[发明专利]一种提高石油焦氨气气氛脱硫效率的工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种氨气气氛下流态化煅烧石油焦的脱硫工艺，应用于冶金、材料、化工及环保技术领域。

背景技术

石油焦是石油炼化行业的主要副产品，一般由延迟焦化工艺制得。石油焦因具有灰分低，固定碳含量高等特点，被广泛应用于冶金、材料和化工等领域。同时，因石油焦中硫含量不同，石油焦被分为高硫（>4%）、中硫（2~4%）和低硫焦（<2%）。但随着国际原油的劣化和酸化，作为石油炼化的副产品的石油焦的品质也在逐渐降低，尤其是石油焦中的硫含量在不断提高。石油焦中的硫分含量过高会极大的影响产品的质量。与此同时，随着石油焦中的硫分增加，以石油焦为原料的下级工业企业也相应的承担着越来越艰巨的控制硫排放的环保压力。

以石油焦作为原料制备炭阳极为例。石油焦中的硫主要是以噻吩类芳香烃物质存在，在正常的煅烧温度下无法从石油焦中脱除。在阳极制备过程中，为了有效的脱除硫分，只能以提高石油焦的煅烧温度来解决硫含量过高的问题。因此，在有限的降低高硫焦中硫含量的同时，高温煅烧不仅使煅烧的经济成本提高，在一定程度上也降低的煅后焦的实收率，提高了企业的阳极制造成本，影响了经济效益。

此外，高硫石油焦因为其硫含量高的特性，只能简单的作为燃料来使用。在以石油焦为原料的炭素行业飞快发展和生石油焦硫含量越来越高的行业背景下，优质低硫石油焦的产能缺口越来越大。因此，如何环保、高效的利用劣质高硫石油焦成为了当今炭素行业迫切需要解决的问题。

公开专利申请CN104611087A是利用氨气煅烧法脱除石油焦中的硫，并未涉及到流态化煅烧方法的使用。

公开专利申请CN103555389A提到了一种石油焦的脱硫同时避免焦化的方法。但采用方法为固体燃料颗粒、石英砂石和石灰石，在高速流化床内燃烧。虽然控制温度为850～900℃，但操作过程需要加入石英砂石和石灰石。

专利CN101020854A提到了一种石油焦气化制氢脱硫耦合方案。但采用方法为将石油焦和碳酸钠或碳酸钾混合加入反应器，并通入水蒸气气化。并在气化反应后对石油焦进行酸洗，水洗和干燥。该方案操作过程复杂，且与本专利申请的氨气气氛脱硫相比有所不同。

专利CN101144044A是采用在石油焦中加入氧化锆、氧化铈和氧化钇中的一种脱硫剂进行煅烧，并且煅烧温度采用在1270-1500℃下进行。

发明内容

本发明的目的是针对氨气火法脱除石油焦中硫的技术，提出了一种更加有效的流态化煅烧促进脱硫效率的方法，脱硫率可以达到90%。

本发明的实质是改进石油焦在氨气气氛下煅烧的方式，使用石油焦煅烧工艺中前人没有采用过的高温流化床、流化塔或者流态化焙烧炉煅烧石油焦颗粒，液氨经过预热形成高温氨气由流态化反应设备底部吹入使石油焦形成流态化加速反应。

上述工艺的步骤为：

a、液氨经过加热器预热成500℃-700℃高温氨气以1m/s-40m/s的流速通入流态化设备；

b、石油焦先经过破碎筛分成1mm以下的颗粒再通过下料装置进入700-900℃高温的流态化设备，在氨气流的通入下形成流态化并脱硫；

c、经过不高于30min流态化煅烧的石油焦进入脱硫焦罐，含硫烟气进入吸收塔，将含硫物质和CO₂吸收后再进入加热器与氨气混合并重新利用。

进一步的，其中在氨气气氛脱硫时用流速10m/s-20m/s的氨气底吹石油焦颗粒形成流态化。

进一步的，其中高温流态化设备是指高温流化床、流化塔和流态化焙烧炉。

进一步的，其中高温氨气由液氨经过预热处理后得到的600℃-700℃的氨气。

进一步的，其中在高温流态化煅烧设备内的氨气流温度维持在750-850℃，石油焦颗粒停留时间≤10min。

进一步的，其中经过石油焦-氨气反应后生成的烟气再经过吸收塔（吸收含硫化合物和CO₂）处理后可以循环利用。

本发明的突出特点：

1本发明在较低的温度下与单纯氨气脱硫相比进一步的提高脱硫效率并缩短脱硫时间，使得石油焦中的硫可以集中处理，即减轻炭素生产后续工段的环保压力，又可以将脱除的硫集中收集制作含硫化学品。。

2本发明可以有效的提高高硫石油焦的利用率。进一步拓展了炭素行业的原料使用范围。

3本发明与普通氨气气氛下的石油焦煅烧脱硫工艺相比具有反应迅速（石油焦颗粒在反应设备内停留时间不大于30min），脱硫率高（超出一般工艺大约25%，脱硫率普遍达到90%）的特点。