高硫石油焦燃烧过程中不同赋存形态钒的变迁行为研究
石油焦质量标准
石油焦质量标准新闻来源：作者: 【】点击：122 次石油焦是由延迟焦化装置生产的黑色固体或粉末。
根据石油焦的结构和外观，又分为针状焦、海绵焦和弹丸焦。
针状焦具有明显的针状结构和纤维纹理，对生产工艺和原料都有特殊要求，主要用于生产电炉炼钢的高功率石墨电极。
海绵焦化学反应性高、杂质含量低，主要用于炼铝工业以及炭素行业。
弹丸焦一般是由高硫、高沥青质的渣油生产，只能作为燃料用于发电、水泥等工业。
随着原油变重、重质燃料油市场缩小以及环保对汽油、柴油质量要求的提高，焦化已成为重要的渣油加工手段，随之而来的是越来越多的石油焦投放到市场。
截至2002年在我国共有31套延迟焦化装置，焦化总加工能力已超过2300万吨/年，生产延迟石油焦500多万吨，石油焦质量和市场的波动将直接影响石化企业的效益及经营策略。
我国加入WTO后受经济全球化的影响，国际石油焦市场的变化也会直接影响国内石油焦市场。
分析石油焦生产与市场需求的现状及发展趋势，为企业延迟焦化生产及石油焦质量控制，预测石油焦市场风险，调整产品结构提供科学依据。
2?石油焦的生产与应用2.1 石油焦生产自从1929年美国Standard oil建成第一套延迟焦化装置以来，延迟焦化的技术革新就从未停止过，除焦系统对环境的污染得到了较大的改善。
延迟焦化工艺由于技术成熟、重油转化率高、生产成本低等优进口在使用过程中必须注意硫对环境的污染问题。
我国石油焦的氮含量普遍高于进口石油焦，但氮对石油焦的使用影响不大。
在炼铝工业中，焦中的金属会最终转移到铝产品中，由于炭阳极会在炼铝工业中消耗掉。
碳素材料中大多金属杂质对其氧化反应有催化作用，多种金属的协同催化作用（如V+Na，V+Fe+Cu）将远大于单种金属的影响。
杂质的催化作用将直接提高阳极炭耗，所以炼铝用石油焦对金属含量提出了明确的要求（1，2）。
本次对石油焦中关键金属组分进行了检测分析。
近年来，部分企业将催化油浆掺入焦化原料中，使催化剂粉末进入焦炭中，造成铝含量偏高。
竖炉钠化焙烧提钒的研究
竖炉钠化焙烧提钒的研究摘要：竖炉钠化焙烧提钒是一种新型烧结工艺，其中钠烧结剂主要由炉用炭黑和氧化钠组成，其焙烧温度一般在1400-1450℃，本文通过研究竖炉钠化焙烧提钒的技术参数、冶炼过程及钒含量，着重分析了竖炉钠化焙烧提钒的热工学过程，结果表明，该技术工艺可以获得较高的钒收率。
关键词：竖炉钠化焙烧提钒；热工学过程；钒收率1.引言钒在钢铁行业中应用非常广泛，作为钢的必要成分，它的加入可以提高钢的硬度和强度以及耐腐蚀性，即使在高温下也有较高的热强度。
而且，钒也是其他合金的重要成分，常用于制造航空发动机零部件等，因此，提高钒的回收率非常重要。
竖炉钠化焙烧提钒工艺是目前回收钒的重要手段，在工业生产中得到了广泛应用。
2.基本原理竖炉钠化焙烧提钒是一种新型烧结工艺，其中烧结剂主要由炉用炭黑和氧化钠组成，有良好的抗腐蚀性和热稳定性。
在一定温度下，炉用炭黑和氧化钠发生化学reaction，形成熔融物，从而将钒及其他元素吸附成钠钒熔融物，方便分离成金属钒，提高钒的回收率。
此外，不少文献报道了竖炉钠化焙烧提钒的冶炼过程及其影响因素，但对其热工学过程研究却甚少。
3. 研究内容（1）技术参数研究钠化焙烧技术工艺的核心参数为焙烧温度，熔点、热容、导热系数、消耗量、反应速率等对烧结熔池形成及技术过程有重要的影响。
同时，竖炉内部的组成和结构同样会影响熔池的形成，因此，将烧结工艺参数以及竖炉内部组成和结构分析是探索技术参数的关键。
（2）冶炼过程研究竖炉钠化焙烧提钒的过程可以分为三个步骤：预烧结、焙烧和冷却，主要依靠烧结氧化钠与炉用炭黑反应生成氢氟酸(HF)，氢离子与氟离子分别与FeCl3反应，形成Fe F和Fe F2，以及将金属钒(V)从熔融物中分离出来。
因此，分析和研究竖炉钠化焙烧提钒的冶炼过程是理解钒回收率的关键。
（3）钒含量研究通过分析钒在不同工艺参数下的收率，可以更好地理解钒在烧结过程中的行为，同时，也可以为选择工艺参数提供依据。
基于临氢热解反应研究石油沥青质中镍和钒化合物的存在形态
DOI: 10.1016/S1872-5813(23)60333-0基于临氢热解反应研究石油沥青质中镍和钒化合物的存在形态郑 方1,* ，王艳斌1,* ，霍 达1，王春燕1，曹 青1，何 京1，史 权2（1. 中国石油天然气股份有限公司石油化工研究院, 北京 102206；2. 中国石油大学(北京) 重质油国家重点实验室, 北京 102249）摘 要：本研究通过临氢热解方法处理委内瑞拉减压渣油沥青质，通过电感偶合等离子体质谱仪（ICP MS ）、紫外-可见光光谱仪（UV-vis ）、高温气相色谱-原子发射检测器联用仪（HT GC-AED ）和傅里叶变换离子回旋共振质谱（FT-ICR MS ）等手段分析表征反应产物，探究沥青质的分子组成与结构，以及镍和钒化合物的存在形态。
