油頁巖熱解行為及產(chǎn)物生成動力學研究.pdf

1、油頁巖資源儲量巨大,通過熱解可以制取頁巖油,是石油的理想替代能源。合理地開發(fā)利用油頁巖資源對彌補能源不足,緩解國家石油短缺具有重要的戰(zhàn)略意義。在我國,顆粒狀油頁巖尚不能得到合理地開發(fā)利用,對其熱解行為和熱解動力學進行研究具有重要意義。
　　本文采用固定床反應器對油頁巖等溫熱解進行研究,主要考察了熱解溫度和熱解時間對油頁巖干餾行為的影響,詳細分析了不同溫度、不同時間下的油頁巖熱解產(chǎn)物的組成,并計算了頁巖油和熱解水的生成動力學參數(shù)。<

2、br>　　在氮氣為載氣的條件下,隨熱解溫度的升高,頁巖油產(chǎn)率先增大后減小,在520℃時達到最大,此時油收率為6.8％,是鋁甄收率的116.6%;而熱解水和干餾氣的產(chǎn)量逐漸增大。頁巖油中脂肪族化合物主要由長鏈的烷烴和烯烴組成,隨著溫度的升高,脂肪族化合物含量明顯增加,其中C6~C13和C14~C20的含量逐漸增多,而C20+的含量則明顯降低。頁巖油中芳香族化合物主要由粗笨類、茚類、萘類和菲類物質(zhì)組成。隨著溫度的升高,芳香族化合物含量逐漸增

3、大,輕質(zhì)芳烴C6~C10的含量不斷上升,C11~C14的含量則不斷下降,C15+的含量在溫度大于520℃后有所增加。頁巖油中瀝青質(zhì)和膠質(zhì)的含量隨溫度升高而降低。干餾氣中各組分的收率隨溫度的增大而增大,并且相同碳數(shù)的烯烴收率與烷烴收率的比值逐漸增大。不同溫度下,頁巖油收率均隨著熱解時間的增大呈現(xiàn)先快速升高,而后增長趨于平緩,直到60min后產(chǎn)量不再增加,并且頁巖油中四組分含量隨時間的變化規(guī)律與總油收率類似。
　　采用總包一級反應動力

4、學計算了頁巖油和熱解水的生成動力學參數(shù)。計算得出了在本實驗條件下頁巖油生成反應的活化能為21.102kJ·mol-1,指前因子A的值為2.201s-1,計算值和實驗值吻合良好。對于熱解水生成的反應,由于溫度大于500℃后,礦物質(zhì)分解反應參與到熱解水的生成中,導致活化能發(fā)生較大變化,不再適用總包以及反應動力學。但在500℃之前,熱解水的生成主要由油母質(zhì)分解所得,可用總包一級動力學求解,其活化能為26.7141kJ·mol-1,指前因子A的