油頁巖低溫熱解的實驗研究.pdf

1、從上個世紀中期以來，世界各地對能源的需求量越來越大，傳統(tǒng)的石油能源正在逐漸無法滿足世界經(jīng)濟對石油資源需求的高度依賴。而油頁巖卻被普遍認為是一種潛力巨大的資源，成為當今世界傳統(tǒng)的的石油資源最為理想的替代能源。而且在當今世界中，各國對已經(jīng)將能源開發(fā)的主要方向轉向油頁巖，因為油頁巖的開發(fā)極具現(xiàn)實意義，油頁巖資源的開發(fā)既可以長久解決目前世界石油資源正在逐漸面臨的匱乏，同時就目前來看還可以減少對進口石油的依賴。
　　 本次實驗利用北京博淵

2、精準科技發(fā)展有限公司生產(chǎn)的DTU-2B熱重分析儀對大慶礦區(qū)的油頁巖樣品進行失重實驗，在終溫350℃時，由于終溫溫度較低，油頁巖內部的結構水和層間水作為主要的析出成分，此外，在油母巖裂解之前還會產(chǎn)生一系列的物理變化，同時伴隨著油母巖質的部分裂解，以及碳酸氫鈉的分解所產(chǎn)生的氣體，在此階段的油頁巖的失重率約為5％。在400℃～550℃的階段是主要的熱解階段，油頁巖內部的碳氫化合物逐步分解，氣體和油蒸汽大量逸出。油母巖質開始軟化，分子開始進行重

3、組，并伴隨有部分氣體的產(chǎn)生，油母巖逐步裂解為焦油前的物理變化。揮發(fā)分的析出則主要是集中在450℃以上及恒溫階段。在這個區(qū)間內，油頁巖具有集中熱解的特性，由于油頁巖中的有機質大量熱解，其失重量很大，在這一階段，油頁巖的失重率平均約為20.62％。在溫度達到并超過600℃及其恒溫階段時，在這個溫度變化區(qū)間內，一般被認為是油頁巖中所含各種碳酸鹽在進行逐漸裂解。例如其中所含的諸如方解石、白云石等等，此外，油頁巖內部所含的固定碳也會因為溫度過高而

4、碳化，產(chǎn)生一定的氣體并揮發(fā)，導致最后的熱失重。在此階段油頁巖的失重率也比較大，油頁巖的失重率約為5.17％。故以獲得液體燃料為目的時，油頁巖低溫干餾的最終加熱溫度選擇450℃(-)550℃為宜。
　　 用于大慶礦區(qū)的原位開采時所適宜采用的熱解溫度及保溫時間應該采用以下兩種條件:
　　 ①終止溫度控制在500℃左右，保溫恒溫時間控制在60分鐘左右為宜。
　　 ②終止溫度控制在450℃左右，保溫恒溫時間控制在120分

5、鐘左右為宜。
　　 隨著實驗溫度的不斷升高，大慶油頁巖的容重不斷下降，而且其容重會在溫度超過400℃之后隨著溫度的繼續(xù)升高而迅速下降。由此可以得到，大慶油頁巖中的熱解產(chǎn)物主要在400-500℃的溫度區(qū)間內產(chǎn)出。大慶礦區(qū)的容重實驗反應出來這個礦區(qū)油頁巖的性質，在針對這個礦區(qū)的油頁巖干餾利用中，要根據(jù)其熱解溫度范圍適當選擇溫度，從而達到高效、經(jīng)濟的開采。而且，含水率的不同則對主要熱解階段并無影響。
　　 通過對油頁巖原位開采

6、加熱工藝的模擬研究，得出如下主要結論:
　　 ①隨著加熱時間的延長，油頁巖原位開采的有效能耗逐漸降低，反映為能量有效利用率隨加熱時間增加而降低。
　　 ②對高效的油頁巖原位開采工藝來講，片面提高注入蒸汽的溫度，并不能顯著提高油頁巖的能量有效利用率。注入蒸汽壓力的影響要高于注入蒸汽溫度的影響。
　　 ③分析認為方案:蒸汽壓力3.0MPa，蒸汽溫度680和方案:蒸汽壓力3.5MPa，蒸汽溫度580℃運行時間較短，能量