田 伟,阎富生,黄永红

(1.东北大学 冶金学院,辽宁沈阳 110819;2.佛山市钜潮能源有限公司,广州 佛山 528000)

0 引 言

石油焦是石油焦化裂解后提炼的副产品,具有含碳量高、热值高、灰分少和挥发分低等特点[1]。近年来石油焦产量逐年增加,从制取高热值燃气考虑,将石油焦直接应用于气化生产合成气是较为理想的利用途径。由于石油焦含碳量高,金属离子比例较少,气化反应活性较低,所以其气化速率远低于煤和生物质。近年来,有学者在石油焦气化催化方面做过研究,但目前工业使用的催化剂成本较高,无法广泛利用[2]。我国菱镁矿资源丰富,若能使用镁系催化剂进行石油焦气化,可节省成本。不同动力学模型计算得到的石油焦气化参数不同,为研究镁系化合物对石油焦催化气化过程机理,首先应该获得准确的动力学参数。但是,目前关于石油焦气化动力学模型的研究报道较少,因此研究镁系化合物对石油焦催化气化动力学模型十分必要。

本文采用热重分析仪等设备分别研究了MgO、MgCl2、MgSO4、Mg(NO3)2对石油焦-CO2气化催化性能的影响,建立了多种动力学模型,利用等转化率法比较各动力学模型的适用性,确定了适合镁系化合物对石油焦催化气化的最佳动力学模型。

1 试 验

1.1 石油焦样品

试验采用大庆石油焦,其工业及元素分析见表1,可以看出,石油焦具有高碳高硫的特点。

表1 大庆石油焦工业与元素分析Table 1 Proximate and ultimate analysis of Daqing petroleum coke %

1.2 催化剂样品

试验使用的 MgO、MgCl2、MgSO4、Mg(NO3)2均来自天津市天力化学试剂有限公司,纯度分别为≥98%、≥98%、≥99%、≥99%,催化剂添加量为石油焦质量的1%、2%、5%。……