开放体系下干酪根生烃动力学研究

以生烃动力学方法对烃源岩进行定量评价是近些年发展起来的一种新方法.通过对Ⅰ、Ⅱ型干酪根在开放体系下的热解模拟实验,研究了Ⅰ、Ⅱ型干酪根热解生烃演化特征,获得了Ⅰ、Ⅱ型干酪根的生烃动力学参数.Ⅰ型干酪根生烃的活化能分布范围为230～276kJ·mol-1;Ⅱ型干酪根活化能分布范围为234～276kJ·mol-1.在此基础上,结合专用Kinetics软件,将此动力学参数应用于实际地质中.结果表明,Ⅰ型干酪根主要生烃期在130～180℃(Ro在0.80%～1.63%);Ⅱ型干酪根主生烃期在141～177℃(Ro在0.92%～1.56%).生烃动力学方法可较好地将实验数据外推到地质实际过程,在烃源岩评价与勘探中具有广泛的应用价值.     

不同粘土矿物对干酪根生烃的催化作用

分析了典型的粘土矿物蒙脱石、高岭石、伊利石对干酪根生烃过程的影响,认为三种粘土矿物都对干酪根生烃有一定的催化作用,其中以蒙脱石最为显著;阐述了粘土矿物的催化剂机理,并从矿物的结构特征方面分析了不同粘土矿物对干酪根生烃的催化能力,为有机质生烃过程的催化作用提供了理论基础.     

应用热压模拟实验资料研究油气生成相态

在国内Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型干酪根的三组模拟实验资料基础上,经过生烃产物油气配方的摩尔组成计算,应用ＰＲ状态方程计算了生烃产物的ＰＶＴ 相图;根据生烃产物的气油比和ＰＶＴ相图特征分析发现,Ⅰ、Ⅱ型干酪根的油气生成相态具有两种类型,即“油相型”和“气相型”,两者的Ｒｏ 分界线分别在１ ．５ ％ ～１．６％ 和０ ．９ ％ ～１．０ ％ 之间;而Ⅲ型干酪根的生烃产物均表现为“气相型”。     

松辽盆地上古生界烃源岩特征及有效性分析

松辽盆地石炭系—二叠系烃源岩经历了较为复杂的构造演化,不同地区烃源岩的埋藏史、热演化史及生烃史不相同。通过对收集的资料和采集的上古生界烃源岩样品进行地球化学分析,探讨了松辽盆地不同地区石炭系—二叠系烃源岩演化特征及其有效性。结果表明：松辽盆地上古生界烃源岩有机质丰度低,有机质类型较差（主要为Ⅲ型和Ⅱ2型）,现今热演化程度高（已达到成熟和过成熟阶段）,后期生烃潜力有限,但不代表地质历史时期生烃贡献小;肇源、长岭地区上古生界烃源岩为后期深埋藏型,存在二次生烃,为上古生界有效烃源岩主要分布区,对天然气资源有贡献;杜尔伯特地区由于受周边侵入岩烘烤、后期浅埋深等因素的影响,古地温远高于现今地温,不能发生二次生烃,烃源岩基本无效。因此,松辽盆地肇源、长岭地区为上古生界烃源岩有利生气区。     

二连盆地烃源岩有机质类型及有机相

二连盆地由５０多个断陷组成,主要的烃源岩是下白垩统巴彦花群,从烃源岩的干酪根及热解等资料分析来看,生油岩母质类型以Ⅱ１－Ⅱ２型为主,是典型的混合型生油岩;而烃源岩的可溶性有机质鉴定结果发现含有大量的高等植物标志化合物,说明早白垩世断限湖泊有机质主要来源于高等植物,分析认为这一现象是由于高等植物“腐泥化”的结果,并通过有机相综合分析,明确了断陷群不同相带的生烃潜力及成油特征,并指明断陷群的勘探前景。     

塔里木盆地原油裂解生烃特征与生气过程研究

为了揭示原油裂解生气过程,用热模拟实验方法研究了不同原油裂解生烃特征与演化规律.采用50MPa压力下封闭体系黄金管原油热解实验,使用气相色谱定量、色谱-同位素质谱分析,研究了塔里木盆地牙哈和哈得原油样品热解生烃产率、碳同位素特征及其生气过程.提出原油裂解生气潜力大,在高演化阶段仍有较大的生气产率,发现了原油裂解生气的"二段式"演化过程.结果表明:牙哈、哈得原油样品具有很高的总气产率,C1-5产率分别达738.87mL/g,598.98mL/g;随热解温度升高,牙哈、哈得原油样品热解生成的甲烷和沥青产率不断增加,C2-5和C6-14产率先增加后减少,C14+产率不断降低,δ13C1值先变轻后变重,δ13 C2,δ13 C3值逐渐变重;原油裂解生气过程划分为两个阶段,第1阶段以液态烃裂解成湿气为主,第2阶段为C2-5烃气裂解成甲烷和沥青.分析不同原油样品裂解生烃特征与生气过程,有助于研究原油裂解生烃机理.     

