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抚顺油页岩及其残渣的热解性能_图文

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抚顺 油页岩 及其 残渣 性能 图文
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第29卷第10期2008年10月东北大学学报(自然科学版)01.29。0 008抚顺油页岩及其残 渣的热 解性能薛向欣,李 勇,冯宗玉(东北大学材料与冶金学院,辽宁沈阳110004)摘 要:用热重分析法研究了抚顺油页岩及其残渣的热解性质与热解动力学.结果显示,油页岩和油页岩渣的热解反应为两个过程:在常温~200℃,主要是水分的挥发,油页岩及其残渣中水的挥发量分别为2.446%和3.202%;在200~600℃,主要是固定碳的热解,失重率分别为16.048%和6.524%.采用顺油页岩的活化能分别为51.84和28.14 kJ/率因子分别为62.35和0.003 25 顺油页岩渣的活化能分别为36.62和55.05 kJ/率因子分别为0.009 76和0.341 外油页岩渣中还有6.524%的有机物可进一步利用.关键词:油页岩;油页岩残渣;热重分析;热解性能;热解动力学中图分类号:30.2 文献标识码:A 文章编号:1005.3026(2008)10.1447.03On I 10004, to of he be he iS 00℃.in 46%.202%.he iS of 00℃00℃。of of 6.048%.524%.nd iS to of 1.84 4 kJ/2.35 .003 25 of 6.62 5。05 kJ/09 76 .341 n .524%of be ey 源在国民经济中占有越来越重要的地位,而其中的石油又是一种不可再生的资源,正日益枯竭,因此由石油引发的政治风波和军事冲突时有发生.为了解决这个问题,各国都在积极寻找石油的替代物,而油页岩则是理想的替代物质之一,所以对油页岩的开发利用迫在眉睫….油页岩是由有机物和无机矿物质构成的可燃性有机岩石,其中有机物以三维网状结构的干酪根(式存在,主要由低温干馏方法提炼页岩油,其主要原理是干酪根在干馏炉内发生热解,中间产物沥青质(续热解,最后得到烃类产物页岩油.干酪根的热解机理及非等温热解动力学已经有许多人进行了研究【2,主要过程为干酪根一沥青质+油+气+残渣,收稿日期:2007—09—05基金项目:国家自然科学基金资助项目(50674024).作者简介:薛向欣(1954一),男,辽宁沈阳人,东北大学教授,博士生导师.万方数据东北大学学报(自然科学版) 第29卷沥青质一油+气+残渣.我国油页岩总探明储量为32.989 世界第四位[8]8,其中,吉林省、广东省和辽宁省分别占全国油页岩探明资源储量的52.83%,16.72%和13.62%.我省抚顺地区不仅盛产油页岩,也是利用油页岩制备页岩油(有较长历史的地区.抚顺油页岩中含有约21.3%的有机物,而铝甑法含油率只有6%左右,也就是说,油页岩干馏提炼页岩油时,油页岩有机质转化率只有30%,还有近70%的有机质没有得到利用例9,而对抚顺油页岩干馏残渣中剩余有机物的热解性能的研究至今还未见报道.本文主要利用热重分析方法,研究抚顺油页岩及其残渣的热解性能,分析抚顺油页岩经过干馏前后,干酪根发生的变化,为提高油页岩的综合利用效率进行一些必要的探索.1实 验原料:油页岩及其残渣均来源于抚顺页岩油公司.仪器:960型差热一热重联用分析仪(美国操作条件:每次将油页岩(或油页岩干馏残渣)样品约10 人流量为50 ml/10℃/00℃后停止.在升温过程中,同时记录温度和样品质量的变化.2结果与讨论2.1 抚顺油页岩及其残渣的热重分析抚顺油页岩及其干馏残余物的热重曲线如图1所示.由图1可以看出,在200℃以下发生的是水分和湿气的失重,试样中的水分在这个阶段中挥发出去【10],油页岩及其残渣中水的挥发量分别为2.446%和3.202%.油页岩及其残渣在600℃时可热解的有机物分别为16.048%和6.524%.