预脱蜡对油页岩干馏炼油的影响

以吉林桦甸油页岩为研究对象。通过用有机溶剂单级萃取的方法在油页岩干馏前脱蜡。脱蜡后的油页岩样在试验初温20℃,试验终温520℃,升温速率10℃/min,终温停留时间30 min,进行油页岩干馏试验研究。为了研究脱蜡对页岩油品质的影响规律,对桦甸页岩油性质进行了测试,包括馏程、元素分析等,并进行深入分析。研究结果表明,脱蜡对页岩油的各项品质是有一定影响的,油页岩干馏前脱蜡对油页岩含油率影响不大且用苯溶剂萃取后的油页岩还比未萃取的页岩含油率略高;而且脱蜡能提升页岩油中的轻馏分组分。通过元素分析的数据变化也可以看出预脱蜡有利于提高页岩油的质量。     

分步热解气相色谱在油页岩工艺性质评价中的应用——以准南大黄山芦草沟组油页岩为例

采用热解气相色谱技术,通过分步程序热模拟了大黄山油页岩的干馏过程,探索了油页岩在各温阶下各种油(气)品热解回收动态变化及其热解总回收率变化,理论上分析了产生这种变化的原因,论述了油页岩工艺特性及其控制因素,以期为精确评价油页岩工艺性质提供参数。研究结果表明:干馏热解过程主要分3个阶段,410℃之前烃类产物很少,并随温度增高而缓慢增加;450～510℃区间烃类产物迅速增加,占全部热解产物的70%,并在490℃左右达到最大值;510℃以后烃类产物较少,以气态烃产物为主。大黄山油页岩整体具有轻质油潜力优势特征,未来加工炼制温度控制在450～510℃即可基本保证油(气)回收率、有效获取轻质油。油页岩原始生烃潜力是控制油页岩工艺特性的主要因素,油页岩原始生烃能力越强,干馏高温阶段的重质油产物越多。     

桦甸油页岩固体热载体快速热解法干馏研究

建成了处理能力为 １０ｋｇ／ｈ固体热载体快速热解法干馏（简称新法干馏）连续实 验装置。在此装置上进行了桦甸油页岩热解实验，油页岩粒度０．５—２．５ｍｍ； 页岩灰 渣是热载体，温度为７００—７５０℃；油页岩干馏温度范围为４４５～５２４℃；热载体与原 料页岩比为３—４．油收率最佳干馏温度为４９０℃左右，油收率可达低温干馏试验收 率的 ９０％以上。干馏煤气热值 １４．６—２５．６ＭＪ／ｍ３．页岩灰渣含碳甚低。桦甸油页 岩采用新法干馏技术有一定经济效益。     

不同去矿化方式对油页岩干馏特性的影响

我国有丰富的油页岩资源,而油页岩中含有大量无机矿物质,不利于页岩油的干馏提取。利用HCl、HF、胶质芽孢杆菌分别对油页岩进行去矿化处理。对不同样品基本性质研究表明,三种方式均可有效去除无机矿质、增加比表面积、富集有机组分。铝甑干馏实验表明微生物处理样品效果最显著,可将产油率由5.4%升高至6.9%,并且绝对产量增加了5.9%,有利于低品位油页岩的开发利用;而HF会破坏有机物,导致气损量增加,不利干馏提取页岩油。油页岩干馏特性的研究表明,由于去矿化作用,油页岩比表面积增大,降低干馏终温温度15℃,降低干馏保温时间6min,有利于在油页岩开发利用中降低能耗。这些结果表明微生物去矿化作用在实际生产过程中将会是一个主要的油页岩预处理方式,有很大的发展空间。     

油页岩热解过程中的热破碎特性

在小型干馏装置中进行油页岩热解破碎特性实验,考察升温速率、热解终温、恒温时间对油页岩热破碎的影响。结果表明:提高升温速率、热解终温和延长恒温时间,均在不同程度上促进油页岩的热破碎。升温速率的影响主要体现在10℃/min之下,热解终温的影响主要体现在520℃以上,而恒温时间的影响主要是在2 h之前。经灰色关联计算,结果表明:热解终温对油页岩破碎产生的影响最大,升温速率次之,恒温时间最小。     

抚顺油页岩干馏渗透实验研究

为了为地下原位开采页岩油提供一定的理论依据,在高温高压蒸汽作用下进行了油页岩的干馏实验,以及干馏后油页岩的三轴渗透实验.结果表明:①高温高压蒸汽可以有效地干馏油页岩并带走页岩油;②高温高压蒸汽作用下油页岩会产生大量的裂缝,从而提高油页岩的渗透性;③油页岩干馏后渗透系数是体积应力和孔隙压的函数,其关系仍然服从指数规律.实验结果对地下原位开采页岩油有一定的指导意义.     

