煤中掺配高硫石油焦的气化适应性研究-硕士研究生开题报告
高硫石油焦深度脱硫技术研究
高硫石油焦深度脱硫技术研究作者：宋宁宁来源：《中国化工贸易·下旬刊》2019年第07期摘要：近年来，随着我国从中东地区进口原油量的不断增加，硫含量相对较高的原油经焦化工艺得到包括留含硫化合物的石油焦制品。
高硫石油焦最终以硫化物的形式排出，对环境造成一定的影响。
本文阐述了几种石油焦脱硫技术，并分析了脱硫技术应用优势及局限性，以期探索石油焦脱硫经济性工艺技术。
关键词：石油焦;脱硫;焦化;加工工艺石油焦是石油炼化的衍生物，由重质渣油经热解和缩聚反应生成固体碳材料，常见的石油焦生产工艺包括延迟焦化、硫化焦化、接触焦化等。
石油焦具有高碳、低挥发、低灰分和高热值等特点，广泛应用于冶金、化工、电力等领域，在我国国民生产中占有重要地位。
石油焦质量主要由灰分、挥发分、硫分和煅后真密度等因素组成，并以此作为石油焦等级评价和经济价值的评价标准。
其中，硫分作为石油焦质量优劣评价的关键指标，当石油焦含硫量较高时，将对下游生产、工艺加工造成严重影响。
因此，有必要深入研究高硫石油焦深度脱硫技术，提高石油炼化生产的经济效益和社会效益。
1 石油焦脱硫方法概况按燃烧阶段来区分，可将石油焦脱硫方法分为燃前脱硫、燃中脱硫和燃后脱硫三种类别。
就技术应用情况来看，燃后烟气脱硫技术是各大炼厂应用最为广泛、最成熟的脱硫方式。
然而，由于燃后石油焦并不适用铝电解等工艺生产，限制了石油焦的应用。
相对而言，燃前脱硫技术不仅能够有效降低石油焦中的硫分含量，而且还能够提高石油焦的适用范围，因此，研究燃前脱硫技术具有重要的研究价值。
2 高硫石油焦脱硫方法在石油焦中，硫分主要以硫醇、硫脒和噻吩类有机硫形式存在，噻吩类有机硫占硫分含量的90%左右，因此，石油焦脱硫主要是脱除此类形式的硫分、根据脱硫技术的不同，可将燃前脱硫技术分为高温煅烧脱硫、湿化学氧化脱硫、碱金属化合物脱硫、溶剂萃取脱硫等。
2.1 高温煅烧脱硫高温煅烧脱硫即通过高温煅烧的方式进行脱硫，使石油焦中的硫元素以烟气的形式逸出。
高硫煤配煤炼焦的生产实践
高硫煤配煤炼焦的生产实践摘要：高硫煤是一种重要的煤炭资源,它和低硫煤、洁净煤一样，能够通过燃烧释放热量，作为工业的后盾能源之一。
但目前，随着煤炭市场的的发展趋势以及全球保护环境的倡导，使得高硫煤价格一直不断降低，被沦为低廉的劣质煤。
许多单独使用高硫煤的低质量企业也被市场逐步淘汰，只有将高硫煤和低硫煤掺杂配合使用才会有利用的机会因此，本文就以对高硫煤的配煤炼焦为研究对象，认识高硫煤的利用，有利于更大范围的开发和使用这个资源，强调在生产过程中脱硫和净化的做法，仅供参考。
关键字：高硫煤；配煤；炼焦；生产实践引言：“保护环境，人人有责”的口号已经响了很多年。
随着社会经济发展，全球科学技术的进步，使得人们越来越注意生活环境的质量。
降低大气污染，减少pm2.5的含量成为全球的共同追求。
为了促进环境的保护，我国出台了一系列政策，并在全球起着代表性的示范作用，共同守护美好家园。
也正是在环境保护要求下，让更多的工业发展有了限制条件，加大了对煤炭资源燃烧排放气体的监测，加强了对污水排放标准的监管。
而作为高污染的高硫煤的使用也受到极大地限制，这让我国各个地区煤炭使用企业都在研究和分析如何更好的利用高硫煤。
主要是采用配煤的形式，让气体综合，降低二氧化硫的浓度，并加强炼焦工作，降低高硫煤本身的污染力度，从而更好的投入生产，发挥资源的作用。
1高硫煤与炼焦配煤的相关概念1.1高硫煤煤的发展同人的发展一样，有一个历史变化过程，现存三大聚煤期主要有石炭—二叠纪聚煤期、侏罗—白垩纪聚煤期及第三纪聚煤期。
二叠纪主要是裸子植物进化而成，三叠纪主要是哺乳动物进化而成，白垩纪主要是被子植物进化而成，石炭纪主要是爬行动物进化而成。
这些不同的生物进化阶段对煤质有不同的影响，从煤燃烧产生硫气体的角度来看，裸子植物进化的二叠纪为低硫煤，产生的硫含量较低；而晚古时代爬行植物进化成的石炭纪则为高硫煤，其内部脂肪蛋白质中含有硫元素，燃烧之后排放的硫含量大于3%。
掺配石油焦制浆气化的可行性运行方案
掺配石油焦制浆气化的可行性运行方案1.概述石油焦为形状不规则的黑色或暗灰色固体，呈多孔结构，有金属光泽。
