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一种调节高硫 石油焦 气化灰渣熔融特性的助熔剂及其应用

阅读：686发布：2020-05-13

专利汇可以提供一种调节高硫石油焦气化灰渣熔融特性的助熔剂及其应用专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及一种调节高硫石油焦气化灰渣熔融特性的助熔剂及其应用。所述助熔剂由富含二氧化硅的矿物原料和富含氧化钙的矿物原料复配制成。应用所述助熔剂调节高硫石油焦气化灰渣熔融特性的方法为，在石油焦中加入石油焦重量的0.2-2％的所述助熔剂与石油焦混合研磨，制成粒径排渣的高温气流床气化炉对灰渣粘温特性的要求，保证石油焦气化炉的稳定运行。，下面是一种调节高硫石油焦气化灰渣熔融特性的助熔剂及其应用专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种调节高硫石油焦气化灰渣熔融特性的助熔剂，其特征在于，所述助熔剂由富含二氧化硅的矿物原料和富含氧化钙的矿物原料复配制成。
2.如权利要求1所述的助熔剂，其特征在于，所述富含二氧化硅的矿物原料选自石英砂、硅藻土、高岭土和膨润土的其中之一或其组合。
3.如权利要求1所述的助熔剂，其特征在于，所述富含氧化钙的矿物原料选自生石灰、石灰石、白云石和富含氧化钙的电石渣的其中之一或其组合。
4.如权利要求1所述的助熔剂，其特征在于，所述助熔剂中各成分的重量百分比为：二氧化硅10-50％，氧化钙30-90％，其它成分0-60％；其中，所述其他成分是指矿物原料中除二氧化硅和氧化钙之外的其他成分。
5.应用权利要求1所述助熔剂调节高硫石油焦气化灰渣熔融特性的方法，其特征在于，在石油焦中加入石油焦重量的0.2-2％的所述助熔剂与石油焦混合研磨，制成粒径<200μm细粉。

说明书全文

一种调节高硫石油焦 气化灰渣熔融特性的助熔剂及其应用

技术领域

[0001] 本发明涉及一种调节高硫石油焦气化灰渣熔融特性的助熔剂及其应用，尤其适用于高硫石油焦气流床高温气化制氢或合成气的生成过程，属于劣质原油高效利用的技术领域。

背景技术

[0002] 原油重质化、劣质化是不可避免的趋势，随着劣质高硫原油产量的增加，石油焦尤其是高硫石油焦的产量持续增加。高硫石油焦由于杂质含量高，只能作为工业燃料使用，然而高硫石油焦燃烧会产生大量的SOX和NOX等污染性气体。因此，有必要寻求更高效清洁的石油焦利用方式。

[0003] 通过高温气化方式，利用石油焦生产合成气，可生产高价值氢和化学品，而且可将石油焦中高含量的硫以单质硫的形式回收，是实现石油焦资源化、洁净化的一条有效途径。但石油焦并不属于典型的气化原料，具有气化反应活性低、挥发份低、灰熔点高、灰含量低的特点，而且灰渣中钒、镍含量高，在气化反应条件下灰熔点达1500℃以上，且灰渣的粘温特性差，不能满足液态排渣的高温气流床气化炉的要求。另外，高温气化过程中，钒、镍等元素会与其它矿物元素发生复杂的化学反应形成低温共熔物，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。因此，寻求降低高硫石油焦气化灰渣熔点，改善其粘温特性的方法，对高硫石油焦的气化应用具有非常重要的意义。

[0004] 煤的燃烧和气化过程中，助熔剂常用来调节煤灰的熔融特性。专利CN108676601A公开了一种用于改善燃煤结渣性能的钙镁添加剂及应用方法，通过添加含氧化钙和氧化镁的废渣，提高燃煤的灰熔点，防止锅炉结渣。专利CN108359512A公开了一种缓解新疆准东高碱煤结焦特性的添加剂及制备和使用方法，添加剂由氢氧化铝、石英粉、电石渣、氢氧化钡和氧化铜混合均匀制成。专利CN08018109A公开了一种提高低灰熔点煤灰熔融温度的复合阻熔剂，由钙基助熔剂和氧化铝阻熔剂制成，可使低灰熔点煤能够达到气化要求，又可改善粘温特性，提高气化效率。专利CN106833786A公开了一种基于煤灰的组成，采用配煤方式，降低煤灰熔融特性温度的方法，可有效利用高灰熔点煤种，拓展煤气化原料来源。