实验结果表明，随着临氢热解反应温度从330 ℃升高至410 ℃，反应产物的甲苯可溶物收率由64%下降至19%，可被GC-AED 检测到的镍、钒化合物的含量大幅度升高，镍和钒卟啉的分子组成分布也随反应温度的升高呈现出规律性的变化。
关键词：临氢热解；沥青质；镍；钒；卟啉中图分类号： TE622 文献标识码： AMorphology study of nickel and vanadium in asphaltenes via hydropyrolysisZHENG Fang 1,*，WANG Yan-bin 1,*，HUO Da 1，WANG Chun-yan 1，CAO Qing 1，HE Jing 1，SHI Quan2（1. Petrochemical Research Institute of Petro China Company , Limited , Beijing 102206, China ；2. State Key Laboratory of Heavy Oil Processing , China University of Petroleum (Beijing ), Beijing 102249, China ）Abstract: The morphology of nickel and vanadium compounds in the asphaltenes were investigated via hydropyrolysis with the help of inductively coupled plasma mass spectrometer (ICP-MS), ultraviolet-visible (UV-Vis), high-temperature gas chromatography atomic emission detection (HT GC-AED), and positive-ion electrospray ionization Fourier transform ion cyclotron resonance mass spectrometry (+ESI FT-ICR MS). The results showed that the toluene soluble yields of products decreased from 64% to 19% as the hydropyrolysis temperature increased from 330 to 410 ℃, while the abundance of nickel and vanadium compounds detected by GC-AED increased significantly. The molecular composition distribution of nickel and vanadyl porphyrins showed rhythmic changes with different temperatures in the hydropyrolysis of asphaltenes.Key words: hydropyrolysis ；asphaltenes ；nickel ；vanadium ；porphyrin石油是当前社会最重要的能源和化工原材料来源，它的组成极其复杂[1]。
从含钒废弃物中钒资源回收研究进展
从含钒废弃物中钒资源回收研究进展杨紫成;赵彬【摘要】V-bearing solid wastes were expulsed from many industrial production fields of the national economy .It's important to reuse the V-bearing solid wastes.The methods and progress were introduced about V-bearing solid wastes recovering from the waste vanadium catalyst , boiler ash , vanadium containing asphalt , bayer mud and low vanadium slag.The new principle and methods were particularly introduced.Operability, cost, economic benefits and environmental pollution were presented on V recycling from V-bearing solid wastes.%国民经济的很多工业生产领域中产生了大量的含钒固体废弃物，对其回收利用意义重大。
