化学氧化法脱除石油焦中化合态硫的实验研究

论文摘要

高硫焦的大量出现并将一直延续是我国石化行业发展的必然趋势,也是影响我国铝用炭阳极质量的主要因素之一。研究高硫焦中硫的脱除技术对改善铝电解生产环境、降低铝电解生产成本和维持铝用炭素可持续发展具有重要意义。在文献查阅和探索实验的基础上,作者选择了化学氧化法对高硫焦进行了脱硫研究,选择了合适的氧化脱硫剂并优化了工艺条件,获得了如下研究成果。（1）脱硫剂筛选实验结果表明,在王水、硝酸、盐酸、冰醋酸和过氧化氢等单一和混合体系中获得了最佳脱硫氧化体系——硝酸-盐酸体系；采用正交实验法确定了该体系脱硫的各工艺条件的影响程度,结果表明,石油焦粒度对脱硫效率最敏感,其次是液固比、反应时间和混合酸配比,反应温度的敏感性最低。（2）采用单因子法考察了在硝酸-盐酸体系脱硫过程各反应条件对脱硫率的影响,并在此基础上优化了工艺技术条件。结果表明,在石油焦粒度<0.1mm、混合酸配比1.0±0.5、液固比30mL/g、反应时间24h、反应温度60℃等条件下,石油焦的脱硫率可达到63.50%。（3）硝酸-盐酸混合体系循环脱硫实验结果表明,每次向回收的脱硫液中补充30%的新混合酸,可以在循环脱硫中始终保持40%以上的脱硫率。（4）研究表明,混合酸脱硫前后石油焦的微观形貌改变不大,但脱硫后石油焦真密度减小,煅后焦电阻率增大；红外光谱检测结果表明,混合酸脱除了石油焦中大部分噻吩类和硫醇类有机硫以及全部的无机硫,且脱硫后石油焦的基本结构没有发生大的变化。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第一章 文献综述
• 1.1 引言
• 1.2 石油焦资源及应用
• 1.2.1 石油焦资源概况
• 1.2.2 石油焦分类
• 1.2.3 石油焦的应用
• 1.3 高硫焦生产状况及危害
• 1.3.1 高硫焦生产状况
• 1.3.2 高硫石油焦的危害
• 1.4 石油焦中硫的种类及存在形式
• 1.5 脱硫技术研究现状
• 1.5.1 燃前脱硫
• 1.5.2 燃中脱硫
• 1.5.3 燃后脱硫
• 1.6 本论文研究的意义及主要内容
• 第二章 实验方法
• 2.1 引言
• 2.2 实验原料与主要设备仪器
• 2.2.1 主要实验原料
• 2.2.2 主要实验设备
• 2.3 实验方案
• 2.3.1 石油焦脱硫工艺流程
• 2.3.2 硫含量的测定
• 2.3.3 脱硫率的计算
• 2.4 分析测试
• 2.4.1 扫描电镜（SEM）分析
• 2.4.2 真密度的测定
• 2.4.3 电阻率的测定
• 2.4.4 热重-差热分析（TG/DTA）
• 2.4.5 红外光谱（IR）分析
• 第三章 脱硫剂脱硫效果的比较研究
• 3.1 引言
• 3.2 硝酸氧化脱硫
• 3.3 硝酸-过氧化氢体系氧化脱硫
• 3.4 硝酸-冰醋酸体系氧化脱硫
• 3.5 王水氧化脱硫
• 3.6 脱硫剂的筛选及优化
• 3.7 本章小结
• 第四章 混合酸脱硫条件的优化研究
• 4.1 引言
• 4.2 正交实验结果与分析
• 4.2.1 正交实验设计
• 4.2.2 正交实验结果分析
• 4.3 各因素对脱硫效果的影响分析
• 4.3.1 石油焦粒度对混合酸脱硫率的影响
• 4.3.2 酸配比对脱硫率的影响
• 4.3.3 液固比对脱硫率的影响
• 4.3.4 反应时间对脱硫率的影响
• 4.3.5 反应温度对脱硫率的影响
• 4.4 混合酸脱硫条件的优化
• 4.5 混合酸的循环利用
• 4.6 本章小结
• 第五章 脱硫前后石油焦物化性能检测与分析
• 5.1 引言
• 5.2 微观形貌分析
• 5.2.1 实验仪器
• 5.2.2 脱硫前后石油焦的SEM分析
• 5.3 真密度的测定
• 5.3.1 实验过程
• 5.3.2 脱硫前后石油焦真密度结果分析
• 5.4 电阻率的测定
• 5.4.1 实验仪器
• 5.4.2 煅烧制度的确定
• 5.4.3 脱硫前后煅后焦的电阻率变化
• 5.5 外光谱分析
• 5.5.1 实验制样
• 5.5.2 脱硫前后石油焦红外光谱分析
• 5.5.3 混合酸脱除石油焦中硫的机理分析
• 5.6 本章小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间的科研成果