干馏终温对油砂油化学结构的影响

引言随着全球石油资源的日益短缺和石油需求的不断增加,油砂作为非常规油气资源中的一种,因其储量丰富、开采成本不断降低而越来越受到资源需求者的极大关注。世界上有70多个国家蕴藏油砂资源,主要油砂资源国有加拿大、俄罗斯、委内瑞拉、尼日利亚和美国[1]。据统计,全球油砂可采资源量约为891×108 t,占世界油气资源可采总量的32%[2]。油砂又称沥青砂或焦油砂,是一种含有沥     

基于13C NMR技术的桦甸油页岩热解行为

基于13C NMR技术,研究了桦甸油页岩及其不同终温下的热解固体残余物中有机质的化学结构,对典型页岩油与热解气的有机组分进行了简要分析。通过对油页岩及其热解固体残余物的谱图分峰拟合分析,获得了芳碳率、脂碳率等11个基本结构参数和平均亚甲基链的碳数、芳环取代度、桥接芳碳与周碳之比3个重要结构参数,探讨了热解过程中相应结构参数的变化特性。结果表明,油页岩在生油阶段开始之前就已经有部分亚甲基基团析出生成烃气或缩合成为芳环,而油页岩的热解过程是芳环不断缩合的过程。结合化学结构与热解固体残余物的潜在产物产率之间的关系可知,油页岩热解固体残余物的热解半焦、热解气的潜在产率分别与油页岩芳碳率、脂碳率成线性关系,而热解油的潜在产率与亚甲基基团率有直接关系。     

页岩灰对油页岩低温干馏产物的影响

分别介绍了油页岩低温干馏试验、油页岩与页岩灰掺混的干馏试验,结果表明,其他条件相同时,页岩灰与油页岩以4:1比例掺混时,油页岩干馏所产页岩油(凝点10℃,密度0.898 2g/cm3)与油页岩不掺混页岩灰干馏所得页岩油(凝点26℃,密度0.909 6g/cm3)相比,页岩油品质有所提升,有助于后续加工。     

番荔枝籽油脂脂肪酸组成的GC-MS分析

研究了番荔枝籽油脂中脂肪酸的组成.用索氏脂肪抽提器提取番荔枝籽的油脂,并以GC-MS分析油脂脂肪酸的组成.结果表明,番荔枝籽油脂收率达29.2％;番荔枝籽油脂中含有8种脂肪酸,主要为:油酸(45.37％)、亚油酸(30.68％)、棕榈酸(13.60％)和硬脂酸(8.94％),其中不饱和脂肪酸含量达76.29％.番荔枝籽含油量高,脂肪酸种类丰富,尤其是不饱和脂肪酸含量较高,具有较高的开发利用价值.     

桦甸页岩油热加工生产燃料油的研究

对桦甸页岩油重油馏分(＞360 ℃)进行热加工实验,研究了桦甸页岩油重馏分热加工反应的影响因素,并分析了裂解油的基本性质.结果表明:随着反应时间的延长、反应温度的提高,裂解油收率逐渐降低,焦炭收率和气体及损失率逐渐升高;当反应温度为395 ℃、反应时间为2 h时,裂解油的密度、凝点、闪点、运动粘度、残炭、灰分分别为0.875 g/mL、21.50 ℃、64 ℃、19.90 mm2/s、0.400、0.047,裂解油的质量已经达到了20#重柴油的使用要求.     

我国页岩油组成及加工技术的研究进展

页岩油作为我国的重点资源,其主要是在油页岩中提取石油资源,加工技术包括加氢与非加氢两类,主要介绍了页岩油的组成和加工技术,并对柴油馏分加氢、全馏分加氢及络合脱碱氮技术等的发展现状和发展优势进行阐述。     

用NMR研究低温热处理对低煤化度煤化学组成结构的影响

将兖州煤、大同煤在低于软化温度的不同温度下进行热解处理。对经不同热解下处理的试样，运用＾１３Ｃ－ＮＭＲ、＾１Ｈ－ＮＭＲ分别对固记样品及其氯仿抽提物进行检测，确定其碳分布、抽提物中的氢分布及它们随热解处理温度变化的规律。     

我国页岩油组成及加工技术的研究进展

介绍了我国页岩油的组成及近几年页岩油加氢技术和非加氢技术的发展。重点介绍了页岩油柴油馏分加氢、全馏分加氢及络合脱碱氮技术的发展近况。指出了页岩油加工技术今后的研究方向。     