石油焦组分是碳氢化合物，含碳量约在90％左右，品质接近无烟煤，具有热值高的特点，可用作燃料。
具有热值高(其低位发热量约为烟煤的 1．5～2．0倍)、挥发分低(约为烟煤的 1/2)、灰分低(仅为烟煤的几十分之一)、硫含量高等特性。
石油焦是指延迟焦化装置的副产物，也称普通焦。
是石油烃在热解破坏下深度转化的最终产品。
石油焦生产量也随着含硫原油不断增加和加工深度不断提高而逐年递增，随着高硫原油进口数量的增加和环保要求的不断提高，对石化产品硫含量要求更加严格，使得国内石油焦市场，特别是高硫焦市场面临严峻的形势。
石油焦主要用于制取碳素制品、炭化硅制品、燃料等。
自2017年以来，煤炭行业环保限产不断升级，为调整耗煤产业结构，全国多省出台限煤减煤政策，并且新上耗煤产业一律实施煤炭减量或等量替代政策。
故此，我们充分意识到利用延迟焦化副产物进行混煤制浆的重大意义：一是可以作为煤的替代产品，保证原料的供应问题，二是降低原料成本，提高碳转化率，达到企业经济效益的提升，三是实现石油焦洁净气化燃烧技术，解决环保问题。
为了实现石油焦混煤制浆、保证煤焦浆良好的成浆性能，解决煤焦浆析水率高、易分层、粘壁、沉淀等稳定性差问题，开发煤焦浆水煤浆添加剂技术研究与应用就显得越发重要。
1.石油焦性质从外观上看，大部分石油焦为黑色或暗灰色固体，石油焦形状不规则，大小不一，有金属光泽，石油焦颗粒具多孔隙结构---海绵焦；第二种品质较佳的石油焦叫做针状焦，与海绵焦比，由于其具较低的电阻及热膨胀系数，因此更适合做电极。
有时另一种坚硬石油焦亦会产生，称之为球状焦，这种焦形如弹丸，表面积少，不易焦化，故用途不多。
石油焦物理化学性质的指标有灰分、硫分、挥发分、真密度、孔隙率、电阻率、热膨胀系数和机械性能等，国内部分石油焦与神优2号煤的工业分析对比如表2.1。
原料煤掺烧高硫石油焦在Shell气化炉中的应用
原料煤掺烧高硫石油焦在Shell气化炉中的应用孙国武;李艳红【摘要】介绍了石油焦掺烧方案的提出背景,讨论了石油焦与原料煤的混配流程与控制指标,分析了石油焦掺烧对后续工艺系统的要求及可能造成的影响,总结了采取的处理措施.石油焦掺烧后,装置的运行结果表明:高硫石油焦可以满足Shell气化炉的调整入炉煤灰分的要求,在灰分高且灰分含量波动较大的原料煤中,合理掺烧石油焦,可以很好地调整入炉煤灰分含量,确保Shell气化装置实现长周期、高负荷运行.%The proposition background of petroleum coke blending combustion was introduced.The blending process and controlling parameter of petroleum coke and feed coal were discussed,and the requirement and possible effect of petroleum coke blending combustion on the downstream process were analyzed.And treatment measures were summarized.After the blending combustion,the unit operation showed that high-sulfur petroleum coke can meet the requirements of Shell gasifier for adjusting the ash content of feed coal.For the feed coal with high ash content and big fluctuation,reasonable blending combustion of petroleum coke can properly adjust the ash content of the feed coal and ensure long time and high capacity running of Shell gasifier.【期刊名称】《煤化工》【年(卷),期】2017(045)002【总页数】5页(P19-23)【关键词】Shell气化;配煤;石油焦;灰分【作者】孙国武;李艳红【作者单位】云南大为制氨有限公司,云南曲靖655338;昆明理工大学,云南昆明650500【正文语种】中文【中图分类】TQ546云南大为制氨有限公司（简称大为公司）年产50万t合成氨装置气头采用Shell粉煤加压气化工艺，单炉日处理煤量为2 700 t，设计有效合成气（以CO+H2计）142 000 m3/h，气化压力为4.0 MPa。
