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隨著原油中含硫量的增加，煉油廠延遲焦化裝置生產的劣質高硫石油焦產量日益增多，目前石油焦多用于燃燒發(fā)電及電解鋁業(yè)，附加值低且造成嚴重的大氣污染問題?；诃h(huán)保的壓力，很多研究者及石化企業(yè)致力探尋石油焦高效清潔利用的方式，以石油焦為原料制取合成氣(CO和H2)是其中有效利用的方式之一。本文主要總結了石油焦的碳微晶結構、比表面積和孔隙結構及純度對石油焦氣化反應活性的影響，以及介紹了*套以石油焦為原料多噴嘴對置式水煤漿氣化裝置的運行狀況。

關鍵詞:石油焦;氣化反應活性;水煤漿氣化

1石油焦氣化反應特性實驗研究

利用石油焦為原料，在一定的高溫和壓力條件下，制取以CO、H2為主要組分的合成氣，不僅可以降低煉化企業(yè)傳統(tǒng)制取氫氣技術的成本，而且還可以回收石油焦中的單質硫［6］，得到高純度的硫磺衍生新產品，是一種非常有前景的高效、清潔利用石油焦的技術。隨著石油焦氣化技術的發(fā)展，近幾年，國內外研究者對石油焦的氣化反應特性進行了大量的實驗室研究工作，考察了諸多影響石油焦氣化反應活性的因素，主要有碳的微晶結構、比表面積、孔隙結構、石油焦純度、氣化介質等等。

1．1碳微晶結構影響

石油焦是一種含碳量*的石油副產品，影響石油焦氣化反應活性的因素與含碳物質的影響因素相似，其中，碳的微晶結構是影響含碳物質的氣化反應活性高低的重要因素之一，通常情況下，碳的微晶結構越規(guī)整有序，其氣化反應活性越低。蘇玉長［7］和Wu［8］等在其文章中指出，他們在高溫氣化的實驗條件下，觀察石油焦碳微晶結構的變化情況時發(fā)現(xiàn):隨著氣化溫度的提高，石油焦的碳微晶結構排列越來越規(guī)整有序，而且石油焦的碳微晶圖片顯示其分子由亂層相結構逐漸向石墨結構相轉變。吳詩勇［9］等分別考察了煅燒情況下石油焦和煤焦碳微晶結構的變化情況，實驗結果表明，在高溫熱解條件下，石油焦較煤焦更易于趨向“石墨化”。除此之外，通過進一步測定石油焦與煤焦的氣化活性發(fā)現(xiàn)，在高溫氣化的條件下，石油焦的氣化活性大幅提高了，其中主要原因是石油焦的氣化活性除了受到碳微晶結構是否有序影響之外，還受到石油焦的比表面積、孔隙結構、純度等因素的重要影響［10－15］。

1．2比表面積、孔隙結構影響

石油焦是一種呈現(xiàn)多孔性結構的固體，在氣化過程中，其比表面積和孔隙結構是影響氣化反應活性的重要因素，一般情況下，石油焦發(fā)生氣化反應需要反應活性位，比表面積越大，反應活性位越充足;除了具備足夠的反應活性位，氣化劑在石油焦的孔隙結構中還需要進行充分的接觸傳質，通常，孔隙結構越大，氣化劑的擴散阻力越小，傳質越充分，進而氣化反應特性越高［13，16］。李慶峰［16］和陳喜平［10］等研究者在其發(fā)表的文章中指出，他們在考察石油焦的比表面積和孔隙結構對其氣化反應特性的影響時發(fā)現(xiàn)，在以水蒸氣為氣化介質下，隨著石油焦的比表面積和孔隙率的增加，石油焦的氣化活性不斷增加;而且，石油焦結構中主要以微孔形式存在，隨著氣化反應的深入，其孔結構逐漸增大，孔容逐漸增加。

1．3純度影響

石油焦中含碳量達90%以上，其礦物質元素含量低于1%，主要有鈉、釩、鈣等金屬元素。研究發(fā)現(xiàn)［5－6］，石油焦中這些礦物質元素雖然含量較低，但是對石油焦的氣化反應活性有一定影響:鈉元素和釩元素含量高的石油焦，其氣化反應活性明顯高于鈉、釩元素含量低的石油焦;鈉元素和鈣元素含量高的石油焦，其氣化反應活性明顯高于鈉、鈣元素含量低的石油焦。此外，有文獻指出［10－11］，石油焦中的硫元素對其氣化反應活性的影響也不容忽略，研究表明在以空氣為氣化介質下，含硫量高的較含硫量低的石油焦，其氣化反應活性有所降低。由以上實驗研究可知，在石油焦氣化過程中，規(guī)整有序的碳微晶結構、較小的比表面積和孔隙率以及較低的礦物質含量等都是制約并影響其氣化反應活性的重要因素。探究石油焦氣化反應活性的影響因素將對石油焦氣化技術的工業(yè)化應用有重要的指導作用。