我国页岩油组成及加工技术的研究进展

介绍了我国页岩油的组成及近几年页岩油加氢技术和非加氢技术的发展。重点介绍了页岩油柴油馏分加氢、全馏分加氢及络合脱碱氮技术的发展近况。指出了页岩油加工技术今后的研究方向。     

络合法脱除桦甸页岩油柴油馏分中碱性氮的研究

采用酸碱洗涤-溶剂萃取的方法对兰州窑街的页岩油中的氮类化合物进行了提取。产物经GC—MS进行了测定,用色谱峰面积归一化法确定各碱性氮的相对含量。结果显示,含氮化合物共检出87个。其中碱性氮化合物共有64个,主要分为吡啶、喹啉、苯胺3类。非碱性含氮化合物23个,主要分为吡咯、吲哚、咔唑3类。根据碱性氮的组成性质,分别考察了剂油比、不同反应时间、反应温度对脱氮效果的影响。结果表明,当剂油比为3％、反应温度55℃、反应时间为10min,脱氮效果最好,页岩油中碱氮脱除率可达到82．1％。     

干馏终温对油砂半焦表面特性的影响

利用氮气等温吸附脱附法和电镜扫描研究了印尼油砂干馏热解过程中半焦表面特性的变化,并利用分形维数来定量描述半焦表面形态的复杂程度。结果表明,半焦BET比表面积与孔容积随干馏终温的变化趋势相近,均呈现先增大后减小的趋势。通过FHH方程回归得到的分形维数能够较好地反映半焦内部孔隙结构的分形特性,挥发分的吸出、塑性变形、气体产物的逸出以及油蒸汽的再凝结造成的闭孔效应的多种作用的交替影响,使分形维数在不同的温度区间有不同的变化趋势。电镜扫描能够直观地观察到半焦表面的孔结构特征,利用Matlab编程分析电镜图片得到的盒子维数与氮吸附数据拟合得到的FHH分形维数变化趋势基本一致。     

油页岩低温干馏过程的Aspen Plus模拟

利用Aspen Plus系统流程模拟软件模拟油页岩的低温干馏,并按照含油率测定实验工况来设置系统流程,以探讨将Aspen Plus应用于油页岩热解领域的可行性。针对吉林地区桦甸一矿4层和二矿11层的油页岩试样进行模拟,并将所得的含油率、含水率、半焦产率、干馏气体产率及半焦中各元素含量等模拟数据与实验值进行对比分析,模拟结果与实测值间的误差均控制在合理范围之内。对比结果表明,系统流程的建模及物性参数设置是正确合理的,可为后期构建完整的油页岩综合利用系统提供参考。     

桦甸油页岩的微波干馏特性

在自行设计的微波干馏装置上研究了桦甸油页岩、半焦及其混合物在微波场中的升温特性。发现油页岩本身是一种微波弱吸收物质,纯油页岩在微波场中升温能力较差;油页岩热解产物半焦在微波场中升温很快,可以作为油页岩微波干馏的微波吸收剂,将油页岩和半焦的混合物放入微波场中能达到良好的热解效果。实验研究了半焦和油页岩的混合比、微波功率、粒径等因素对微波干馏效果的影响,结果发现,随着半焦比例加大,产油率增加,半焦产率降低;在相同时间内,微波功率越大,产油率和气体损失产率越大,半焦产率降低;油页岩粒径对微波热解影响较小,但当粒径小于0.2mm时实验中出现了较严重的夹带现象。     

干馏条件对油页岩半焦孔隙结构的影响

油页岩干馏过程中发生挥发分物质的析出,导致颗粒的孔隙结构发生重大的变化,进而会对油页岩半焦的燃烧反应、成灰等特性产生重要的影响。利用扫描电镜、氮气吸附/脱附法对不同干馏温度、不同干馏时间下制备得到的桦甸油页岩半焦进行了孔隙分析,并与前人针对相同样品的油页岩半焦燃烧特性实验研究进行了对照分析。结果表明,在实验范围内,随干馏温度增加,受热解二次反应产生的焦炭对孔隙堵塞的影响,油页岩半焦孔隙比表面积和比容积先增加后减小;随干馏时间增加,伴随着小孔之间的合并,油页岩半焦孔隙比表面积先增加后减小,比容积单调增加。     

Isothermal oil shale pyrolysis. 1. Oil generation and composition at various pressures

