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。     

金属氧化物对油页岩热解产物收率及组成分布的影响

通过固定床反应器,对4种金属氧化物（Al₂O₃、MgO、CaO、Fe₂O₃）对油页岩热解所得油、气产率及成分的影响进行了研究。结果显示,碱性CaO对油、水、气、焦产率分布影响较为突出,可提高页岩油与半焦产率,并降低热解气产率;而酸性较强的Al₂O₃可同时提高页岩油、热解气和热解水的产率,有利于促进挥发分的析出;比较而言,MgO和Fe₂O₃的作用相对较弱。4种金属氧化物均可提高热解气中H₂、CH₄和C₂的产率;CaO作用下CO₂含量降低,而其他金属氧化物对CO₂的产生有不同程度的促进作用;Fe₂O₃可促进H₂产生;Al₂O₃作用下CH₄含量有所增加。4种金属氧化物均可促进页岩油中芳香烃的产生,并且CaO和MgO两种碱土金属氧化物作用下,短链（C₆~C₁₂）烷烃和烯烃含量均增加,而掺混Al₂O₃时页岩油中仅短链（C₆~C₁₂）烷烃含量增加。对此机理进行推测认为,碱性CaO和MgO首先与以脂肪酸形式存在的有机质进行酸碱反应,得到脱羧活性更高的羧酸盐,后者脱羧所得中间产物具有生成烷烃或烯烃两条可能路径,同时得到碳酸盐;而在具有Lewis酸特征的Al₂O₃作用下,脱羧产物为CO₂,并同时得到饱和烃产物。     

升温速率对油页岩热解特性的影响

采用热分析方法,在非等温条件下对茂名和桦甸的油页岩进行了热解试验研究。研究了从常温到900℃之间不同升温速率(10,20,40,50,100℃/m in)对油页岩热分解反应的影响以及油页岩的H/C,O/C,Cdaf,Vdaf等因素与(dw/dt)m ax之间的关系。根据试验数据建立了热解动力学模型,利用积分法求得表观活化能和频率因子等动力学参数。试验结果表明,油页岩热解可分为3个阶段,其中第2阶段(200—600℃)是热解反应最激烈的区域,挥发份几乎全部析出。而第3阶段是碳酸盐热解阶段,茂名油页岩由于碳酸盐含量低,此阶段变化甚微。     

生物质与油页岩混合热解特性研究

为了充分利用油页岩和生物质,以生物质和油页岩按照不同质量比的混合试样作为研究对象,采用TG-DSC联用技术进行了热重实验,分析了热解过程特性曲线并计算热解特性参数,采用差减微分法计算了热解动力学参数。结果表明:混合试样DTG曲线分别在低温段及高温段出现2个峰,前者主要是生物质的纤维素及半纤维素挥发分的热解析出,后者主要为油页岩热解析出挥发分;随混合试样中油页岩含量逐渐增多,热解后期逐渐出现因油页岩无机盐热分解吸热过多而出现DSC曲线吸热峰;混合试样低温段挥发分析出量及挥发分综合释放特性指数均大于高温段的值;生物质含量最高的混合试样(生物质与油页岩的质量比为4∶1)的挥发分初始析出温度最低,其挥发分最大释放速度的峰值及挥发分综合释放特性指数均最大;生物质含量较多的混合试样低温段活化能大于高温段活化能的值,油页岩含量较多的混合试样低温段活化能低于高温段的值。     

利用TG-FTIR研究造纸黑液碱木质素的热解机理

采用热重-傅里叶红外光谱（TG-FTIR）联用的分析方法对造纸黑液碱木质素的热解失重特性和产物生成特性进行了研究。结果表明：碱木质素热解失重过程可分为3个阶段,其中200~500℃是碱木质素主要的热解挥发阶段,反应符合一级反应动力学模型,利用Coats-Redfern动力学模型计算得出不同升温速率下热解主反应的表观活化能为39.3~43.1 kJ/mol。FTIR的实时分析结果表明：碱木质素热解的气态产物主要有H₂O、CO₂、CO、CH₄、甲醇、酚类和N₂O;产物中的CH₄、甲醇、酚类和N₂O主要在300~500℃区间内释放,随着热解温度的升高,这些气态产物在420℃附近集中释放,且产量达到最大。     

煤与油页岩热预处理特性及对热解的影响

对比研究了神木煤和桦甸油页岩在150~400℃热预处理时的孔隙变化和挥发分析出规律以及热预处理对后续慢速升温热解反应产物的影响。结果表明,热预处理显著增加了油页岩的孔隙结构,其比表面积提高4倍、孔体积提高5倍以上,而神木煤的孔隙结构则减少了,特别是孔径大于1 nm的孔体积减少了近60%、比表面积减少了近80%,而其1 nm以下的孔则相对稳定,孔体积和比表面积分别只减少了10%左右。低于400℃时热预处理过程中除脱去吸附水外,其他挥发分也有一定析出,并以CO₂为主,另有少量CO,但挥发分总失重量不超过5%。固定床慢速升温热解研究表明,经热预处理后,油页岩的油产率最高提高了22.7%,而水和气的产率则相应降低,气体中CH₄增加而H₂降低。热预处理对煤的热解油产率影响不明显,但热解水产率降低而热解气产率增加且其中CH₄增多而H₂降少。     

