煤油共炼是煤炭清洁利用及重劣质油轻质化的重要途径,表现出较好的的发展前景。但煤油共炼技术仍面临较多的问题需要进一步解决,问题之一就是煤油共炼产生的高含固油渣的资源化利用问题。迄今为止,有关煤油共炼高含固油渣资源化利用的研究较少。而实现煤油共炼残渣的高附加值利用不仅有助于煤油共炼技术更为广泛的应用,而且减少了其可能造成的环境污染。因此,探索煤油共炼残渣的高效利用方式具有重要的研究意义和应用价值。残渣的高含碳特点决定了其制备活性炭的可能性。本论文在分析煤油共炼残渣组成的基础上,采用KOH活化法制备了煤油共炼残渣基活性炭,考察了碱碳比、升温速率、碳化温度、碳化时间、活化温度、活化时间等因素对残渣基活性炭比表面积的影响。所制得活性炭比的表面积最高为2345 m2/g。研究了所制备的活性炭吸附金属离子和染料的性能。实验结果表明,活性炭的吸附性能与残渣热解后洗涤方式、活性炭比表面积、表面碱性氧化物含量、溶液pH、初始浓度、吸附时间、温度等有关。活性炭表面碱性氧化物含量越高,对金属离子的吸附效果越好;活性炭对染料吸附能力与其比表面积有关,比表面积较大的活性炭吸附染料的性能好。活性炭对金属离子及染料的吸附均受溶液pH值影响的影响:pH越大,金属离子吸附效果好;染料在不同pH值中的溶解度不同,导致活性炭对染料的吸附能力不同。Cr3+、Cu2+、Ni2+、罗丹明B、甲基橙、亚甲基蓝的最大吸附容量分别为138.97 mg/g、160.68 mg/g、119.23 mg/g、2485.78 mg/g、2100.76 mg/g、1031.78 mg/g。吸附动力学和吸附热力学研究结果表明煤油共炼残渣基活性炭对金属离子和染料的吸附均属于单层化学吸附,是熵增加的吸热过程,高温有利于吸附;溶液pH值和活性炭表面碱性氧化物含量的影响结果说明了活性炭对金属离子的吸附主要通过沉淀效应、物质交换等途径进行;而活性炭对染料的吸附是由π-π相互作用及微孔填充引起的。探索了煤油共炼残渣基活性炭作为煤油共炼催化剂的可能性,水洗的残渣基活性炭中虽然含有FeS但没有催化效果;负载FeOOH后催化活性大幅提升。考察了催化剂的比表面积、残渣热解后洗涤方式及FeOOH负载量对煤油共炼反应煤转化率、沥青质转化率及油收率的影响。研究结果表明:活性炭中的灰分对催化性能有一定的抑制作用;催化剂的比表面积对催化活性影响较小;催化剂的孔结构对沥青质转化有一定影响;酸洗的活性炭更适合作为催化剂载体。