A rich (250 I (59 gal) per ton) Green River oil shale was retorted in a helium atmosphere. Isothermal retort experiments from 375 to 500 °C were carried out at 78 kPa and 765 kPa. Oil was collected as a function of time and a comprehensive analytical procedure was developed and utilized to determine seven oil fractions: straight-chain pentane de-asphaltened dry whole oil (DDWO); solids; saturates (S); aromatics (A); olefins (0); ‘weak’ polars (WP); and polars (P). The objectives of this work were: (a) to develop data to show oil generation and composition at different temperatures and pressures under isothermal, isobaric conditions; (b) to determine the effect of pressure on total oil yield and product-oil composition. Total oil yield was reduced as the pressure was increased. Much of this reduction can be accounted for in the reduced amounts of polar compounds formed at higher pressure because the polar fraction comprises approximately 35–45 wt% of the DDWO. In general, the amounts of aromatics present increase, the amounts of olefins decrease, and the amounts of saturates and ‘weak’ polar compounds remain relatively constant with increased system pressure.     

Structural and quantitative evolution of organic matters in oil shale during two different retorting processes

In this study, traditional strongly endothermic anaerobic retorting (AR) and relatively novel self-heating retorting (SHR) processes for oil shale (OS) were investigated and compared in detail. These studies mainly involve the structural and quantitative evolution of organic matters in OS during retorting, including varieties of crystallite parameters, carbon framework structure, amounts of various structural carbons and toxic polycyclic aromatic hydrocarbons, and so on. The obtained results well elucidate some reaction pathways in AR and SHR as well as certain differences between the two retorting processes. Moreover, based on our former work that verifies SHR greatly simplifies retorting operation by in situ generating heat to replace external heat carrier/provision, this study further demonstrates that SHR also alleviates the environmental effect of organic toxic residues as compared to AR. The present study provides some critical results not only for penetrating the reaction mechanism but also for assessing or controlling the environmental impact of both retorting processes.     

油页岩含氧低温载气干馏过程实验

油页岩干馏生产页岩油是油页岩的主要加工利用方式。为降低油页岩干馏所需热载气温度,以延长载气预热器使用寿命并实现节能操作,本文向热载气中掺入一定比例氧气,对含氧低温载气情况下的油页岩干馏过程进行了研究。测定了油页岩在含氧气体氛围中热解时的反应器床层升温特性,对气液相产物组成进行了分析并与无氧干馏产物进行了比较。结果表明,含氧低温载气干馏过程能够通过载气中的氧气与油页岩反应产生的热量使油页岩达到其干馏所需要的温度,页岩油收率及其成分与无氧高温载气干馏过程接近、而轻组分含量更高,并且含有更多的具有O—H键和C==O键官能团的化合物。本文研究结果为油页岩干馏生产页岩油提供了一种新的技术方法,具有较好的工业应用前景。     

Pyrolysis of model compounds on spent oil shales, minerals and charcoal: Implications for shale oil composition

Aliphatic compounds (alkanes, alkenes, alkanoic acids, ketones, alcohols and amines) were passed through beds of spent oil shales (Condor brown, Condor carbonaceous, Julia Creek), minerals (quartz, calcite, K-feldspar, pyrite, kaolinite) and charcoal at temperatures of 300–600 °C and the products were analysed by g.c.m.s. All the materials catalysed isomerization, aromatization and cracking to varying degrees: non-clay minerals < kaolinite ≈ spent oil shales < charcoal. Products included branched alkanes, isomeric alkenes, nitriles, ketones and alkyl-substituted benzenes, naphthalenes, pyridines, phenols, thiophenes and pyrroles. These compounds occur in shale oils and may be derived from secondary reactions of aliphatic products arising from kerogen cracking.     

固有碳酸盐和硅酸盐对太姥油页岩热解产物的影响

通过逐级酸洗脱除新疆太姥油页岩中的碳酸盐和硅酸盐矿物,采用铝甑炉对油页岩原样和脱矿样进行热解,分析油气产物的组成性质,基于产物产率和性质考察了固有矿物质对油页岩热解的影响。结果表明,碳酸盐能促进热解生油,且使页岩油中含氮、氧化合物含量增大,硅酸盐则抑制热解生油,并抑制含氧化合物的生成,二者均使页岩油的H/C降低。硅酸盐可促进烷基自由基与氢自由基的结合,使页岩油中烷烃含量升高、烯烃含量降低,且使H₂产率减小,并能催化长链脂肪烃的裂解,使页岩油中长链烃含量降低、短链烃含量升高,且使烃类气体产率增大,而碳酸盐则抑制自由基的结合和长链脂肪烃的裂解。