小麦秸秆热解过程中硫的迁移规律研究

利用X射线光电子能谱(XPS)、热解-气质联用(Py-GC/MS)和热重-红外联用(TG-FTIR)系统研究了小麦秸秆中的硫元素进入热解炭、油、气三相产物的迁移转化行为。结果表明,小麦秸秆中的硫主要为有机硫(28.33%)和无机硫酸盐(71.67%);有机硫在低于450℃就已经完全释放;41.46%～48.13%的硫保留在热解炭中,主要包括硫酸盐(55.27%～75.52%)、噻吩硫(21.78%～34.13%)和金属硫化物(2.70%～11.22%);7.16%～11.24%的硫进入热解油中,主要是2-甲硫基苯并噻唑;600℃还发现了噻吩硫的生成。热解气中含硫化合物的主要成分为H₂S、SO₂和COS,主要的释放温度区间为200～400℃。     

油页岩半焦热解特性

利用热重分析仪对油页岩半焦热解特性进行了研究.综合考虑制取半焦所获得的页岩油品质、半焦成分、发热量和循环流化床设计,认为干馏温度介于500～600℃为宜;干馏度对半焦热解初析温度和低温段热解过程有影响,但对高温段热解影响不明显,高温干馏所制取的半焦其热解过程包含于低温所制取的半焦热解过程中;随升温速率的提高,相同温度下的半焦热解度降低,当升温速率超过40℃•min^-1后,升温速率对半焦热解过程影响不大;最后采用Coasts法计算了油页岩半焦热解动力学参数,计算结果可供数值仿真和工程设计参考.     

油页岩热解特性的研究

为了能够高效利用油页岩资源,本文对油页岩的热解特性进行了全面深入的理论与试验研究,为再次振兴油页岩产业,提供有力的理论依据。在TG—DTA、TG—DSC联机分析仪上进行桦甸油页岩的热解特性的研究,得到了在升温速率为20℃/min时,颗粒粒度分别为≤0.3 mm;0.3～0.6 mm;0.6～1 mm;1～3 mm的油页岩的热解TG、DTG以及DTA曲线。结果表明,油页岩的热解是分两步进行的,油页岩在低温段的热解,随着颗粒粒度的减小,油页岩的热解特性趋好。通过各项数据分析,得到了油页岩在不同阶段的热解反应动力学参数。     

小桐子壳热解及其挥发性产物特性分析

选用小桐子壳作为原料,采用热重-红外联用(TG-FTIR)和热裂解-气相色谱质谱联用(Py-GC/MS)技术,研究小桐子壳的热解特性以及300~800℃热解过程中产物的组分信息和有机化合物中官能团随温度的变化情况,同时利用Coast-Redfern积分法求解不同升温速率下的动力学参数。结果表明,小桐子壳的热解过程分为干燥(30~100℃)、预热解(100~258℃)、热解(258~420℃)和炭化(420~900℃)四个阶段。随升温速率升高,小桐子壳的最大质量损失率依次增加,升温速率的升高对小桐子壳热分解速率具有促进作用。随热解温度升高,吸收峰处存在明显的强度变化,CO2、醛酮类等化合物的吸收峰强度逐渐降低甚至消失;小桐子壳热解过程中的气体产物成分主要为CO, CO2, H2O等,主要挥发性有机产物为苯酚、羰基化合物、愈创木酚类等,热解温度由400℃升至700℃时,酚类化合物的峰面积比例从35.94%升至59.59%、羰基化合物的峰面积比例从36.90%降到11.87%。小桐子壳热解动力学参数n=1时,其反应表观活化能最大为61.34 kJ/mol,且三个升温速率的拟合相关系数均在98%以上。小桐子壳热解动力学参数n≠1时,选取相关系数最大时的n值为反应级数,则n=0.2,反应活化能E为47.64 kJ/mol,指数前因子A为0.83。随升温速率的升高表观活化能依次递减,且拟合相关系数均在97%以上。     

油页岩渣资源综合利用研究进展

对油页岩渣的综合利用及合理处置,是油页岩开发利用过程中必须给以重视的环节。关于油页岩渣的综合利用研究已成为近年来研究热点。文章对油页岩渣在建筑材料、化工原料和环境矿物功能材料等领域的资源化利用进行综述,探讨其研究进展,并对其未来的发展方向进行了展望。     

小颗粒油页岩热裂解制取页岩油试验研究

针对中国小颗粒油页岩的利用现状,在实验室条件下,利用自行研制的流化床热裂解装置进行了小颗粒油页岩制取页岩油的试验研究,通过正交试验优化出了热裂解制取页岩油的最优工艺参数。实验结果表明,在最优工艺条件下,产油率在5%左右。因此流化床热裂解技术是一种有效的小颗粒油页岩加工制油的新方法。     

油页岩灰作水泥混合材的研究

通过试验研究确定大庆油页岩灰符合火山灰质混合材要求,能与熟料掺混生产水泥.配制了不同油页岩灰掺混量的水泥样品,按照国标进行强度试验,并采用X-射线衍射仪分析了28 d胶砂试块的物相组成.结果表明:随着油页岩灰掺量的增加,水泥样品胶砂强度整体呈下降趋势,且前期下降幅度大,后期小;高掺混量时熟料中的C3A矿物含量不足,试样检测出钙矾石;油页岩灰掺量为5～10%,水泥样品强度仍能达到与熟料的相同的强度等级;掺量为15～20%,其强度亦接近熟料的强度等级;掺量在20%以上时,强度下降显著.     