因此,油页岩渣中有6.524%的有机物在200~∥℃图1油页岩及其残渣的热重曲线 TG of 生热解,即抚顺油页岩渣中的一部分有机物还没有被完全利用.图2是抚顺油页岩及其残渣的微分热重曲线【8从图2可知,油页岩及其残渣在整个热解过程中主要发生了两部分反应.即常温~20012,主要热失重是由水分的挥发引起.油页岩在46℃时失重速率最快(0.57%/而从46℃开始,随着温度的升高,热失重速率逐渐减慢,最后到200℃时,水分的热失重基本完成.从200℃开始,油页岩的热失重进入第二个阶段,主要是由于油页岩中的干酪根发生热解反应生成烃类有机物——页岩油及一部分气体产物.油页岩从200℃开始,热失重速率逐渐增大,从200℃的0.035%/的最大热失重速率0.964%/83℃以后,油页岩热失重速率逐渐降低,到800℃左右,基本不发生热失重现象.因此,油页岩提炼页岩油主要是在500℃左右.从600℃后,油页岩的热失重主要是无机矿物质的降解引起的【儿J,对油页岩的热解研究没有实际意义.因此油页岩的热解温度一般在600℃以下.油页岩渣的热失重也类似于油页岩的热失重现象,只是热失重速率和失重量小得多.其中抚顺油页岩渣在495℃时达到最大热失重速率0.4204%/图2也可以得到类似图1的结果,即抚顺油页岩渣中也存在一定量的有机物,可在500℃左右发生热解而被利用,只是可热解的量很少.f.量目永≮替馏栅水∥℃图2油页岩及其残渣的微分热重曲线 of 抚顺油页岩及其残渣的非等温热解动力学油页岩干酪根的热解动力学研究已有许多报道[12_1 9|,其中非等温热解动力学是最重要的研究内容,而3]又是研究非等温热解动力学最重要的方法.其干酪根的热解的速率为), (1)万方数据第10期 薛向欣等:抚顺油页岩及其残渣的热解性能 1449口:旦盟. (2)口2——. ~Z,。为试样最初质量(叫。。是样品裂解后的最后质量(式(1)可写为面番)(1_口), (3)啬·面志)(1一口).(4)设p=面本文中的升温速率,是一常数,则式(4)可改写为譬毽参)志)对式(5)进行重排得』:南=(参)卜T p(一番)m㈤对式(6)进行积分,并重排可得 ]_17)式(7)就是著名的要过程是通过式(7),以一口)/1 000/图3所示,从斜率和截矩可得到活化能-' of a)~油页岩;(b)一油页岩渣.由图3可知,油页岩的非等温热解反应主要分为两个过程,这和前述干酪根的热解动力学模型是一致的,油页岩及其残渣的活化能[2]表1抚顺油页岩及其残渣的动力学参数 ic 1)抚顺油页岩及其残渣中水的质量分数分别为2.446%和3.202%;在200~600℃之间热解失重率分别为16.048%和6.524%.2)抚顺油页岩渣中含有6.524%的有机质可以进~步热解利用.3)抚顺油页岩的非等温热解动力学分为两部分,采用解活化能分别为51.84和28.14 kJ/率因子分别为62.35和0.003 25 ;抚顺油页岩渣热解活化能分别为36.62和55.05 kJ/率因子分别为0.009 76和0.341 参考文献:[1]施国泉.一种现实的石油替代能源——油页岩[J].吉林[3][4][5][6][7][8]大学学报:地球科学版,2006。36(6):888—891.( ].砌&ie?006,36(6):888—891.),,.of tO of of ].995,74(11):1618—1623...of in of iI ].998。77(12):1303一1309.,,.of of ].000。79(13):1679—1686. O, D, T.of ].999,24(9):761—781., J'.by pn:“].998,77(1):22—31. M.of on ].纠2002,62((2):225—238.刘招君,柳蓉.中国油页岩特征及开发利用前景分析[J].地学前缘,2005,12(3):315—323.(“u il a】勰].&砌&如船005,12(3):315—323.)(下转第1454页)万方数据1454 东北大学学报(自然科学版) 第29卷[7]俞冰,梁开明,顾守仁.(系可切削生物微晶玻璃的制备[J].硅酸盐学报,2002,30(1):77—81.(u )F. J.of 002,30(1):77—81.)[8],,.of J.J 002.22(11):1759—1765.