适合小颗粒油页岩的新型热解技术

正小颗粒油页岩颗粒与作为热载体的高温页岩灰在混合器中混合,并进入主反应器。经过固-固传热,油页岩温度升高并发生干馏,生成热解油气。传统的反应器中并无任何构件,热解油气会与从混合器落下的颗粒发生对流,使得热解油气中的含尘量很高。在反应器物料层内加装带有孔道的特定结构部件(内构件),热解油气可通过导气孔进入内构件并被油气回收系统收集起来,经冷凝分     

吉林桦甸油页岩原位近临界水热解开采室内实验

从多学科交叉角度出发,将油气生排烃实验地质技术、绿色化工等相关领域方法引入到油页岩原位开采中。选取吉林桦甸油页岩样品,利用地层孔隙热压生排烃模拟实验仪开展了原位干馏热解和近临界水热解实验。研究表明:近临界水热解促进了油页岩原位油气转化,高温高压近临界水、反应生成的高含CO2的气体和较高的地层流体压力提高了油页岩原位页岩油潜在可采率/回收率,展现了利用近临界水特性开采油页岩,尤其是低品质油页岩的良好前景。针对我国油页岩资源埋藏深、品位低、非均质性强的情况,可以考虑利用近临界水做热传导介质和水溶解性催化剂,对地下油页岩进行原位开采。     

油页岩原位转化热解反应特征研究综述

近年来,世界能源消耗日渐增加,作为非常规能源之一的油页岩是重要的接替资源。中国油页岩资源量丰富,居世界第四位。原位转化技术作为油页岩开采的主流技术,利用热解反应建立渗流通道,开采页岩油气。基于热解反应阶段、干酪根热解、矿物成分影响与热解协同孔隙结构演化等4个方面对原位转化过程中的热解反应特征进行研究综述：（1）热解反应各个阶段下的热物理演化与热化学反应;（2）干酪根热解的反应机理及其影响因素;（3）无机矿物分解对热解反应的促进与抑制作用;（4）热解反应协同孔隙结构演化的机理及其对微裂缝扩展的促进作用。立足于热解反应这一原位转化中的核心技术问题,力图为热解反应在油页岩与中低成熟度页岩油原位转化中的应用提供一定的参考。     

热解温度对淮南煤热解与CO_2气化特性的影响

采用STA409热综合分析仪研究了不同热解温度(950℃,1200℃和1400℃)下淮南煤的热解特性,同时采用傅里叶红外光谱仪、扫描电镜和X射线衍射仪等对不同热解温度下煤焦的物化特性进行了分析.发现随着热解终温的升高,煤焦表面孔隙增大,总孔体积和孔面积也明显增大;煤焦的碳微晶结构逐渐向有序化方向发展,并最终导致石墨化,化学稳定性增强;同时煤焦内C元素的含量快速增加而H含量逐渐减少,且煤焦内有机官能团的红外吸收也明显减少;煤焦的活化能随碳转化率的增大和热解终温的升高而增大,说明煤焦的CO2气化活性随温度升高而降低.     

油页岩干馏残渣与含油污泥混烧特性

采用热重红外联用技术对油页岩干馏过程中产生的两种固体废弃物油页岩干馏残渣和含油污泥进行混烧实验,通过分析燃烧特性曲线、燃烧特性参数、混烧协同作用、样品中各组分的燃烧特性、混烧动力学参数及气体产物的析出特性,对两种固体废弃物的混烧特性进行了研究。结果表明,油页岩干馏残渣和含油污泥的混烧过程可分为三个阶段。含油污泥的掺入改善了干馏残渣的燃烧状况。干馏残渣与含油污泥的混烧协同作用主要发生在第一阶段和第二阶段。干馏残渣和含油污泥在不同燃烧条件下会出现相互促进或相互抑制的现象。高斯分峰拟合结果表明,混烧过程可分为五个燃烧子反应。基于高斯分峰拟合的Coats-Redfern法计算结果表明,各样品以及各样品中各组分的活化能均不同。含油污泥比例的变化对5个燃烧子反应的影响不同。Friedman法计算结果表明,三个混烧阶段的活化能分别处于50～150、150～200、250～350 k J/mol内。含油污泥促进了干馏残渣的前期和中期的燃烧,但没有改善其后期的燃烧。红外技术分析结果表明,各样品的气体析出规律一致。CO与CO_2排放量的相对值与含油污泥比例不成正比,表明高含油污泥比例不利于充分燃烧。     

辽宁抚顺与吉林罗子沟油页岩在抚顺式干馏系统的应用浅析

通过对抚顺与吉林罗子沟油页岩成岩的地质年代简介,及对两家油页岩理化性质的分析,说明了因油页岩性质差异导致页岩干馏产品的性质、产品用途、生产操作条件等等的不同,为油页岩生产实践和开发利用提供指导作用。     

油页岩粉尘层着火的理论模型与实验研究

为了解油页岩粉尘着火爆炸危险性,利用化学反应动力学、传热学以及Thomas热自燃理论,建立了稳态条件下粉尘层着火的不对称理论模型.利用热板测试装置测试了我国4大产地油页岩粉尘层的最低着火温度,结果介于503~613 K,最低着火温度随粉尘层厚度的增加而降低,不同产地油页岩粉尘着火温度高低依次为:抚顺桦甸龙口茂名,与油页岩挥发分含量成反相关.利用测试结果确定了油页岩粉尘层燃烧动力学参数值,代入不对称着火理论模型,计算得到相应厚度粉尘层的临界着火温度,和实验结果对比,误差在10%以内,为预测生产过程油页岩着火危险性提供了可行的理论方法.     

