油頁(yè)巖熱解行為及產(chǎn)物生成動(dòng)力學(xué)研究.pdf

1、油頁(yè)巖資源儲(chǔ)量巨大,通過(guò)熱解可以制取頁(yè)巖油,是石油的理想替代能源。合理地開發(fā)利用油頁(yè)巖資源對(duì)彌補(bǔ)能源不足,緩解國(guó)家石油短缺具有重要的戰(zhàn)略意義。在我國(guó),顆粒狀油頁(yè)巖尚不能得到合理地開發(fā)利用,對(duì)其熱解行為和熱解動(dòng)力學(xué)進(jìn)行研究具有重要意義。
　　本文采用固定床反應(yīng)器對(duì)油頁(yè)巖等溫?zé)峤膺M(jìn)行研究,主要考察了熱解溫度和熱解時(shí)間對(duì)油頁(yè)巖干餾行為的影響,詳細(xì)分析了不同溫度、不同時(shí)間下的油頁(yè)巖熱解產(chǎn)物的組成,并計(jì)算了頁(yè)巖油和熱解水的生成動(dòng)力學(xué)參數(shù)。<

2、br>　　在氮?dú)鉃檩d氣的條件下,隨熱解溫度的升高,頁(yè)巖油產(chǎn)率先增大后減小,在520℃時(shí)達(dá)到最大,此時(shí)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(yè)巖油中脂肪族化合物主要由長(zhǎng)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(yè)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(yè)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(yè)巖油收率均隨著熱解時(shí)間的增大呈現(xiàn)先快速升高,而后增長(zhǎng)趨于平緩,直到60min后產(chǎn)量不再增加,并且頁(yè)巖油中四組分含量隨時(shí)間的變化規(guī)律與總油收率類似。
　　采用總包一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力

4、學(xué)計(jì)算了頁(yè)巖油和熱解水的生成動(dòng)力學(xué)參數(shù)。計(jì)算得出了在本實(shí)驗(yàn)條件下頁(yè)巖油生成反應(yīng)的活化能為21.102kJ·mol-1,指前因子A的值為2.201s-1,計(jì)算值和實(shí)驗(yàn)值吻合良好。對(duì)于熱解水生成的反應(yīng),由于溫度大于500℃后,礦物質(zhì)分解反應(yīng)參與到熱解水的生成中,導(dǎo)致活化能發(fā)生較大變化,不再適用總包以及反應(yīng)動(dòng)力學(xué)。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(jí)動(dòng)力學(xué)求解,其活化能為26.7141kJ·mol-1,指前因子A的