玻璃窑炉中石油焦粉富氧燃烧特性研究的开题报告
玻璃窑炉中石油焦粉富氧燃烧特性研究的开题报告一、选题背景与意义玻璃行业作为国民经济的重要支柱产业，对石油焦粉这种常用的燃料有着较高的需求。
目前，常见的玻璃窑炉燃料有火煤、石油焦粉、天然气、液化气等，其中以石油焦粉最为常用。
然而，石油焦粉燃烧过程中产生的废气对环境污染较大，严重影响了环境质量。
因此，研究如何降低石油焦粉的废气产生，减少环境污染，对于保护环境和推动玻璃行业可持续发展具有重要意义。
二、研究内容及方法本报告将以玻璃窑炉中石油焦粉富氧燃烧为研究对象，主要研究以下几个方面：1.富氧燃烧对石油焦粉燃烧过程中产生的废气产生的影响；2.石油焦粉在富氧燃烧条件下的燃烧特性，包括燃烧速率、燃烧温度等；3.富氧燃烧条件下的废气处理技术，探究富氧燃烧如何减少废气中的氮氧化物和碳氧化物等有害物质。
本研究将采用实验室仿真实验结合理论模拟分析的方法，通过调整实验条件和参数，探究富氧燃烧条件下石油焦粉燃烧的燃烧特性和废气产生情况，并结合理论模拟分析的方法，分析影响燃烧效果的因素以及有助于减少废气产生的技术途径。
三、预期成果通过本研究，预期达成以下几个目标：1.探究玻璃窑炉中石油焦粉富氧燃烧的特性及产生的废气情况；2.研究石油焦粉在富氧燃烧条件下的燃烧特性，包括燃烧速率、燃烧温度等；3.分析富氧燃烧条件下的废气处理技术，探究如何减少废气中的有害物质，提出可行的废气处理方案。
四、可行性分析本研究将采用实验室仿真实验结合理论模拟分析的方法，全面探究玻璃窑炉中石油焦粉富氧燃烧的特性及产生的废气情况。
在实验室方面，我们可以对燃烧参数进行灵活调控，在不同的实验条件下，观察燃烧效果和废气产生情况。
在理论模拟方面，我们可以结合已有的相关研究成果，对模拟结果进行比对，分析影响燃烧效果的因素以及寻找有助于减少废气产生的技术途径。
因此，本研究具有较高的可行性。
五、研究进度安排本研究计划于2022年10月开始启动，具体研究进度安排如下：第一、二个月：文献综述和理论模拟研究；第三、四个月：实验设计和数据采集；第五、六个月：数据分析和结果统计；第七至九个月：实验结果及模拟分析；第十、十一个月：结果讨论和总结撰写；第十二个月：论文撰写和答辩。
准格尔煤灰粘附机理的实验研究的开题报告
准格尔煤灰粘附机理的实验研究的开题报告一、研究背景准格尔煤是一种高灰、高硫、高热值的煤种，广泛应用于电力、冶金等领域。
在煤的燃烧过程中，煤灰是产生的重要副产品，因其含有大量的有用元素，如Si、Al、Ca等，被广泛应用于水泥、混凝土等领域。
但是，煤灰的粘附问题一直是燃煤行业的难题之一，特别是准格尔煤，由于其灰分成分复杂，粘附问题尤为突出。
因此，对准格尔煤灰粘附机理进行深入研究，对于解决准格尔煤燃烧过程中灰渣结焦、电磁阀卡死等问题具有重要意义。
二、研究目的本研究旨在通过实验研究准格尔煤灰在不同条件下的粘附行为，分析其机理并提出解决方案，为准格尔煤燃烧工艺的改进和优化提供科学依据。
三、研究内容1.准备准格尔煤灰样本，对样品进行化学成分分析；2.设计实验装置，模拟准格尔煤燃烧过程中的粘附情况，研究灰粘附量与温度、压力、灰分成分、燃烧状态等因素之间的关系；3.利用扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）等技术，对灰粘附物的形貌和结构进行分析；4.分析准格尔煤灰粘附的机理，探讨解决方案，提出相应的优化措施。
四、研究方法本研究采用实验室实验和现场实验相结合的方法，对准格尔煤灰的粘附行为进行深入研究。
具体方法如下：1.实验室实验：采用原位热重分析仪（TG）、差示扫描量热仪（DSC）、扫描电子显微镜（SEM）等技术，对准格尔煤灰在不同温度下的粘附行为进行分析。
2.现场实验：在煤燃烧试验台上，利用实际准格尔煤进行煤灰粘附实验，探讨灰分成分、燃烧状态等因素对灰粘附的影响。