[0005] 本发明提出了一种调节高硫石油焦气化灰渣熔融特性的助熔剂，该助熔剂由富含二氧化硅的矿物原料和富含氧化钙的矿物原料复配制成。使用过程中，与石油焦按照一定比例混合研磨，可显著降低石油焦灰渣的熔融温度，并改善其高温流变特性，满足液态排渣的高温气流床气化炉对灰渣粘温特性的要求。

发明内容

[0006] 本发明的目的在于提供一种可降低石油焦灰渣的灰熔点，并改善灰渣高温流变特性的助熔剂，以满足液态排渣的高温气流床气化炉对灰渣粘温特性的要求，保证石油焦气化炉的稳定运行。

[0007] 为了实现上述目的，本发明提供了一种调节高硫石油焦气化灰渣熔融特性的助熔剂，其中，所述助熔剂由富含二氧化硅的矿物原料和富含氧化钙的矿物原料复配制成。

[0008] 优选的，所述富含二氧化硅的矿物原料选自石英砂、硅藻土、高岭土和膨润土的其中之一或其组合。

[0009] 优选的，所述富含氧化钙的矿物原料选自生石灰、石灰石、白云石和富含氧化钙的电石渣的其中之一或其组合。

[0010] 优选的，所述助熔剂中各成分的重量百分比为：二氧化硅10-50％，氧化钙30-90％，其它成分0-60％；其中，所述其他成分是指矿物原料中除二氧化硅和氧化钙之外的其他成分。

[0011] 本发明还提供了应用本发明所述助熔剂调节高硫石油焦气化灰渣熔融特性的方法，其为：在石油焦中加入石油焦重量的0.2-2％的所述助熔剂与石油焦混合研磨，制成粒径<200μm细粉。

[0012] 相较于现有技术，本发明的有益效果在于：

[0013] (1)本发明的助熔剂以氧化钙为主要成分，石油焦高温气化反应过程中氧化钙可与钒元素形成钒酸钙类化合物，防止高熔点的三氧化二钒生成，从而有效降低石油焦气化灰渣的灰熔点；

[0014] (2)本发明的助熔剂以二氧化硅为辅助成分，高温气化反应过程中二氧化硅与钙、铁、镍等元素形成低灰熔点非晶态共熔物，改善灰渣的高温流变特性；

[0015] (3)本发明的助熔剂可采用多种无机矿物或废渣制造，降低生成成本。

具体实施方式

[0016] 下面结合具体实施例来进一步描述本发明，本发明的优点和特点将会随着描述而更为清楚。但这些实施例仅是范例性的，并不对本发明的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本发明的保护范围内。

[0017] 实施例1

[0018] 一种调节高硫石油焦气化灰渣熔融特性的助熔剂，由硅藻土和石灰石复配而成，其中二氧化硅的重量百分比为15％，氧化钙的重量百分比为40％，其余为硅藻土和石灰石中除二氧化硅和氧化钙之外的其他成分。本实施例中助熔剂的添加量为石油焦重量的1.5％，助熔剂与石油焦共同研磨制成粒径<200μm细粉。

[0019] 对掺杂助熔剂前后的石油焦样品的变形温度(DT,Deformation Temperature)、软化温度(ST,Softening Temperature)、半球温度(HT,Hemispherical Temperature)和流动温度(FT,Flow Temperature)进行测试，其结果如表1所示。

[0020] 表1

[0021]样品 DT ST HT FT
石油焦 1460℃ >1500℃ >1500℃ >1500℃
石油焦+助熔剂 1280℃ 1320℃ 1350℃ 1370℃

[0022] 实施例2

[0023] 一种调节高硫石油焦气化灰渣熔融特性的助熔剂，由高岭土、硅藻土和电石渣复配而成，其中二氧化硅的重量百分比为10％，氧化钙的重量百分比为70％，其余为高岭土、硅藻土和电石渣中除二氧化硅和氧化钙之外的其他成分。本实施例中助熔剂的添加量为石油焦重量的0.8％，助熔剂与石油焦共同研磨制成粒径<200μm细粉。