[9],,.A on by in ].A,2006,431(1/2):191—195.[10]史培阳,姜茂发,刘承军,等.用铁尾矿、硼泥和粉煤灰制备微晶玻璃[J].钢铁研究学报,2005,17(5):22~25.(et of ].005,17(5):22—25.)[11]程慷果,万菊林。梁开明.云母微晶玻璃析晶动力学的研究[J].硅酸盐学报,1997,25(5):567—572.[12][13][14][15](曲ai—of ].997,25(5):567—572.)l:,,.of a ].r【/002,85(5):670—674.张培新,林荣毅,].中国有色金属学报,2000,10(5):752—756.(ei..12()3一].%P 000,):752—756.) J。 0,.].003,29(2):223—227.迟玉山,沈菊云,陈学贤.].无机材料学报,2002,17(1):45—50.(u.R,叽~]。002。17(1):45—50.)(上接第1449页)[9]刘长山,陈季英,林民.我国油页岩的主要性质[J].石油学报:石油加工,1992,8(2):103—107.(i—“n of ].992,8(2):103—107.)[10] T,.of s ].999,78(6):653—662.[11],, D.].005,84(6):707—715.[12] C, A,of of J].鼬Z。2001,80(3):327—334.[13] W, P.].964,201:68—69. V。 R.of ].998,53(5):567—575.,.of of ].003。82(3):337—342. V, R.of ].J 000,55(2):185—194. M, Z.].996,75(12):1424—1428. H.l M.of ].002,43(2):229—239. O。 D.of ].000,63(1):57—70.钔列们力町鲥I:l=.1=薛向欣, 李勇, 冯宗玉, 东北大学材料与冶金学院,辽宁,沈阳,110004刊名: 东北大学学报(自然科学版)英文刊名: F ,卷(期): 2008,29(10)被引用次数: 1次参考文献(19条)种现实的石油替代能源油页岩[期刊论文]球科学版) 2006(06);; of to of of 995(11); of in of S 文期刊] 1998(12);; of of 文期刊] 2000(13) O; D; T of 文期刊]1999(09); J; of by 文期刊] 1998(01) M of on 002(02)蓉 中国油页岩特征及开发利用前景分析[期刊论文]005(03)季英;林民 我国油页岩的主要性质 1992(02) T; of on 文期刊] 1999(06);; D of R 文期刊] 2005(06) C; A of of 外文期刊] 2001(03) W; P 文期刊] V; R of 998(05); of of 文期刊] 2003(03) V; R of 000(02) M; Z of 996(12) H; M of 文期刊] 2002(02) O; D of 000(01)本文读者也读过(9条)1. 页岩渣微晶玻璃的晶化过程[期刊论文]8(4)2. 处理对油页岩渣微晶玻璃结构的影响[期刊论文]9(4)3. 页岩在碱溶液中离子溶出特性及结构变化研究[期刊论文]6(. 用油页岩渣制备微晶玻璃[期刊论文]然科学版)2008,29(10)5. 温速率对油页岩热解特性的影响[期刊论文]5(1)6. 顺盆地油页岩地质特征及其成矿过程[期刊论文]球科学版)2006,36(6)7. 口油页岩热解特性及动力学研究[期刊论文]然科学版)2007,31(4)8. 南大黄山芦草沟组油页岩热解气相色谱特征[期刊论文]5(6)9. 页岩和半焦着火特性实验研究[期刊论文]8(26)引证文献(1条)用油页岩渣制备水泥胶凝材料的实验研究[期刊论文]010(29)引用本文格式:顺油页岩及其残渣的热解性能[期刊论文]然科学版) 2008(10)
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