【摘要】：將可替代的烴類資源,如油頁巖中的油母質(zhì),轉(zhuǎn)化成運(yùn)輸燃料是目前應(yīng)對能源需求增加行之有效的方法。油母質(zhì)是地球上儲量最為豐富的不溶性固體大分子有機(jī)質(zhì),其相比于重油和煤具有較高的氫碳比,是一種更具潛力的液體燃料原料。當(dāng)前,最常用的油母質(zhì)轉(zhuǎn)化工藝是通過干餾技術(shù)生產(chǎn)液體燃料(頁巖油)。因此,基礎(chǔ)性地理解油母質(zhì)的熱解動力學(xué)和熱解路徑對設(shè)計切實可行的油母質(zhì)分解制備輕油過程具有重要的科學(xué)和工業(yè)意義�？紤]到油母質(zhì)存在于非常復(fù)雜的混合物中,該混合物通常還含有碳酸鹽礦物和有機(jī)質(zhì)瀝青,其熱化學(xué)分解過程通常伴隨著碳酸鹽和瀝青的分解,這使得其熱解行為非常復(fù)雜。為了理解油母質(zhì)的本征熱解行為,必需要去排除瀝青和碳酸鹽對油母質(zhì)熱解的干擾。本論文的目標(biāo)是探究綠河油頁巖中油母質(zhì)的非等溫?zé)峤鈩恿W(xué)和熱解路徑。我們比較使用了三種通常使用的模型擬合方法,例如Popescu方法、主曲線率方法和非線性最小二乘法。并且從四類固態(tài)熱解機(jī)理中的15種常見反應(yīng)模型中辨認(rèn)油母質(zhì)熱解過程的最概然動力學(xué)模型。同時,通過考察熱解溫度和時間對油母質(zhì)熱解的影響,得到最優(yōu)的操作條件,并且進(jìn)一步分析頁巖油中不同組分以及頁巖半焦的表面化學(xué)結(jié)構(gòu)隨熱解時間變化的規(guī)律,提出油母質(zhì)熱解的可能路徑。(1)首先通過熱重分析、鋁甄分析和格金分析評估了綠河油頁巖資源的生油潛力。然后采用SEM/EDX、ICP-AES和XRD分析了油頁巖樣品和通過索氏提取以及脫碳酸鹽處理操作得到的油母質(zhì)樣品中的元素和晶相組成。結(jié)果顯示,制備得到的油母質(zhì)樣品中不含瀝青和碳酸鹽,可作為基礎(chǔ)性理解油母質(zhì)熱解行為的起始原料。(2)系統(tǒng)研究了綠河油頁巖中油母質(zhì)的非等溫?zé)峤鈩恿W(xué),發(fā)現(xiàn)非線性最小二乘法相比于Popescu法和主曲線率法能夠從15種最常用的反應(yīng)模型中辨認(rèn)出油母質(zhì)熱解過程的最概然動力學(xué)模型,即F1和F2兩段反應(yīng)模型。并且發(fā)現(xiàn)該兩段模型不敏感于升溫速率和活化能的評估方法,具有很強(qiáng)的適用性。(3)考察了熱解溫度和熱解時間對油母質(zhì)熱解生成頁巖油收率的影響,得到了較優(yōu)的熱解溫度和時間,在此基礎(chǔ)上分別采用Py-GC/MS、Raman和FTIR分析了不同熱解時間下正構(gòu)烷烴、支鏈\環(huán)烷烴、烯烴和芳香烴組成和含量以及頁巖半焦的化學(xué)結(jié)構(gòu)和組成,并據(jù)此提出了油母質(zhì)熱解的可能路徑:油母質(zhì)通過裂解生成正構(gòu)烷烴、支鏈＼環(huán)烷烴、烯烴和芳香烴;芳香烴脫氫和自由基聚合反應(yīng)生成頁巖半焦。
【圖文】：

２．１油頁巖儲量和分布逡逑油頁巖又被稱為油母頁巖，是一種具有細(xì)密紋理結(jié)構(gòu)的沉積巖，因此油頁巖的孔隙逡逑率和n蟯感遠(yuǎn)急冉系停涑＜峁谷繽跡玻彼盡Ｓ鴕逞抑饕怯紗罅康奈藁笪錒羌苠義瞎鉤�，其无机矿捂y手饕ü杷嵫衛(wèi)唷⑻妓嵫衛(wèi)�、硫酸研l(wèi)嘁約吧倭康牧蚧笪鎦省ｅ義狹磽庥鴕逞抑幸舶糠鐘謝首櫸鄭渲兇鈧饕木褪怯湍鋼�，油匿撨m且恢植蝗苡阱義銑＜謝薌戀墓?fàn)C逵謝鎦�，当加腮o揭歡ㄎ露群�，油匿撌中祿现x式峁菇⑸襄義狹�，，磦蝤生成页岩油、热金Q桶虢共錚磽庖恢鐘謝飾で�，它移澻诱C＜撓繡義匣薌�，葰g湓謨鴕逞抑械暮糠淺５汀ｅ義希翦義賢跡玻泵攔毯佑鴕逞遙灣義希疲椋紓澹玻卞澹希椋戾澹螅瑁幔歟邋澹錚駑澹牽潁澹澹鑠澹遙椋觶澹蟈澹疲錚潁恚幔簦椋錚睿保�！辶x鮮瀾縞嫌鴕逞易試吹拇⒘糠淺７岣�，己坛C饔鴕逞掖⒘孔芎統(tǒng)罰巴蛞諭�，其折辶x纖慍梢逞矣禿蟮拇⒘懇渤叮鍛蛞諭埃庠對陡哂詡禾矯髟痛⒘康模保鍛蛞諭�，基辶x媳舊蝦兔核雜Φ模鍛蛞諭按⒘肯嗟保郟梗蕁Ｓ鴕逞銥蟛刈試幢椴際瀾綹韉

本文編號：2628498