新汶地区煤系烃源岩生烃热模拟实验研究

采用囊式生烃封闭装置系统进行煤系烃源岩热模拟实验的分析研究,对新汶地区二叠系煤系烃源岩样品开展了产烃特征的分析,实验表明石炭系煤系烃源岩具有较好的生烃潜力,气态烃产率随温度变化而不同。将生烃阶段划分为连续生烃和二次生烃两种形式。连续生烃过程生成的天然气干燥系数低于二次生烃过程。从500℃~550℃开始,二者干燥系数又趋于一致,主要以生成甲烷为主。当二次生烃现象越多,总产气量就越少。     

矿物流体包裹体分析及其在石油地质研究中的应用

由于矿物流体包裹体保留了大量的成矿流体成分和性质,特别是原生有机包裹体,对确定烃源岩的受热史、生烃史,推断油气运移及古地热场具有重要的作用,因而在石油地质研究中得到了广泛的应用．分析了渤海湾盆地古生界烃源岩中大量的矿物流体包裹体,研究了流体包裹体的形态、组成和相态,探讨了矿物包裹体与油气成因的关系．结果表明,渤海湾盆地存在三期古地热场,导致古生界烃源岩受热温度呈阶段性增加,从而引发有机质发生多次生烃演化．     

滨北地区烃源岩排烃特征研究及有利区带预测

研究分析发现松辽盆地滨北地区虽然有机质丰度高,但有机质的成熟度偏低,而且该区地层普遍欠压实.应用排烃门限理论,使用生烃潜力法对滨北地区中浅层的烃源岩排烃特征进行研究,指出该区有效烃源岩的层位、排烃门限深度和有效烃源岩分布面积以及排烃量的大小.结合滨北地区实际成藏地质条件,以油气成藏体系作为评价单元,应用类比法合理选择聚集系数,对各成藏体系进行定量评价,从而预测出最有利的勘探区带.     

潍北凹陷孔店组烃源岩有机质类型研究

利用干酪根的微组分、干酪根元素组成、岩石热解结果和饱和烃色谱特征对潍北凹陷孔店组烃源岩有机质类型进行研究。结果表明,潍北凹陷孔店组烃源岩有机质类型以Ⅰ和Ⅲ为主,潍北凹陷的北部洼陷以I型有机质为主,潍北凹陷灶户断鼻地区有机质类型以Ⅱ2型和Ⅲ型为主。有机质为低等水生物和陆源高等植物混合输入,低等水生物略占优势。     

C02吸附剂对生物质催化热解制取富氢燃气的影响

使用常压双颗粒流化床反应器,对稻壳生物质进行了添加C02吸附剂的催化热解研究．结果表明：C02吸附剂CaO和Ca（OH）2可明显促进生物质催化热解初期热解产物的二次反应,使产物向产氢方向移动．添加CaO时,产氢量随CaO添加量的增加而增加;而随Ca（OH）2添加量的增加,富氢燃气产物中氢气的体积分数和产氢量均有峰值出现．同时,Ca（OH）2在催化热解过程产生的H20可作为生物质二次反应和水煤气变换反应（WGS）的反应物,从而进一步提高热解产物中氢气的产量．     

PEK-C膜热解交联过程反应机理

为了研究PEK-C膜热解交联过程的反应机理,通过制备PEK-C膜进行热解交联实验来确定该过程的分子结构变化,并以此为基础构建模型并对PEK-C热解交联过程进行分子模拟,通过拟合实验与分子模拟结果来探究反应截断半径、反应温度与交联度间的变化规律.结果表明:交联温度介于643～748 K之间且交联度随温度的升高而增加;截断半径为0. 3～0. 6 nm且交联度随截断半径的增加而增加;交联反应截断半径随反应温度的增加而增加且二者呈线性关系,热解交联过程最适反应温度为658～743 K.     

改性介孔分子筛Zn-MCM-41对纤维素催化热解的影响

采用热重分析,考察了不同硅锌比和晶化温度条件下制备的分子筛Zn-MCM-41对纤维素催化热解的催化作用效果.结果表明:在Zn-MCM-41催化作用下,纤维素热解温度降低,最大失重速率和失重率增加;硅锌比、晶化温度对纤维素热解影响明显;随硅锌比的增大,纤维素的最大失重速率和失重率呈现先升后降的趋势,当硅锌比为50时达到最大值;随晶化温度的升高,纤维素的最大失重速率和失重率同样呈现先增后减的趋势,当晶化温度在110~120℃范围时为最大值.利用Ozawa动力学模型描述纤维素催化热解过程,表明Zn-MCM-41的存在改变了热解反应途径,表现出反应活化能的增加;制备Zn-MCM-41的最优条件是硅锌比50∶1,晶化温度120℃.     