[0024] 对掺杂助熔剂前后的石油焦样品的变形温度(DT,Deformation Temperature)、软化温度(ST,Softening Temperature)、半球温度(HT,Hemispherical Temperature)和流动温度(FT,Flow Temperature)进行测试，其结果如表2所示。

[0025] 表2

[0026]样品 DT ST HT FT
石油焦 1460℃ >1500℃ >1500℃ >1500℃
石油焦+助熔剂 1250℃ 1300℃ 1330℃ 1350℃

[0027] 实施例3

[0028] 一种调节高硫石油焦气化灰渣熔融特性的助熔剂，由石英砂、生石灰和膨润土复配而成，其中二氧化硅的重量百分比为20％，氧化钙的重量百分比为60％，其余为石英砂、生石灰和膨润土中除二氧化硅和氧化钙之外的其他成分。本实施例中助熔剂的添加量为石油焦重量的1％，助熔剂与石油焦共同研磨制成粒径<200μm细粉。

[0029] 对掺杂助熔剂前后的石油焦样品的变形温度(DT,Deformation Temperature)、软化温度(ST,Softening Temperature)、半球温度(HT,Hemispherical Temperature)和流动温度(FT,Flow Temperature)进行测试，其结果如表3所示。

[0030] 表3

[0031] 样品 DT ST HT FT石油焦 1460℃ >1500℃ >1500℃ >1500℃
石油焦+助熔剂 1250℃ 1280℃ 1305℃ 1320℃

[0032] 实施例4

[0033] 一种调节高硫石油焦气化灰渣熔融特性的助熔剂，由高岭土、白云石和膨润土复配而成，其中二氧化硅的重量百分比为10％，氧化钙的重量百分比为40％，其余为高岭土、白云石和膨润土中除二氧化硅和氧化钙之外的其他成分。本实施例中助熔剂的添加量为石油焦重量的1.2％，助熔剂与石油焦共同研磨制成粒径<200μm细粉。

[0034] 对掺杂助熔剂前后的石油焦样品的变形温度(DT,Deformation Temperature)、软化温度(ST,Softening Temperature)、半球温度(HT,Hemispherical Temperature)和流动温度(FT,Flow Temperature)进行测试，其结果如表4所示。

[0035] 表4

[0036]样品 DT ST HT FT
石油焦 1460℃ >1500℃ >1500℃ >1500℃
石油焦+助熔剂 1230℃ 1270℃ 1290℃ 1310℃

[0037] 实施例5

[0038] 一种调节高硫石油焦气化灰渣熔融特性的助熔剂，由石灰石、膨润土和高岭土复配而成，其中二氧化硅的重量百分比为20％，氧化钙的重量百分比为40％，其余为石灰石、膨润土和高岭土中除二氧化硅和氧化钙之外的其他成分。本实施例中助熔剂的添加量为石油焦重量的2％，助熔剂与石油焦共同研磨制成粒径<200μm细粉。

[0039] 对掺杂助熔剂前后的石油焦样品的变形温度(DT,Deformation Temperature)、软化温度(ST,Softening Temperature)、半球温度(HT,Hemispherical Temperature)和流动温度(FT,Flow Temperature)进行测试，其结果如表5所示。

[0040] 表5

[0041]样品 DT ST HT FT
石油焦 1460℃ >1500℃ >1500℃ >1500℃
石油焦+助熔剂 1240℃ 1270℃ 1285℃ 1300℃

[0042] 实施例6

[0043] 一种调节高硫石油焦气化灰渣熔融特性的助熔剂，由生石灰和膨润土复配而成，其中二氧化硅的重量百分比为15％，氧化钙的重量百分比为70％，其余为生石灰和膨润土中除二氧化硅和氧化钙之外的其他成分。本实施例中助熔剂的添加量为石油焦重量的0.5％，助熔剂与石油焦共同研磨制成粒径<200μm细粉。

[0044] 对掺杂助熔剂前后的石油焦样品的变形温度(DT,Deformation Temperature)、软化温度(ST,Softening Temperature)、半球温度(HT,Hemispherical Temperature)和流动温度(FT,Flow Temperature)进行测试，其结果如表6所示。

[0045] 表6

[0046]样品 DT ST HT FT
石油焦 1460℃ >1500℃ >1500℃ >1500℃
石油焦+助熔剂 1250℃ 1290℃ 1325℃ 1360℃

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