五、研究意义准格尔煤灰的粘附问题一直是煤燃烧行业的难题之一，本研究对于解决准格尔煤燃烧过程中灰渣结焦、电磁阀卡死等诸多问题具有非常重要的指导意义。
同时，本研究将从理论和实践两个方面探讨准格尔煤灰粘附机理和解决方案，对煤燃烧工艺的优化和改进将产生一定的推动作用。
水煤浆气化工艺掺烧高比例石油焦研究
渣、塑性渣和结晶渣⑹。玻璃渣黏度随温度的变化
而缓慢变化,气化操作空间大利于液态排渣；结晶
渣的黏度随温度的变化会有一个突变点，导黏
度瞬间 大，
于液态排渣的气化炉；而塑
性渣 于 之间，在
操作易控
制，容易堵塞下管。在
控制煤灰黏度
低，将导致炉砖表 渣 ，炉砖受气流侵蚀加
；黏度控制的较高&易导致渣口、
和破渣
堵渣&因
国石化 炼化
（
炼化） 焦
油行业副产品产量逐年增加，并且由于我国进口 原油中硫含量不断增加，导致石油焦中的硫含量 不断增加，石油焦质量变差，由于其售价低、附加
装置产
为12xl04m3/h,
为6.5
MPa；化
用了
化技术，净化单元
选用了中国石化
硫变换工艺 和 〔洗
值低，对焦化工艺的经济性带来了不利影响；此外 气体净化技术&
碳含量（Cad） 氢含量（！沁）
65+60
75+2
79+6
54+0
55+1
90+72
4+41
4+23
3+49
3+22
3+22
2+72
氧含量（Oad） 硫含量（&d）
10+39
9+97
6+70
5+14
4+09
2+57
0+47
1+74
2+69
3+56
3+73
4+75
氯含量（C'ad），X10-6
高硫石油焦与煤混配的气化反应活性研究
第 !" 卷 第 # 期((((((((((((
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高硫石油焦与煤混配的气化反应活性研究
丁家海& 邹晓鹏$ 郭晓镭$ 陈雪莉$
!&6中国石化扬子石油化工有限公司 化工厂% 江苏 南京($&%%!'# $6华东理工大学 中国石化:华东理工大学气化技术研究中心 上海市煤气化工程技术研究中心% 上海($%%$>9"
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煤中掺配高硫石油焦的气化适应性研究
学 生：刘仁科 指导教师：李寒旭 教 授
报告日期：2013.3.18
Laboratory of Ash Chemistry , Department of Chemical Engineering , AUST
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二、可磨性研究现状
煤的可磨性是一种与煤的硬度、强度、韧度和脆度有关的综合物理特性，与煤的 年代、煤岩结构、煤矿的类型和分布等有关。通常用哈氏可磨性指数HGI来衡量煤的 可磨性，其值的大小反映了不同煤样破碎成粉的相对难易程度。HGI值越大，说明在 消耗一定能量的条件下，相同量规定粒度的煤样磨制成粉的细度越细。研究高硫焦气 化，我们有必要研究高硫焦及配煤的HGI变化规律，为气化炉制粉系统提供指导。 赵虹[14]等研究了不同煤化程度煤的可磨性指数变化和破碎特性，文章选取了烟煤、 贫煤、烟煤及褐煤进行了研究，并分析了煤种的破碎过程以及破碎后的粒度分布规律。 结果表明：经过哈氏可磨性测定仪后，各煤种的工业分析都发生了不同程度的变化， 而煤粉破碎后的粒度分布取决于煤种的煤化程度，而与煤种的可磨性指数相关性较小
120 110
石油焦产量/( Mt ·a-1)
100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015 2020
美国 其他国家或地区 世界
年份
硕士研究生选题报告会
Laboratory of Ash Chemistry , Department of Chemical Engineering , AUST
2
主要内容
课题名称及来源
选题背景及研究目的
国内外研究现状
研究内容与方法
本课题创新点
课题进展计划
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1 课题名称及来源 课题名称：煤中掺配高硫石油焦的气化适应性研究