油页岩固定床干馏过程三维数值模拟

主要研究了固定床内油页岩干馏过程的三维数值模拟。通过对固定床内气固相间传热传质过程的分析,建立了完整的气固两相传热传质模型,并采用多孔介质模型与流动模型相结合,将干馏过程中水分析出和干馏油气的析出过程通过用户自定义接口添加到模拟过程中。针对实际工况进行了模拟研究并与实验结果进行比对,吻合程度较好。此外,分别从进气速度和进气温度等方面进行对比分析,研究结果表明当进气速度提高0.5倍时,干馏进程加快1 600 s。当进气速度降低0.5倍时,干馏进程延缓4 200 s,换热效率明显降低。进气温度提高100℃,干馏进程加快600 s,油页岩中干酪根热解过程前期水分最大蒸发速率提高约11.4%。当进气温度降低100℃时,干馏进程延缓1 300 s,干酪根热解过程前期水分最大蒸发速率降低约24.7%。在气体热载体和传质过程的共同作用下,靠近进气位置的底部颗粒与周围环境气体中水蒸气及干馏油气之间的浓度梯度小于上部颗粒,这也是固定床内上部颗粒干馏进程较慢的一个重要原因。     

油页岩基多联产技术研究

抚顺矿业集团对油页岩进行炼油所采用的工艺为抚顺式干馏工艺。本文简要介绍了该工艺的发展历史,重点介绍了抚顺矿业集团研发出的三种抚顺式干馏工艺的流程、产品及主要技术特点。研究结果表明,抚顺矿业集团对油页岩资源的开发利用已经形成了油、热、电、化工等多联产产业体系。     

不同氧化剂对黄县油页岩氧化的影响

采用三种不同类型的氧化剂对黄县油页岩进行氧化。试验结果表明,采用H_2O_2 TFA(三氟醋酸)作氧化剂时,黄县油页岩中干酪根的芳构部分优先被氧化;用 KMnO_4 作氧化剂时,黄县油页岩中干酪根的脂族结构部分优先被氧化;当用空气作氧化剂时,黄县油页岩中干酪根的芳构部分和脂族结构部分同时被氧化。在碱性介质下,常压空气可以直接氧化黄县油页岩,无明显的氧化选择性。     

胶质对渣油催化预处理过程的影响

以添加不同胶质量的胜利减二线油为试验油品,采用长岭炼油厂提供的热载体,在固定流化床反应装置上对文题进行了考察,并用色谱、核磁共振和顺磁共振等方法测试了胶质的性质及反应前后试油性质的变化。实验结果表明,试验用胜利减渣的胶质平均分子式为C_(102)H_(147)S_(0.63)N_(1.68)的大分子化合物,由基本结构相类似的重复单元构成,为带有烷基侧链及环烷环的环数不等的缩合芳香环。胶质分子彼此互连,形成呈胶体状态的分散胶束。试油在渣油催化预处理过程中主要进行热裂化反应。由于胶质的胶束被破坏,发生解聚作用,裂解与缩合作用加剧。所以,随着油品胶质含量的增加,气体、焦炭的产率增加,液收率下降。同时,杂质脱除率(脱镍、脱残炭、脱硫和脱氮)也上升。胶质的引入有利于自由基的生成,加速了热裂化反应。     

中国油页岩原位开采可行性初探

中国油页岩资源量为11 602×108 t,其中埋藏深度在500～1 500 m 的油页岩资源量为6 813×108 t,原位开采技
术是开发该部分资源的有效手段。中国油页岩原位开采技术处于实验阶段,通过对油页岩热分解、热破裂规律、渗透
变化规律等方面的研究,初步探索了油页岩原位开采的可行性。油页岩热分解过程可以分为3 个阶段：干燥脱水、热
解生油、无机矿物质的分解。在这3 个阶段中,由于油页岩内部物理化学反应的程度不同,导致孔隙和裂缝发生了不
同程度的变化,变化最大的是热解生油阶段。利用非稳态数学模型研究了油页岩电加热原位开采的温度场分布,表明
加热5 a 后可以对页岩油进行开采,产油时间至少可以维持2 a。     

薄层油页岩电加热原位改性温度场数值模拟

原位开采是油页岩未来主流开采技术,目前油页岩原位开采技术研究对象多为厚层油页岩,但中国存在大量的薄层油页岩,故研究薄层油页岩原位电加热温度分布规律具有重要的意义.针对中国特殊薄层油页岩结构,采用ANSYS软件中瞬态热分析模块,建立薄层油页岩原位电加热模型,研究加热5年内薄层油页岩中温度场分布.仿真结果表明:油页岩的有效加热体积随加热时间增加而增大,且加热前3年增加速度显著快于3年之后,加热3年后继续加热增热效果已不明显,故加热薄层油页岩在加热3年可以使利益最大化.研究结果为中国薄层油页岩的开发提供了数据支撑.