化学氧化法脱除石油焦中化合态硫的研究

孙婧榕（中国石油化工股份有限公司华东分公司实验研究中心，江苏　扬州　225000）

化学氧化法脱除石油焦中化合态硫的研究

孙婧榕（中国石油化工股份有限公司华东分公司实验研究中心，江苏扬州225000）

在本文中，主要是对硝酸、硝酸冰醋酸混合液以及王水在石油焦中化合态硫的脱除作用进行研究，采用的实验对比分析方法。通过对实验结果进行分析可以得知，在进行脱硫操作时，石油焦粒越小，其脱硫效果越好，此外，随液固比和反应时间的延长等操作都会增加脱硫率，而在脱硫操作达到饱和后，其趋于稳定。对于三种不同的脱硫物质，王水的效果是最好的，在采用王水进行脱硫操作时，其工艺条件需要保持在：颗粒大小为0.1mm左右，液固比为20ML/g。脱硫时间为20h，反应时的温度需要控制在50℃，在这一条件下的脱硫操作是最佳的，其脱硫率达到了42.3%。

石油焦；脱硫；化学氧化；化合态硫

对于石油焦，其是炼油产业中比较常见的一种副产物，对于这一物质，其根据硫的含量将其分为两种不同的硫焦，分别是高硫焦和低硫焦，对于高硫焦，其主要作为一种燃料进行使用，而对于低硫焦，其通过加工可以用于铝用预焙阳极的制作。对于石油焦中的硫，其在进行加工的过程中往往会通过炭阳极的电解作用生成二氧化硫气体，其对空气具有非常大的危害。随着我国原油产量的不断增加，石油焦脱硫工艺的研究逐渐成为石油行业发展中的重点研究项目，但由于传统的溶剂脱硫效率较低，加上成本较高，无法实现工业生产的需要，本文研究的是一种化学氧化脱硫方法，其通过对脱硫操作中的参数进行准确的设置，能够实现高效脱硫。

1　实验内容

1.1实验材料和仪器

在本次实验中，采用的是高硫石油焦，其硫的含量高达3.39%，然后配置需要的冰醋酸、硝酸、盐酸和王水，并对其进行提纯处理。硫检测仪采用的是HDS3000型全自动检测仪，其能够对石油焦中的硫含量进行准确的测量。此外，还有Nicolet6700型傅里叶红外光谱仪等。

1.2实验方法

选择一定体积的硝酸、硝酸-冰醋酸混合液和王水，将相同数量且大小相似的石油焦颗粒放入溶液中，通过搅拌棒对其进行搅拌，使颗粒在溶液中混合均匀，然后通过液固比和温度的控制，对反应容器进行抽真空处理，然后将处理完成的混合液进行分离，得到脱硫石油焦滤饼，对其进行清洗，并在真空干燥箱中对其进行干燥处理，这一实验内容就完成了。最后对石油焦中的硫脱除率进行测试和计算：

Y=（W1-W2）/W1×100%

该公式中的Y为脱硫率，W1代表实验前的石油焦硫含量，W2为实验操作后的硫含量。

2　结果与讨论

2.1石油焦颗粒大小对脱硫率的影响研究

通过本次研究可以得知，在对石油焦颗粒进行脱硫操作时，其颗粒的大小和脱硫效率之间存在着一定的影响，随着石油焦颗粒的减小，其脱硫的效率也在逐渐提高。这是由于随着颗粒的体积缩小，其同氧化剂之间的接触面积比越来越大，能够大大提高脱硫效率。而在三种溶液脱硫实验中，最佳的脱硫氧化剂为王水。

2.2液固比对脱硫率的影响

通过对不同液固比的脱硫效率进行研究可以得知，脱硫率随着液固比的变化呈现一种曲线变化，首先，脱硫率随着液固比的增加而增加，在达到峰值后，脱硫率随着液固比的增加而趋于平稳，变化点为20mL/g。对于这种现象，其主要是由于液固比在达到一定值后，反应液中的石油焦颗粒和反应液之间的接触面积不在发生变化，而在达到节点之前，脱硫率随着接触面积的增加而逐渐增加。因此，脱硫率会先增加，然后呈现一种平稳的趋势，此外，对于三种脱硫溶液，王水的脱硫率是最高的。

2.3反应时间对脱硫率的影响

对于反应时间和脱硫率之间的关系，其呈现一种先增长后平稳的变化过程，而在这一反应过程中，王水溶液的脱硫率变化是最快的，最慢的溶液是硝酸。当反应时间达到20h后，脱硫率基本不再发生变化，这是由于随着反应时间的增加，石油焦中的硫含量在逐渐减少，脱硫20h之后，石油焦中的化合态硫基本上已经和氧化剂反应完全，因此，其脱硫率不再发生明显的变化。对于三种溶液，其在反应过程中的变化趋势是一致的。

2.4反应温度对脱硫率的影响

通过对反应温度和脱硫率之间的关系进行研究可以发现，随着反应温度的增加，各氧化剂的脱硫率也在逐渐增加，且不同氧化剂之间的变化趋势一致，但在梵音温度达到50℃时，各氧化剂的脱硫率都不在增加，甚至还会有一定的下降。通过对不同氧化剂之间的脱硫率进行观察可以得知，王水的脱硫率是所有氧化剂中最高的，在最佳条件下，王水的脱硫率能够达到42.3%。

3　结语

通过对实验数据进行分析可以得知，对于三种氧化剂溶液，其随着石油焦颗粒的减小，脱硫率也在逐渐增加，此外，液固比的增加以及反应时间的延长等都会增加石油焦的脱硫率，但这些条件在达到一定数值后，脱硫率不再增加。对于三种氧化剂，其中王水的脱硫率明显高于其他两种氧化剂，其最佳的脱硫率条件为：颗粒大小0.1mm，液固比控制在20mL/g，反应时间为20h，反应温度控制在50℃左右，在这一条件下，王水的脱硫率能够达到42.3%左右。

［1］肖劲，杨思蔚，赖延清，李劼.混合酸脱除石油焦中硫的研究［J］.矿冶工程，2010，03：62-65.

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