大庆油页岩热解动力学及模型研究

发布时间：2021-01-18 18:05

　　能源是世界发展和经济增长的最基本的驱动力,是人类赖以生存的基础。近年来,随着石油、天然气、煤炭等常规化石能源的日益枯竭,能源问题成为制约我国经济发展的主要问题,而寻找常规能源的替代能源成为当务之急。油页岩是一种非常规油气资源,通过热解可以获得性质类似于天然石油的页岩油。据相关资料介绍,我国油页岩储量非常丰富,仅次于美国居于世界第二位,如果能将油页岩热解制备成页岩油,将弥补我国常规化石能源紧缺的不足。因此,对大庆油页岩热解过程进行实验和模拟研究具有重要的现实意义。油页岩和半焦的基础性质测定对分析油页岩热解前后组成、结构和热值等性质的变化有重要的作用,同时在运用Aspen Plus软件进行非常规组分定义时也需要油页岩和半焦的一些基础性质。本文测定了大庆油页岩和半焦的工业分析、元素分析、发热量、碳酸盐二氧化碳含量及红外光谱。油页岩热解过程中对产物影响最重要的因素是温度和恒温时间。在常压下,页岩油产率随温度呈先升高后缓慢降低的趋势,温度越高热解反应就越剧烈,同时,热解产物的二次裂解反应也随温度的升高而加剧。一定条件下,页岩油产率随恒温时间呈先增大后趋于平缓的趋势。本文在氮气气氛下,对大庆油页岩... 

【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：66 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
引言
1 文献综述
    1.1 研究背景及意义
    1.2 油页岩简介
        1.2.1 油页岩的形成
        1.2.2 油页岩的分布
        1.2.3 油页岩的物理性质
    1.3 国内外油页岩热解研究现状
        1.3.1 油页岩热解特性
        1.3.2 油页岩热解机理
        1.3.3 油页岩热解动力学
        1.3.4 油页岩热解过程模拟
    1.4 本课题的研究目的与内容
        1.4.1 研究目的
        1.4.2 研究内容
2 大庆油页岩和半焦的基础性质
    2.1 试样制备
    2.2 工业分析及元素分析
    2.3 发热量分析
    2.4 碳酸盐二氧化碳含量测定
    2.5 外光谱分析
    2.6 本章小结
3 大庆油页岩热解特性及动力学
    3.1 油页岩中油母质热解机理
    3.2 油页岩中油母质热解动力学
    3.3 固定床热解实验装置
    3.4 固定床热解实验方案
    3.5 实验结果与讨论
        3.5.1 热解温度对热解产物产率的影响
        3.5.2 恒温时间对热解产物产率的影响
        3.5.3 油页岩热解动力学参数
        3.5.4 不同温度下页岩油产率的实验值与计算值比较
    3.6 本章小结
4 页岩油产品性质
    4.1 页岩油酸碱洗-柱层析及GC-MS分析
        4.1.1 实验方法和仪器
        4.1.2 页岩油的酸碱洗-柱层析分析
        4.1.3 页岩油中组分的GC-MS分析
        4.1.4 大庆页岩油的应用
    4.2 页岩油的TLC/FID分析
        4.2.1 仪器和试剂
        4.2.2 实验方法
        4.2.3 结果分析
    4.3 两种方法页岩油族组成含量对比
    4.4 本章小结
5 基于Aspen Plus的大庆油页岩热解过程模拟
    5.1 模拟流程的建立
        5.1.1 模型的建立
        5.1.2 模拟流程的构建
    5.2 物流的定义
        5.2.1 油页岩物流
        5.2.2 页岩油物流
    5.3 物性方法的选择
    5.4 热解反应器模型的选择
        5.4.1 油页岩热解反应
        5.4.2 油页岩热解反应器选择
        5.4.3 Fortran程序编译RCSTR模型动力学
    5.5 模拟计算结果
        5.5.1 热解产物数据
        5.5.2 热解温度对热解产物的影响
        5.5.3 热解温度对热解气体的影响
    5.6 本章小结
结论
参考文献
附录A 符号说明
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]中国油页岩含矿区开发优选规划[J]. 陈会军,刘招君,朱建伟,付占荣,钱程,杜家榆.  地质与资源. 2013(06)
[2]基于Aspen Plus的桦甸式油页岩干馏工艺系统模拟[J]. 柏静儒,白章,王擎,王志奉,孙凯.  化工学报. 2012(12)
[3]吉木萨尔油页岩干馏工艺的模拟计算及分析[J]. 曾明明,黄建宁,马美秀,李森林,王金玉,刘爽,耿强.  重型机械. 2012(05)
[4]油页岩气体热载体干馏过程模拟[J]. 王擎,张凡志,刘洪鹏,王志奉,孙凯.  化工学报. 2012(02)
[5]柳树河油页岩的热解特征及动力学[J]. 雷怀玉,王红岩,刘德勋,钟太贤,刘兴元,赵群,郝明祥.  吉林大学学报(地球科学版). 2012(01)
[6]水介质条件下油页岩热解机理研究[J]. 马跃,李术元,王娟,方朝合.  燃料化学学报. 2011(12)
[7]大庆油页岩热解特性及动力学研究[J]. 苗真勇,吴国光,孟献梁,李萍,郑志磊.  煤炭转化. 2011(01)
[8]中国油页岩开发利用现状及发展前景[J]. 陈晓菲,高武军,赵杰,黄建宁,吴怡喜,张峻青,窦军录,田朋军,张忠民.  洁净煤技术. 2010(06)
[9]温度对油页岩快速热解特性的影响[J]. 王军,梁杰,王泽,林伟刚,宋文立.  煤炭转化. 2010(01)
[10]油页岩碳酸盐二氧化碳含量的测定方法研究[J]. 刘泳,郭玉红.  煤质技术. 2009(05)

硕士论文
[1]硫磺回收工艺的模拟与优化[D]. 白昊.大连理工大学 2013
[2]柳树河油页岩热解及催化热解研究[D]. 张德法.大连理工大学 2012
[3]油页岩干馏及其残渣燃烧过程的模拟[D]. 张凡志.东北电力大学 2012
[4]页岩油含酚废水萃取过程的模拟研究[D]. 王雪.大连理工大学 2011
[5]油页岩热解制油制气的新工艺研究[D]. 邢高建.大连理工大学 2011
[6]油页岩的热转化利用[D]. 杨帆.西北大学 2009
[7]油页岩热解及燃烧反应的化学动力学研究[D]. 徐峰.东北电力大学 2007



本文编号：2985395