桦甸油页岩热解过程中热膨胀特性研究

发布时间：2019-09-22 13:14

【摘要】：利用静态热机械分析法(TMA)分别测定三种不同有机质含量的桦甸油页岩平行层理面和垂直层理面室温到600℃温度范围内的热膨胀特性,并对影响热膨胀特性的因素进行分析。结果表明,油页岩中水分和有机质在热解过程中析出是油页岩膨胀的内在动力,有机质含量越高,油页岩的热膨胀度越大;油页岩中发达的孔隙结构会减缓气液释放造成的压力;垂直层理面的热膨胀度比对应的平行层理面的热膨胀度大。桦甸油页岩低温热膨胀主要对应水分析出,平均热膨胀度介于2.44×10~(-6)~24.42×10~(-6)K~(-1);中温热膨胀主要对应热解油气析出,平均热膨胀度介于1.83×10~(-6)~47.81×10~(-6)K~(-1)。
【图文】：

油页岩,桦甸,吸附等温线

８０２逦工程热物理学报逦３８卷逡逑度ａ以式（１）表示１１２１：逦相近，灰分含量及格金焦油产率差别较大；灰成分均逡逑ＡＬ／Ｌ逦以Ｓｉ０２、Ａｌ２０３、Ｃａ０和Ｆｅ２０３为主，其他成分含量逡逑ＡＴ逦ｈ逦较低，中矿油页岩（Ｍｅｄｉｕｍ）中ＣａＯ含量氋，富矿逡逑式中，ａ为油页岩的线膨胀度，Ｋ－１；逦为油页逦油页岩（Ｒｉｃｈ）中Ｆｅ２０３含量氋。逡逑岩的相对长度变化；ＡＴ为温度变化，Ｋ。逦实验用油页岩的ＸＲＤ及比表面积测定结果见逡逑９逦表３，吸附等温线及孔体积分布见图１和图２。三种逡逑＾邋－ｎｕｍｔｉ逦油页岩中矿物均以黏土矿物和石英为主，中矿油页逡逑２．１油页岩的性质逦岩和富矿油页岩中含量一定量的碳酸盐矿物．三种逡逑实验用桦甸油页岩的基本性质见表１和表２。由逦油页岩的比表面积差别较大，含油率越高的油页岩逡逑表１和表２可知，三种油页岩样品的水分含量（ｉｋｆａｄ）逦比表面积越校三种油页岩的吸附等温线中均呈现逡逑表１桦旬油页岩的工业分析、元素分析及格金低温干馏实验结果逡逑Ｔａｂｌｅ邋１邋Ｐｒｏｘｉｍａｔｅ邋ａｎａｌｙｓｉｓ，邋ｕｌｔｉｍａｔｅ邋ａｎａｌｙｓｉｓ邋ａｎｄ邋Ｇｒａｙ－Ｋｉｎｇ邋ａｓｓａｙ邋ｏｆ邋Ｈｕａｄｉａｎ邋ｏｉｌ邋ｓｈａｌｅ逡逑，逦Ｐｒｏｘｉｍａｔｅ邋ａｎａｌｙｓｉｓ／％逦Ｕｌｔｉｍａｔｅ邋ａｎａｌｙｓｉｓ／％逦Ｇｒａｙ－Ｋｉｎｇ邋ａｓｓａｙ／％逡逑Ｓａｍｐｌｅ邋逦—逦—；逦—逦—逦逦逦—逦逡逑逦逦Ａｄ逦Ｖ邋ｄ逦ＦＣｄ逦Ｃｄａｆ逦Ｈｔｊａｆ逦Ｎｄａｆ逦0ｄａｆ逦＾ｔ，ｄ逦Ｗａ．ｔｅｒａｃｊ逦Ｃｈａ．ｒａｃｊ逦Ｔａｒａ＜ｊ逦Ｌｏｓ

谱图,油页岩,孔体积

４期逦逦王越等：桦甸油页岩热解过程中热膨胀特性研究逦８０３逡逑Ｈ３型滞后回线（图１）１气反映出样品颗粒内部孔为逦较大的失重峰；而富矿油页岩（Ｒｉｃｈ）中含有方解石逡逑具有片状狭缝特性的狭长孔，这与油页岩颗粒片状逦和白云石，因而出现两个小的失重峰。逡逑结构特征有关。贫矿油页岩（Ｌｅａｎ）的微孔体积大，逦油页岩热解气态产物１00￣６（）0°Ｃ的ＦＴＩＲ谱图逡逑而富矿油页岩（Ｒｉｃｈ）的大孔体积大（图２）。沉积颗邋见图４，邋１００？２0０°Ｃ温度区间主要为水分释放峰，而逡逑粒的大小和数量不同，黏土矿物组成以及沉积压实、有机质从２５0°Ｃ开始分解，气态产物中可以检测到逡逑胶结作用强度不同，是造成三种油页岩比表面积和逦亚甲基伸缩振动、羰基伸缩振动的峰位。与脱矿物逡逑孔隙差异的主要因素。逦质的桦甸油页岩干酪根相比Ｉ１４，１５］，油页岩原矿的逡逑ＦＴＩＲ谱中Ｈ２０的析出峰较为明显。逡逑000３５［逦１邋—２．２热膨胀特性分析逡逑丨二＝叫逦三种油页岩不同层理面的热膨胀特征见图５？７，逡逑另＾逦▲逦平均热膨胀度见表４。贫矿油页岩的线膨胀度随着温逡逑｜邋°－００２５逦；邋＾逦＇逦度升高逐渐增大，１３０°Ｃ左右出现第一个膨胀峰；此逡逑Ｉ邋０－００２０邋－逦后柱体持续收缩，３５０°Ｃ时收缩程度最大；此后油页逡逑｜邋0．00１５逦－逦＊逦＼逦＼逦岩又开始膨胀，，４５０°Ｃ左右出现第二个膨胀峰，此后逡逑Ｉ邋000１0邋．ｉ邋＊逦丨＇逦又经历收缩过程。中矿油页岩的线膨胀系数随着温逡逑＾逦？：‘逦．逦度升高逐渐增大，１３０？１５０°Ｃ之间出现第一个膨胀逡逑0＇°００５逦＂Ｖ邋＼逦峰；此后柱体持续收缩，在２２０°Ｃ时收缩程度达到
【作者单位】：煤炭科学技术研究院有限公司煤化工研究分院;煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室;
【基金】：国家重点基础研究发展规划(973计划)资助项目(No.2014CB744302)
【分类号】：TE662

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