油页岩灰填充母粒的研制

论述了油页灰的化学组成、物理性能和颗粒分布特性,介绍了油页岩灰填充母粒的制备方法及其在低填充量下的物理、力学性能、流变性能和断面形态。该填充母粒与碳酸钙填充母粒相比具有优异的耐老性能和较好的流动性,可广泛用于挤塑、注塑和像胶发泡制品。     

茂名油页岩废渣碱离解法制备白碳黑的工艺研究

以茂名油页岩渣为原料,利用碱离解法制备白炭黑。考察了碱离解温度、碱离解时间、碱浓度、原料煅烧温度和原料煅烧时间等各种因素对$i0：产品浸出率的影响规律。最佳工艺条件为：碱浓度3．3moL／L、碱离解时间3h、碱离解温度70℃、煅烧温度900℃、煅烧时间4h,该条件下白炭黑的产率可达16％,白炭黑白度为92。     

油页岩开发利用技术进展

在介绍油页岩性质的基础上,系统总结了国内外油页岩热解开发利用的最新研究进展,主要包括油页岩热解化学、热解工艺、页岩灰利用以及油页岩开发利用的技术分析等。油页岩资源的开发利用对缓解石油资源供应紧张和保障能源安全供应具有重要意义。油页岩资源的开发利用必须结合油页岩资源赋存、地质结构和油页岩的性质选择合适的工艺和技术,实现油页岩资源的高效清洁利用。     

油页岩灰渣合成Na-A沸石用于去除水溶液中Cu2+（英文）

Na-A zeolite was synthesized using oil shale ash （OSA）, which is a solid by-product of oil shale proc- essing. The samples were characterized by various techniques, such as scanning electron microscopy, X-ray diffrac- tion and Brunaner Emmet Teller method. The batch isothermal equilibrium adsorption experiments were performed to evaluate the ability of Na-A zeolite for removal of Cu （II） from aqueous solutions. The effects of operating pa- rameters, such as concentration of copper solutions, adsorbent dosages, pH value of solutions and temperature, on the adsorption efficiency were investigated. The equilibrium adsorption data were fitted with Langmuir and Freundlich models. The maximum adsorption capacity of Na-A zeolite obtained from the Langmuir adsorption iso- therm is 156.7 mg.g-t of Cu （lI）. The increase of pH level in the adsorption process suggests that the uptake of heavy metals on the zeolite follows an ion exchange mechanism. The batch kinetic data fit the pseudo-second order equation well. The thermodynamic parameters, such as changes in Gibbs free energy （AG）, enthalpy （AH） and en- tropy （AS）, are used to predict the nature of the adsorption process. The negative AG values at different tempera- tures confirm that the adsorption processes are spontaneous.     

不同碱金属碳酸盐对油页岩热解的影响

以桦甸和抚顺油页岩为研究对象,采用热重-红外技术分析了碳酸盐对油页岩热解的影响。通过对比有无碳酸盐存在时油页岩样品的热重曲线、热解特性参数和红外曲线可知,碳酸盐对油页岩热解起到催化作用,且油页岩中内在碳酸盐其催化作用大于外加的碳酸盐;碱金属碳酸盐与碱金属氧化物对油页岩的作用是不等价的。分别向油页岩中加入碱金属碳酸盐K2CO3、Mg CO3、Na2CO3、Ca CO3,并分析热重曲线和红外曲线,结果显示加入碳酸盐后油页岩有机质热解失重率有不同程度的增加,在有机质热解过程中烃类和芳香族化合物浓度增加,不同碱金属碳酸盐对油页岩的催化作用效果不同;Mg CO3相比其他碱金属碳酸盐作用效果明显,且在热解开始阶段表现突出。     

油页岩灰渣制备空心陶瓷微球及机理探讨

以油页岩灰渣为实验原料,利用火焰喷枪熔射法制备了空心陶瓷微球.采用TG-DSC对油页岩灰渣进行热分析,采用SEM和XRD分别对油页岩灰渣和空心陶瓷微球的微观形貌和物相组成进行分析.研究结果表明,利用火焰喷枪熔射法制备的微球绝大多数为球状,极少部分为不规则形状,微球破碎后可发现其为空心结构;空心微球的形成机理为:油页岩灰渣粉末受热熔化、发气物质形成气泡、气泡合并、降温凝固、最终形成空心微球;油页岩灰渣自身疏松的结构、所含充足的发气物质和适宜的熔射温度是形成微球空心结构的重要因素.