TiO2 光-热催化降解有机污染物的初步研究

从光催化过程与热催化过程结合形成高效光催化反应技术入手,初步探究在固液相光催化反应中温度对有机污染物降解效果的影响．通过系列试验及结果分析表明：以活性紫溶液为模拟有机污染物废水的光热催化降解试验中,当加热时在反应后期会出现去除率下降的现象,说明热催化过程对于降解有机物的反应速率存在一定影响,并有一定的贡献;溶液的酸碱性对反应的降解效果存在影响,且降解反应条件选择酸性环境更加适宜;光热耦合催化氧化试验组的反应时间明显缩短,且降解效果皆优于单一光催化反应和单一热催化反应,因此光热耦合降解反应中的光热催化并不是光催化与热催化的简单叠加,而是存在协同作用．     

碱性中孔分子筛BaO/MCM-41催化聚苯乙烯裂解反应

以水热合成法制备碱性中孔分子筛BaO/MCM-41催化剂并将其用于催化聚苯乙烯裂解反应。考察了催化剂种类、BaO含量、反应温度、反应压力和反应时间对聚苯乙烯裂解反应结果的影响,并对催化剂的重复回用性能进行了考察。结果表明:BaO/MCM-41具有较好的催化性能和重复回用性能。在m(催化剂)/m(PS)=2%、反应温度410℃、反应压力0.01 MPa和反应时间20 min条件下,聚苯乙烯转化率大于98%,液体产物收率大于96%,液体产物中苯乙烯含量大于72%(质量分数)。催化剂重复回用6次后,PS转化率、液体收率和苯乙烯含量没有明显变化。另外,采用XRD技术对所制备的BaO/MCM-41催化剂进行了表征。     

生物质秸秆热解反应及动力学分析

为了对生物质热解设备进行分析和计算,用热重分析仪分别对稻草和玉米秸秆在不同升温速率下进行了热分析研究。结果表明:稻草和玉米秸秆的热解特性基本一致,热解过程可以用同一种模型描述;随升温速率的提高,热解最高速率及其对应温度明显提高。氮气气氛下第一阶段的热解较滞后,空气气氛下DTG失重峰均有提前。并利用Coats-Redfern法计算得到了稻草和玉米秸秆在不同升温速率下的反应动力学参数,为进一步研究生物质的实际热解过程提供了基本的理论依据。     

以焦化苯为碳源制备碳纳米管的研究

以工业副产品—焦化苯为碳源,以二茂铁为催化剂前躯体,以噻吩为生长促进剂,采用催化裂解（CVD）法,在合适的工艺条件下,制备了碳纳米管（CNTs）,采用TEM,XRD和Raman对所得碳纳米管进行表征,考察其形貌及石墨化程度,结果表明：在一定工艺条件下,以焦化苯为碳源可以制备出形貌规整、长径比大、缺陷少且纯度高的碳纳米管。还探讨了反应温度和反应时间对碳纳米管形貌和产率的影响。     

集总方法及其在蒸汽热裂解动力学模型中的应用

复杂反应体系集总动力学方法在石油炼制过程中已得到广泛应用,介绍了集总方法在催化裂化、催化重整和催化裂解复杂反应体系中的应用,并结合建立大庆重质原料蒸汽热裂解集总动力学模型的经验,提出了用集总方法建立复杂反应体系动力学模型具体方法的几点经验和建议。     

典型生物质热解过程中碱（土）金属转化特性

通过进行鄱阳湖典型水生植物管式炉热解试验,联用便携红外分析仪、煤气分析仪和电感耦合等离子体发射光谱仪,分析了恒温热解焦中碱（土）金属的含量及其在热解过程中转化规律.结果表明：凤眼莲对生活污水中的碱（土）金属有一定的吸附作用;水生植物的恒温热解过程主要为一次反应,CO、CO2和CH4的体积分数达到最大的时间在60s左右,而H2在100 s左右.水生植物热解过程中,Na的析出率最高,其次是K,然后是Ca和Mg;凤眼莲中K主要以无机盐形式存在,在热解反应后期以无机盐分解挥发析出,析出率最高达75％左右.     

稻草在氯代1-烯丙基-3-甲基咪唑([AMIM]Cl)离子液体中的热解

进行了稻草在离子液体氯代1-烯丙基-3-甲基咪唑([AMIM]Cl)中的热解反应,考察了反应温度、稻草与离子液体的质量比及反应时间对产物产量的影响,得到较佳工艺条件是:稻草与离子液体质量比为0.4,热解温度240℃,反应时间为30 min.生物油收率均在28%～30%.对热解得到的产物生物油进行GC-MS分析显示:其成分复杂,生物油中有醇、酚、醚、酯及芳香烃类物质的存在.离子液体可以回收利用.