介绍了从废钒催化剂、锅炉灰、含钒沥青、拜尔淤泥和低钒钢渣等含钒固体废弃物中提钒方法的研究进展及其发展趋势，重点介绍了从固体废弃物中提钒的原理和各种方法的最新进展。
并就涉及固体废弃物提钒各工艺的可操作性、成本、经济效益和环境污染问题分别进行了阐述。
【期刊名称】《广州化工》【年(卷),期】2015(000)012【总页数】2页(P39-40)【关键词】含钒废弃物;回收;进展【作者】杨紫成;赵彬【作者单位】内蒙古包钢钢联股份有限公司，内蒙古包头 014010;内蒙古包钢钢联股份有限公司，内蒙古包头 014010【正文语种】中文【中图分类】TF841钒是一种重要的战略金属，主要应用于国防、能源及冶金工业等领域。
不同焦煤中硫的赋存形态及热解气体逸出分析
不同焦煤中硫的赋存形态及热解气体逸出分析刘诗薇;邹冲;赵俊学;李小明;折媛;吴浩;马成【期刊名称】《煤炭转化》【年(卷),期】2018(41)2【摘要】The chemical speciation of low,middle and high-sulfur coal was investigated,as well as the relative amount of sulfur in different kinds of coal with XPS method was analyzed.The weight loss and the pyrolysis gas escaping process were recorded by TG-MS.The result shows that the inorganic sulfur of the middle and high sulfur coal are significantly higher than that of the low-sulfur coal,while the relative amount of thiophene and sulfoxide are lower than that of low-sulfur coal.The weightlessness process of different kinds of coal are similar and can be divided into three stages:the release of water,the removal of the adsorbed gas,lively thermal decomposition and secondary pyrolysis.The escaping process of different sulfur-containing gases in the pyrolysis process is quite different,while it is closely related to the chemical speciation and the relative amount of sulfur in the coking coal.%采用XPS方法分别表征了低、中、高硫炼焦煤的硫赋存形态及分布,并利用TG-MS技术分析了三种煤的失重过程、主要气体和含硫气体的选出情况.结果表明,三种焦煤的硫形态存在明显差异,中高硫煤中的无机硫比例显著高于低硫煤,噻吩类和亚砜类硫比例低于低硫煤.三种煤的失重过程大致相同且可分为释水及吸附气体的脱除、活泼热分解和二次热解三个阶段.焦煤在热解过程中不同含硫气体的选出差异较大,但其与原煤中原有硫的形态和总量关系密切.【总页数】7页(P24-30)【作者】刘诗薇;邹冲;赵俊学;李小明;折媛;吴浩;马成【作者单位】西安建筑科技大学冶金工程学院,710055 西安;西安建筑科技大学冶金工程学院,710055 西安;西安建筑科技大学冶金工程学院,710055 西安;西安建筑科技大学冶金工程学院,710055 西安;西安建筑科技大学冶金工程学院,710055 西安;西安建筑科技大学冶金工程学院,710055 西安;西安建筑科技大学冶金工程学院,710055 西安【正文语种】中文【中图分类】TQ530.2【相关文献】1.消失模铸造中泡沫热解气体逸出的数值分析 [J], 袁有录;曾大新;袁三红2.炼焦煤及其脱矿物质煤热解过程中硫的逸出特性 [J], 李梅;李佳佳;金权;徐荣声3.煤热解过程中气态硫逸出特性的在线分析 [J], 徐龙;杨建丽;李允梅;刘振宇4.煤显微组分热解过程中含硫气体逸出特性 [J], 孙庆雷;李文;陈皓侃;李保庆5.矿物质脱除对煤中硫在氢气热解中逸出的影响 [J], 李文;于惠梅;陈皓侃;李保庆因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
