本文以廣東茂名油柑窩組礦區(qū)油頁巖為研究對象,首先進行了含油率分析、工業(yè)分析、熱值分析和元素分析等基本性質(zhì)分析。結(jié)果表明,茂名油頁巖品位較高,含油率為11.15%,可用于干餾煉油。揮發(fā)分含量為36.38%,熱值高達9870kJ·kg~(-1),可以作為燃料使用。油頁巖含氧量較大,氫碳比較高。利用高壓釜模擬油頁巖地下熱解實驗,收集不同反應(yīng)條件得到的熱解產(chǎn)物,考察熱解終溫、恒溫時間和升溫速率對茂名油頁巖熱解特性和產(chǎn)物性質(zhì)的影響。結(jié)果表明,熱解溫度升高以及延長恒溫時間能促進油頁巖干酪根的熱解釋放出頁巖油。400℃時油收率達到最高,而后溫度繼續(xù)提高,頁巖油發(fā)生二次裂解導(dǎo)致收率下降,但是氣體收率持續(xù)增大。升溫速率在一定范圍內(nèi)對熱解產(chǎn)物收率影響較小,但較大的升溫速率會增大油頁巖熱解速度,使頁巖油收率增大。對不同熱解條件下的產(chǎn)物進行檢測分析,結(jié)果表明,適當(dāng)升高熱解終溫和延長恒溫時間有助于改善頁巖油品質(zhì)以及熱解氣體熱值的提高。溫度升高,頁巖油中汽油和重油餾分的含量先增加后減小,柴油餾分的含量先減小后增大。芳香分和飽和分含量先增大后降低,膠質(zhì)瀝青質(zhì)含量則先降低后小幅增大。頁巖油中C含量隨溫度和恒溫時間的增加而上升,H和O含量則隨之減少,N和S含量基本不變。氣體產(chǎn)物最開始主要由CO和CO_2組成,溫度升高或恒溫時間延長,CO和CO_2占比下降,C1~C5烴類氣體占比上升,導(dǎo)致氣體產(chǎn)物熱值增大。但是在低速加熱條件下,升溫速率的改變對頁巖油性質(zhì)以及氣體產(chǎn)物組成和熱值的影響較小。利用微機差熱天平對茂名油頁巖分別在五種升溫速率條件下進行熱重實驗,在五組熱失重數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上進行了動力學(xué)研究。結(jié)果表明,總包一級反應(yīng)積分法和微分法得出的活化能差別較小,分別為116.30 kJ·mol~(-1)和126.30 kJ·mol~(-1)。利用Freidman法計算的結(jié)果表明,隨著熱解轉(zhuǎn)化率的升高,活化能也不斷增大,且活化能E與lnA之間呈線性關(guān)系:E=18.865+6.694lnA。這對于進一步研究干酪根的化學(xué)結(jié)構(gòu)特征具有一定的指導(dǎo)意義。利用最大速率熱解法求得熱解反應(yīng)活化能為169.61kJ·mol~(-1)。利用由總包一級反應(yīng)模型所求得的動力學(xué)參數(shù)求出了茂名油頁巖在轉(zhuǎn)化率為95%時恒溫?zé)峤馑枰臅r間。結(jié)果表明,當(dāng)熱解溫度為500℃時茂名油頁巖基本完成熱解只需要4.59min。
【學(xué)位單位】：中國石油大學(xué)(北京)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TE662.3
【部分圖文】：

1）高壓氮氣瓶；2）開關(guān) 1；3）開關(guān) 2；4）精密氣壓表；5）高壓釜；6）保溫罩；7）錐形瓶 1；8）錐形瓶 2；9）開關(guān) 3；10）氣袋圖 2.1 地下熱解模擬實驗裝置簡圖Fig.2.1 Simulated in-situ conversion experiment device圖 2.1 為油頁巖地下熱解模擬實驗裝置簡圖。其中高壓氮氣瓶中所含氮氣純99.999%；開關(guān)2用于控制氣路進路的開閉；精密氣壓表用于測量高壓釜內(nèi)氣壓壓釜是油頁巖巖心加熱場所；保溫罩的作用是保持高壓釜溫度，防止飛溫現(xiàn)生；錐形瓶 1 用于將熱解產(chǎn)生的頁巖油氣進行冷凝處理和收集；錐形瓶 1 中凝的水蒸氣采用錐形瓶 2 進行收集；開關(guān) 3 用于控制氣路出路的開閉；氣袋收集高壓釜內(nèi)產(chǎn)生的熱解氣體，其容量為 5L。4.2 實驗操作在實驗開始之前，將各個設(shè)備做基礎(chǔ)的清潔工作，檢測各個儀器的密封性各個電子儀器是否能正常運轉(zhuǎn)。準備就緒后，將鉆取好的柱狀巖心稱重，并同樣稱重的銅網(wǎng)，再將裝有巖心的銅網(wǎng)放入高壓釜中。通過控制氣路中的三
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本文編號：2844750