王振海 仇 鹏 沈中杰 代正华，2 王辅臣

(1.华东理工大学资源与环境工程学院，上海煤气化工程技术研究中心，200237 上海；2.新疆大学化工学院，830046 乌鲁木齐)

0 引 言

溶剂脱沥青工艺因能有效脱除重质油中的沥青质、提供质量更好的脱沥青油而备受关注[1-2]。随着原油重质化程度的不断加深，溶剂脱沥青工艺副产大量脱油沥青。脱油沥青富含沥青质和重金属，通常作为低附加值的炼焦原料和高炉燃料，高效清洁利用脱油沥青对溶剂脱沥青工艺具有重要意义[3-4]。含碳原料气化可将脱油沥青转化为合成气(CO+H2)，气化过程碳转化率高，污染物排放少，且可为其他工艺供氢[5]，然而，脱油沥青气化往往会产生质量约为进料质量1%～2%的副产炭黑[6]，这些副产炭黑是由多个炭黑纳米颗粒组成的聚集体[7]，易对环境造成污染，且反应活性较低，影响脱油沥青的转化率。副产炭黑在工业上少量应用于电池行业与橡胶行业，总的回收利用数量有限。因此，将副产炭黑气化再利用，可在解决其出路的同时提高脱油沥青的碳转化率。

气流床气化工业中常用的气化剂为水蒸气和CO2，水蒸气的气化反应速率比CO2的气化反应速率快，CO2气化是整个气化反应过程中最慢的一个环节，决定着整个气化反应的反应速率，因此，研究副产炭黑CO2气化反应特性和动力学参数对于设计、放大和操作其气化反应过程是必不可少的[8]。国内外学者对不同来源炭黑的反应特性进行了研究。CHANG et al[9]在煤源炭黑等温氧化实验的基础上给出了两种炭黑颗粒可能的氧化模型：内氧化模型和同心球模型，两种类型均表明氧化过程中炭黑内部相对于表面球壳优先消耗，最终形成空心球颗粒。……