用XPS研究新西兰高硫煤热解过程中氮、硫官能团的转变规律
用XPS研究新西兰高硫煤热解过程中氮、硫官能团的转变规律李梅;杨俊和;张启锋;常海洲;孙慧【摘要】选择一种高硫新西兰煤(NXL)作为研究对象,高纯Ar气氛中,以5℃/min 的升温速率在管式炉中热解,热解终温为300～1 000℃.用XPS研究煤及不同温度下半焦中氮、硫的赋存形态.将N1s谱图用Lorentzian-Gaussian拟合分为四个峰:N-6(398.8±0.4) eV、N-5 (400.2±0.3)eV、N-Q(401.4±0.3)eV和N-X(402.9±0.5)eV;S 2p谱图分为六个峰:硫铁矿(162.5±0.3)eV、硫化物(163.3±0.4)eV、噻吩(164.1±0.2)eV、亚砜(166.0±0.5)eV、砜(168.0±0.5)eV和硫酸盐硫(169.5±0.5)eV.结果表明,煤中氮元素的主要存在形式是吡啶、吡咯、质子化吡啶和氮氧化物;低于600℃,半焦中的氮元素主要以吡啶和吡咯形式存在;随温度的升高,吡咯向吡啶转化;当温度超过900℃,氮氧化物这一形态消失.该煤中的硫以有机硫为主,其中,噻吩硫占50％以上;随着热解温度的升高,煤中的硫铁矿硫逐步转化为无机硫化物,600℃时分解完全.【期刊名称】《燃料化学学报》【年(卷),期】2013(041)011【总页数】7页(P1287-1293)【关键词】XPS;高硫煤;热解;氮迁移;硫迁移【作者】李梅;杨俊和;张启锋;常海洲;孙慧【作者单位】上海理工大学材料科学与工程学院,上海200093;北方民族大学化学与化学工程学院,宁夏银川750021;上海理工大学材料科学与工程学院,上海200093;宝山钢铁股份有限公司,上海201900;上海理工大学理学院,上海200093;上海理工大学理学院,上海200093【正文语种】中文【中图分类】TQ530煤中氮和硫的赋存形态是煤结构研究的重要内容，另外，煤炭加工转化(如煤的热解、直接加氢液化等)也需要确实、详尽的煤中氮、硫元素赋存形态的数据信息。
长焰煤分选组分对高硫炼焦煤热解硫变迁及焦反应性的调控
DOI: 10.1016/S1872-5813(21)60034-8
燃料化学学报 Journal of Fuel Chemistry and Technology
Vol. 49 No. 7 Jul. 2021
长焰煤分选组分对高硫炼焦煤热解硫变迁及焦反应性的调控
山西省作为炼焦煤资源的重要生产基地，随 着煤层开采深度加深，高硫炼焦煤占比显著增加， 其价格和用途严重受限。因此，在炼焦过程中配 入适当的高硫炼焦煤对于扩大炼焦煤资源，降低 焦炭的生产成本具有重要的现实意义。
由于焦炭中的硫含量与配煤硫含量具有一定 的量化关系，炼焦过程中配煤中硫含量绝大部分 滞留在焦中，因此，高硫煤的配入量严重受限。众
衍射仪等手段分析研究了不同分选组分对高硫炼焦煤热解过程中硫变迁及焦反应性的影响。结果表明，低密度组分含有
较多的脂肪侧链，结构有序度低，而矿物质和惰质组则富集于高密度组分中。低密度级组分由于碱性矿物质含量少，脂肪
侧链多，与高硫炼焦煤共热解的脱硫率明显高于高密度组分。低密度组分中的中等分子量组分对胶质体的性质影响较
Abstract: The flotation fractions of a long-flame coal were obtained by heavy medium separation method, and its effect on regulation of sulfur and coke reactivity during pyrolysis of high-sulfur coking coal were investigated by FT-IR, Raman, TG, Gieseler fluidity, N2 adsorption, XRD. The results show that the low density fractions contain more aliphatic side chains and unstable aliphatic structure, while the high-density fractions show higher amount of minerals and inert