处理的生石油焦的脱硫效果差。
  对脱硫前后石油焦样品进行SEM、XRD和FT-IR分析,分析表明,经A酸-过氧化氢混合溶液化学氧化脱硫后,石油焦基本结构没有发生大的变化,其煅烧后的石墨雏晶结构也不会被破坏。化学氧化处理后石油焦样品微观表面形貌相对石油焦原样,轮廓变得清晰和圆润,颗粒表面粘结的有机分子减少,并形成交错的狭长微细裂纹,这有利于煅烧时焦内部硫的逸出;化学预氧化再1300℃煅烧脱硫后的石油焦样品表面出现更多更大的裂纹,其有利于生产过程中煅烧石油焦原料与煤沥青的结合。
展开
作者: 张艳
学科专业: 材料科学与工程
授予学位: 硕士
学位授予单位: 湖南大学
导师姓名: 夏金童
学位年度: 2012
语 种: chi
分类号: TE626.8 TE624.1
在线出版日期: 2012年11月30日