李庆峰、房倚天、王洋等[15]研究了气化反应温度对石油焦水蒸气气化反应活 性的影响。研究结果是，在水蒸气条件下，所研究的 3 种石油焦具有一定的气 化反应活性。随着温度的升高，总气化反应时间缩短，平均气化反应速率增加； 1050℃时的平均气化反应速率是900℃时的3-4倍
硕士研究生选题报告会
Laboratory of Ash Chemistry , Department of Chemical Engineering , AUST
探索出一条高硫石油焦高效利用新途径；
拓宽煤气化工艺原料煤使用范围，提供一种稳定的原料来源。
硕士研究生选题报告会
Laboratory of Ash Chemistry , Department of Chemical Engineering , AUST
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3 国内外研究现状
一、 石油焦气化反应性研究现状
在气流床工艺中，粉煤在气化炉内的反应时间短暂，一般仅为5～8s，这样的反应时 间对原料气化反应性具有一定要求。因此许多研究表明：石油焦的气 化反应活性相对于 煤较低，通过添加适量催化剂及其他处理能够 在不同程度上提高石油焦的气化反应活性。 以下是一些研究情况。 Jianhui Zou，Boli Yang，Kaifeng Gong[14]等研究了石油焦在磨制过程中的机械化学 处理对其 CO2气化反应活性的影响。研究结果表明，石油焦的气化反应活性可以通过研 磨来有效的改变，通过湿磨法磨制石油焦的活性比干磨法磨制的活性要高的多。 Youqing Wu,Jianjian Wang,Shiyong Wu[16]等利用实验室规模的固定床反应 器研究K元素催化石油焦气化的过程。通过对气化反应性、气化选择性和气体的 释放指标的分析对比，发现催化气化不仅能够有效的促进这些反应（水-碳反应， 水-气转化反应和甲烷-蒸汽重组反应），还能够显著的提高偏向CO2的气化选择 性（一个高的偏向CO2的气化选择性意味着高的H2产率）。
课题来源：自选项目
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2 选题背景及研究意义
2.1 选题背景
随着社会的发展，世界各国能源消耗猛增，原油消耗成倍增长导致世界范围内的
大规 模开采，优质原油比例越来越小，硫元素含量较高的重质和劣质原油比例日益 增加，其副产品高硫石油焦产量日益增加乃至过剩，由于硫含量高导致石油焦利用率。
王玉磊[11]等人对混煤的哈氏可磨度进行了试验研究，将渭河电厂的和平海电厂以 及锡林郭勒苏尼特碱业和平海电厂的煤粉以不同比例进行混合，然后测定其哈氏可 磨性指数，结果表明：混煤的哈氏可磨性与单煤哈氏可磨度之间不呈线性关系，而 是趋于难磨煤种。随着易磨煤种含量的增加，混煤的哈氏可磨度2 针状焦
图3 弹丸焦
图4 粉焦
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Laboratory of Ash Chemistry , Department of Chemical Engineering , AUST
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2.2 研究目的 研究高硫焦及配煤的可磨性变化规律，找出石油焦表面性质、内部结 构对气化反应性影响机理； 探索煤中掺配不同比例高硫焦的灰熔融特性、流动性、黏温特性，得 出气化石油焦较佳的掺配比例。 2.3 研究意义
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Ohtsuka, Y.[17]等利用热天平研究了在等温条件下，Ca(OH)2和CaCO3对石油焦水 蒸气加压气化过程的催化作用。研究表明两种成分增加了反应速率，而CaCO3显示 了与Ca(OH)2不相上下的催化反应活性。在没有Ca元素负载的情况下，850℃反应 2h后，石油焦中固定碳的转化率为65%，然而添加催化剂后，从开始到催化完全只 要1h。表观活化能并没有因为Ca的添加而改变，而且主要的产物是H2。