components. Low density fractions have the highest sulfur removal rate due to lower content of alkaline minerals and more aliphatic side chains. The medium molecular weight component in the low density fractions has little effect on properties of metaplast. Higher minerals and inert components in high-density fractions deteriorate the metaplast more obviously. Meanwhile, order of the coke's microcrystalline structure is reduced and the defect sites increase, and consequently, reactivity of the coke increases. Key words: long-flame coal；flotation fraction；pyrolysis；coke reactivity；sulfur content
国内石煤提钒工艺现状分析及面临问题
国内石煤提钒工艺现状分析及面临问题邹晓勇（吉首大学化工学院副教授，吉首市诚技科技开发有限公司总经理，湖南省）邹晓勇，男，41岁从事石煤提钒新技术研究十多年，在石煤提钒领域发表论文十多篇；主持研发的钙化焙烧低酸浸出离子交换法提钒技术已实现规模化工业运行两年多；采用该项技术的石煤提钒项目已获得国内多个省市环保部门的项目批复。
石煤提钒，通常指以含钒碳质页岩、含钒煤矸石等为原料提取钒化合物的工业过程。
我国的石煤提钒工业起步于70年代末期，此后经历了两次大的发展时期，即八十年代的初步发展期，以及2004年到现在的大发展期。
石煤提钒工业经过三十年的发展，在钒行业已经具有较重要的地位，产量估计已经达到钒总产量的40%左右。
在工业行业里，石煤提钒是个较年轻的行业，在工艺、设备方面仍然处于较落后的状况，仍然存在较大的技术和经济提升空间。
1 石煤提钒工艺现状经过三十年的发展，石煤提钒工艺发展为两大工艺路线，即火法焙烧湿法浸出提钒工艺和湿法酸浸提钒工艺。
火法焙烧湿法浸出提钒工艺，指的是矿石经过高温氧化焙烧，低价钒氧化转化为五价钒，再进行湿法浸出得到含钒液体实现矿石提钒的工艺过程；湿法酸浸提钒工艺，指的是含钒原矿直接进行酸浸，包括在较高浓度酸性条件下，甚至是加热加压、氧化剂存在的环境下，实现矿物中钒溶解得到含钒液体的工艺过程。
1.1火法焙烧湿法浸出提钒工艺火法焙烧湿法浸出提钒工艺，根据焙烧过程添加剂的不同或焙烧机理的区别，分为加盐焙烧提钒工艺、空白焙烧提钒工艺、钙化焙烧提钒工艺等。
1.1.1加盐焙烧提钒工艺1976年，湖南冶金研究所与岳阳新开公社合作进行石煤提钒的试验研究并建厂生产。
焙烧设备选用安化钒厂的平窑，并对之进行了改进。
到1979年，石煤加盐氧化钠化焙烧—水浸—水解沉粗钒—粗钒碱溶精制—精钒的传统工艺流程己经形成，此工艺也就是行业传统上说的“钠法焙烧、两步法沉钒工艺”或“加盐焙烧提钒工艺”。
该工艺的优点：技术成熟、设备简单、投资少。
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高硫石油焦燃烧过程中不同赋存形态钒的变迁行为研究熊青安;李家州;李春玉;郭帅;赵建涛;房倚天【摘要】The occurrence modes and migration behavior of vanadium were investigated by sequential chemical extraction combined with ICP-OES during combustion of high-sulfur petroleum coke.The chemical reaction mechanism was discussed based on thermodynamic analysis.The vanadium in raw petroleum coke is mainly associated with organic matter and stable forms.With increasing temperature organic V disappear and the released vanadium could react with minerals