柳树河油页岩和PVC的热解与共热解特性研究

发布时间：2018-11-10 20:07

【摘要】：油页岩被认为是最有潜力的非常规油气资源之一,废弃PVC是难回收利用的高分子材料之一。油页岩与PVC共热解过程可同时解决油页岩热解氢量不足和废塑料污染问题。采用热重仪分析柳树河油页岩和PVC的热解与共热解,实验结果表明柳树河油页岩在热分解过程中会出现3个明显的失重区间,分别是室温到230℃左右的水分失重,230-600℃之间有机质的分解,以及600℃以后矿物质的热解。由TG曲线可以看出,有机质热解阶段,油页岩失重最明显,失重率最大,随着温度升高速率增加,油页岩的失重更加明显,而添加PVC之后,失重率明显增大,选取有机质热解阶段通过实验数据对其动力学进行拟合,动力学参数拟合结果表明,随着温度升高加快,油页岩和PVC的热解活化能都增大,加入PVC之后,油页岩和PVC的活化能实验计算值比理论值要大,说明加入PVC对油页岩的热解有较大影响。采用石英材质反应器的固定床装置对柳树河油页岩和PVC进行热解和共热解研究,在氮气气氛下分别考察热解温度(460-580℃)、恒温时间(5-25min)、载气流量(0.06-0.2L/min)和PVC添加量(5-20%)对油页岩热解反应和热解产物分布的影响,发现随着热解温度升高,恒温时间增长,页岩油产率先升高后降低,在500℃,恒温20min的时候达到最大；而当载气流量增大的时候,页岩油产率降低了,PVC的添加增加了油页岩的产油率。柳树河油页岩最佳热解条件为500℃、恒温20min,载气流量为0.06L/min,添加质量分数为20%的PVC；此时,页岩油收率为17.70%。气体收率随热解温度上升而增加,PVC的加入会增加气相收率,其中CH4、C2H、C2H6的含量也随PVC加入量的增加而增加。半焦收率随温度升高而减少,页岩半焦的工业分析和元素分析结果表明热解和共热解均随温度升高半焦灰分量增高、挥发分量减小。相同条件下,PVC的加入使得半焦灰分含量升高,挥发分减小,说明PVC抑制了油页岩裂解碎片向半焦的转移,使油页岩中的有机质更多的生成页岩油,而不是留在半焦中。
[Abstract]:Oil shale is regarded as one of the most potential unconventional oil and gas resources, and waste PVC is one of the polymer materials that are difficult to recycle. The co-pyrolysis process of oil shale and PVC can solve the problem of insufficient hydrogen content and pollution of waste plastics at the same time. The pyrolysis and co-pyrolysis of Liushuhe oil shale and PVC were analyzed by thermogravimeter. The experimental results show that there are three obvious weightlessness zones in the process of thermal decomposition of Liushuhe oil shale, which are water weightlessness between room temperature and 230 鈩，

本文编号：2323482