油页岩中小分子对活化能的影响研究.pdf

第36卷第6期　 东 北 电 力 大 学 学 报 Vol.36,No.6 2016年12月 Journal Of Northeast Dianli University Dec. ,2016 - - - 文章编号:1005 2992(2016)06 0049 06 油页岩中小分子对活化能的影响研究 柏静儒,岳明博,张本熙,潘　 朔 (东北电力大学 油页岩综合利用教育部工程研究中心,吉林 吉林 132012) 摘　 　 　 要:以陕西铜川油页岩为样品,使用四氢呋喃溶剂对样品进行索氏萃取,分离出小分子化合 - 物,得到萃余物。 通过对原样和萃余物做固体红外分析,获得萃取物小分子成分。 利用热重 红外联用 技术对油页岩原样、萃余物进行热解实验得到热重曲线。 利用热重曲线进行热解动力学计算,分析原样 和萃余物的活化能的变化来研究小分子化合物对油页岩热解的影响。 结果表明:小分子化合物含有醇 类、烯烃、磷酸、磺酸酯类的物质和较多脂肪族化合物。 有机小分子降低了油页岩的活化能,使油页岩原 样的热解反应比不存在有机小分子的情况更容易进行,且在不同的升温速率下这种影响程度不同。 关 键 词:油页岩;小分子;热解;萃取 中图分类号:TP29　 　 　 　 文献标识码:A [1] 油页岩作为21世纪重要的补充能源,越来越受到广大学者的研究与关注 。 油页岩灰分含量高, 属于劣质的化石燃料,其炼制的页岩油是优质的替代液体燃料和化工原料,需要对油页岩进行综合利 - [2 3] 用 。 我国油页岩资源丰富,分布广泛,继美国、俄罗斯、巴西、爱沙尼亚、扎依尔列世界第六位且主要 集中于茂名 、桦甸和抚顺等地域的55个矿区。 在化石燃料中,它的储量折算成发热量仅次于煤排名第 [4] 二位 。 因此,积极开发我国的油页岩资源具有重要的能源战略意义。 [5] 目前油页岩在炼油提气、干馏热解、半焦燃烧发电等方面发展较快 ,而在油页岩有机质小分子对 [6] 热解影响方面研究较少,然而小分子化合物与热解存在密切联系 。 页岩小分子化合物多为烃类、含 - [7 8] 氧化合物以及一些含杂原子组成 。 通过前人的研究我们已经知道,油页岩有机物中油母是主要的 成油物质。 油母中的碳主要是以脂肪族及其环烷烃结构存在,也有部分芳香族化合物,热解时候可以提 [9] 取大量的页岩油 。 普遍认为,用溶剂萃取得到的小分子萃取物可以是油页岩油母质的部分碎片或油 - 母质的同系物[10 11]。 因此利用萃取技术分离有机小分子萃取物来探讨小分子化合物对热解的影响十 分有意义。 本研究利用热重红外联用仪和索式萃取仪等仪器,通过分析原样、萃余物的活化能的变化来探讨油 页岩中小分子萃取物对油页岩原样热解的影响。 1　 实验部分 1.1　 样品制备 选取陕西铜川油页岩,将矿样破碎并通过200 目筛,置于105 ℃恒温鼓风干燥箱中至恒重,置于干 燥器内密封保存待用。 样品工业分析和元素分析,如表1所示。 - - 收稿日期:2016 04 12 基金项目:国家自然科学基金项目 - 作者简介:柏静儒(1973 ),女,吉林省长岭县人