such as Ca,K,Na,Fe to form different vanadium species including water soluble and ion exchange state,carbonates and Fe-Mn oxides.Steady-state vanadium is mainly combined with other minerals to form amorphous substance existing in petroleum coke.These amorphous substances might transform and release vanadium species at high combustion temperatures.The V volatility is correlated with temperature and burn out rate.The volatility may sharply rise because organic matter decomposed and released gaseous VO2 above 1100 ℃.%采用逐级化学提取结合ICP-OES方法,研究了高硫石油焦燃烧过程中重金属元素钒的赋存形态和迁移转化行为,并结合热力学分析方法,探讨了其化学反应机理.石油焦中钒的赋存形态主要为有机质结合态和稳定态.随着燃烧温度的升高,有机质结合态的钒发生快速分解直至消失,且与Ca、Na、Fe和K等矿物质反应,转化为水溶态和部分离子可交换态、碳酸盐结合态、氧化物结合态钒.稳定态钒主要是与其他矿物质形成非晶态结构物质存在于石油焦中,在高温燃烧过程中,会部分熔融转化并释放出少量的钒.石油焦中钒的挥发性随着燃烧温度和燃尽率的升高逐渐增大,且呈现阶段性挥发的特点.温度高于1100℃,有机质结合态的钒快速分解,且部分转化为具有挥发性的VO2等化合物,致使钒的挥发率急剧增大.【期刊名称】《燃料化学学报》【年(卷),期】2018(046)002【总页数】7页(P145-151)【关键词】石油焦;燃烧;重金属钒;赋存形态;迁移转化【作者】熊青安;李家州;李春玉;郭帅;赵建涛;房倚天【作者单位】中国科学院山西煤炭化学研究所,山西太原030001;中国科学院大学,北京100049;中国科学院山西煤炭化学研究所,山西太原030001;中国科学院山西煤炭化学研究所,山西太原030001;中国科学院大学,北京100049;中国科学院山西煤炭化学研究所,山西太原030001;中国科学院山西煤炭化学研究所,山西太原030001;中国科学院山西煤炭化学研究所,山西太原030001【正文语种】中文【中图分类】TE626.87随着世界原油重质化、劣质化和原油深度加工的发展，石油焦的产量不断上升。
中国石油焦的产量近几年均保持在2.4×107 t以上[1]，其中,高硫石油焦(硫含量大于3%)所占比例高达30%左右。
高硫石油焦因含硫量高不能用于制备高功率电极和碳素材料，只能作为燃料使用。
高硫石油焦富含重金属元素钒，在石油焦灰中，钒所占的质量分数可达20%以上[2]。
高温燃烧过程中，钒会与其他灰组分发生复杂的化学反应形成共熔物，强烈腐蚀耐火材料，造成管道严重积灰，影响设备的安全稳定运行，并且部分的钒元素在高温时挥发至气相中，造成严重的环境污染[3,4]。
因此，深入研究石油焦中的钒在燃烧过程中的形态变迁对其高效清洁利用具有重要意义。
钒在石油焦中的赋存形态是影响燃烧过程中钒形态演变的关键因素。
Kelemen等[5]和Amorim等[6]认为，石油焦中的钒主要以钒卟啉的形式存在，延迟焦化过程不会破坏钒卟啉的结构。
而Zuliani等[7]用透射电镜分析石油焦中的钒的形态时，则发现钒与硅、氧、硫和铁等元素形成纳米晶体的结构存在于石油焦中，且认为延迟焦化过程会破坏钒卟啉的结构。
另外，对石油焦燃烧过程中钒的形态变迁，不同研究者的结论也存在很大差异。
Conn等[8]研究了石油焦在流化床燃烧条件下得到的底灰中钒的形态，发现钒主要以C3CaOV2O和V2O5两种化合物形式存在。
Jia等[9]研究了电厂石油焦燃烧灰渣中钒化合物的组成，发现Ca2V2O7化合物是灰渣中钒元素的主要存在形式，且几乎不溶于水。
可见，对于石油焦中钒元素的赋存形态和燃烧过程中的形态变迁，已有一些研究报道，但由于研究方法和目的的差异，还存在很大的争议。
而且，对于石油焦中各赋存形态钒在不同燃烧温度区间内的相互转化及其化学机理还缺乏系统的研究。
本研究采用逐级化学提取法对石油焦中的赋存形态及高温燃烧过程中钒的形态演变进行了研究，并采用热力学软件FactSage对钒元素的迁移转化行为进行了热力学计算分析，揭示其化学反应机理，以此为石油焦的清洁高效利用提供一定的理论依据。
