高硫石油焦的脱硫方法主要包括以下几种:
光催化协同微生物脱硫
利用掺铁二氧化钛光催化薄膜对高硫石油焦进行光催化氧化预处理,具体步骤包括:
在汞灯照射下,利用光催化薄膜对石油焦水匀浆(液固比为20-30mL/g)进行8-12小时的光催化氧化预处理。
利用脱硫菌对预处理后的石油焦进行生物脱硫,在脱硫培养基中加入0.5-1g石油焦,以30℃条件培养6-16天。
将生物脱硫后的石油焦样进行水洗,抽滤并烘干后,实现石油焦的协同脱硫。
浓硝酸氧化法
将高硫石油焦粉碎至粒度小于0.25mm,然后置于反应釜中,加入浓硝酸溶液,混匀,室温下反应12-24小时。
反应后的石油焦用清水冲洗至pH=7,过滤后烘干。
在25-30℃下,加入菌液a和脱硫培养液,按比例加入步骤(3)获得的石油焦,混匀,搅拌反应7-10天。
将反应釜内的石油焦水洗,抽滤后烘干即得脱硫石油焦。
高温煅烧法
将高硫石油焦在800-1000℃下煅烧48小时,然后再在1800-2200℃下进行二次煅烧36小时,以达到脱硫的目的。
湿化学氧化脱硫
采用以KMnO4溶液作为脱硫剂的湿化学氧化脱硫方法,研究了氧化温度、KMnO4溶液浓度、反应时间、液固比和石油焦颗粒粒度对高硫石油焦脱硫效果的影响。
实验结果表明,在氧化温度为80℃,KMnO4溶液浓度(质量分数)为15%,液固比为20mL/g,反应时间为2小时,石油焦原料粒度为80μm的条件下,石油焦的脱硫率达到最大值(95%)。
经KMnO4化学氧化处理后,石油焦中的亚砜硫和噻吩硫有机硫基本被完全脱除,亚砜硫和噻吩硫的脱除率分别为96.8%和93.9%。
低共熔溶剂氧化脱硫
采用添加碱性氧化物球磨的方法对原料进行粉碎、活化,使原料的粒度变小,以增大比表面积促进后续氧化实验。
以氯化胆碱、对甲苯磺酸及聚乙二醇-200为原料合成的低共熔溶剂同时作为反应溶剂、萃取剂及催化剂,以双氧水作为氧化剂对预处理后的石油焦进行氧化脱硫。
脱硫后的石油焦最终含硫量最低降至2.09wt.%。
低温化学法脱硫
采用自配的脱硫剂,通过低温化学法分别对煅烧前后的高硫石油焦进行脱硫,并与生焦直接高温煅烧脱硫进行比较。
研究结果表明,采用化学法脱硫,在温度为333K,液固比30mL/g,搅拌时间为12小时的反应条件下可以脱除高硫石油焦中75%的有机硫,效果明显优于高温(1773K时生焦的脱硫率为60%)煅烧法。
这些方法各有优缺点,光催化协同微生物脱硫和低共熔溶剂氧化脱硫方法较为环保且效果较好,但可能需要较长的处理时间和较高的成本。浓硝酸氧化法和湿化学氧化脱硫方法在处理效果上表现优异,但涉及使用浓硝酸等化学品,存在一定的安全隐患和环保问题。高温煅烧法和低温化学法虽然处理效果显著,但能耗高,且可能对石油焦的性质产生不利影响。
建议根据具体需求和实际情况选择合适的脱硫方法,并进行小规模的试验验证,以确定最佳工艺参数和操作条件。