1 实验部分1.1 实验样品选取胜利油田(SL)和延庆石化(YQ)两种典型高硫石油焦作为实验样品，相应的工业分析和元素分析见表1，灰成分分析见表2。
表 1 石油焦的工业分析和元素分析Table 1 Proximate and ultimate analyses ofpetcokeSampleProximateanalysiswad/%MAVFCUltimateanalysiswdaf/%CH NSOaSL9.810.800.6788.7290.133.661.163.651.40YQ11.710.691.4386.1789.443.851.313.891.51a : by difference表 2 石油焦灰的矿物质组成Table 2 Ash compositions of petcokeSampleContentw/%V2O5Al2O3SiO2NiOFe2O3TiO2CaOMgONa2O SO3K2OP2O5SL33.898.8415.119.925.920.8315.923.033.200.750.760.55YQ3 3.519.9818.079.777.401.096.011.292.745.531.580.401.2 燃烧实验将样品烘干后研磨至粒径小于200目[10]，称取(2.00±0.01) g，置于高温管式炉反应区进行实验研究。
实验系统示意图见图1，空气流量为4 L/min，燃烧温度为1000、1100、1200、1300、1400 ℃，停留时间为5-60 min。
石油焦样品和燃烧残渣在马弗炉中灰化处理，灰化温度700 ℃[7]，之后将灰样消解，用ICP-OES 测定钒含量。
图 1 石油焦燃烧装置示意图Figure 1 Schematic diagram of petroleum coke combustion1.3 热力学模拟采用FactSage软件对石油焦燃烧过程中钒金属的迁移转化进行化学热力学平衡模拟计算。
选取荆门胜利油田石油焦(SL)作为热力学模拟的参考基准。
在热力学平衡模拟中，C、H、N、S、O代表有机组分(见表1)。
表 3 热力学模拟输入的数据Table 3 Summary of input reactants into FactSageReactantgasmol/kg-petcokeTraceelementsmol/kg-petcokeCO274.00V2O51.490×10-2H2O18.05SiO22.148×10-2O225.00CaO2.271×10-2NO0.81Al2O30.693×10-2SO21.13Fe2O30.296×10-2N2390.46NiO1.165×10-2Na2O0.413×10-2V2O5、Al2O3、Fe2O3、CaO、NiO、和NaO代表矿物质组成。
所有气体均为理想气体，反应温度为100-1600 ℃，反应压力为1个标准大气压。
1.4 溶剂逐级化学提取参考Tessier等[11]形态分离法和Li等[12]对石油焦及气化残渣的逐级提取法，将石油焦及其燃烧残渣中钒的赋存形态分为水溶态和部分离子可交换态、碳酸盐结合态、氧化物结合态、有机质结合态和残渣态。
其中,水溶态和部分离子可交换态用1 mol/L(pH=8.2)乙酸钠溶液提取；.碳酸盐结合态用1 mol/L乙酸铵溶液提取；铁锰氧化物结合态用0.1 mol/L的盐酸轻胺溶液和25%乙酸溶液提取；有机质结合态用0.02 mol/L硝酸和30%双氧水提取。
对于稳定态，则需向残渣中加入2 mL HClO4和10 mL HF之后烘干；再加入1 mL HClO4，烘至白烟冒尽，残渣溶于12 mol/LHCl，稀释至100 mL待测。
1.5 样品分析表征溶剂逐级提取液和酸消解液中的钒离子的浓度采用美国Thermo Fisher Scientific 公司生产的电感耦合等离子体色谱仪(ICP-OES，Icop6300)进行测定，平行测定三次后取平均值。
采用MAC500工业分析仪测定灰分含量，根据灰平衡法算出燃尽率。
灰中矿物质形态采用德国Bruker公司生产的X 射线粉末衍射分析仪(D2 Phaser desktop)进行定性分析。
1.6 实验结果的表征方式燃尽率B由灰平衡法计算，其表达方式如下：B=(1-A/A′)/(1-A)(1)式中,B为燃尽率，A为原样品的灰含量，A′为焦样的灰含量。
钒挥发量Rv(%)用式(2)表示：Rv(%)=[1-(Ci×Wi)/(C0×W0)]×100%(2)式中，Ci为燃烧残渣中的钒的含量(μg/g)；C0为样品石油焦中的钒的含量(μg/g)；Wi为燃烧残渣的质量(g)；W0为样品石油焦的质量(g)。