柴油基钻屑与改性剂协同热脱附特性研究

发布时间：2024-05-09 03:07

　　油基钻井液已经广泛应用于页岩气钻井,产生大量油基钻屑的处理成为环保难题。热脱附技术可以高效处置含油固体废弃物,但存在传热效率低、能耗高和二次污染等制约因素。为了提高热脱附传热传质效率,降低处理能耗,减少对环境的二次污染,本文以柴油基钻屑为研究对象,分析其基本性质与热解特性,选取出适宜的改性添加剂与掺混比例,探究了热脱附最佳工况条件,采用协同热脱附手段,开展了以生石灰为改性剂在油基钻屑热脱附过程中对产物分布与组成和工况能耗的影响研究,讨论了生石灰的协同作用与影响机制。油基钻屑经过甩干离心后的干基含水率较低,污染成分主要是以石油烃类为主的基础油,含油率约5%～6%,重金属元素含量较少。钻屑提取基础油主要是由C₁₁～C₂₀长链正构烷烃分子组成,粘度低流动性好,馏程分布在172.6°C～498.6°C,多数脂肪烃分子的馏出温度在200°C～300°C范围内。油基钻屑热解过程分为三个主要阶段:水分和轻质组分的解吸(50°C～250°C)、少量重质组分的热解(250°C～650°C)以及矿物质的分解(650°C～1000°C)。比较了生物质锯末、粉煤灰、...

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【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
引言
第1章 文献综述
    1.1 油基钻屑与主要处理技术
        1.1.1 油基钻屑概况
        1.1.2 油基钻屑处理技术
    1.2 热脱附技术处理油基钻屑
        1.2.1 热脱附技术现状
        1.2.2 热脱附原理及影响因素
        1.2.3 热脱附现存问题与发展趋势
    1.3 协同热脱附及其添加剂
    1.4 研究内容与意义
第2章 实验材料、设备和方法
    2.1 实验材料
    2.2 钻屑基本性质分析方法
        2.2.1 钻屑理化性质分析
        2.2.2 钻屑基础油性质分析
    2.3 同步热重分析与红外联用
    2.4 动态连续炉热脱附实验
        2.4.1 实验设备与方法
        2.4.2 热脱附不凝气分析
        2.4.3 热脱附冷凝液分析
        2.4.4 热脱附残渣分析
第3章 油基钻屑基本性质分析
    3.1 钻屑原样理化性质
    3.2 柴油基钻屑基础油性质
    3.3 本章小结
第4章 油基钻屑热重分析与动力学研究
    4.1 油基钻屑TG-DTG-FTIR分析
        4.1.1 钻屑干基热解特性
        4.1.2 钻屑湿基热解特性
    4.2 混合物料TG分析
        4.2.1 钻屑干基与锯末
        4.2.2 钻屑干基与粉煤灰
        4.2.3 钻屑干基与生石灰
        4.2.4 添加剂种类的选择
        4.2.5 掺混比例的选择
    4.3 混合热解动力学研究
    4.4 本章小结
第5章 热脱附动态模拟实验研究
    5.1 油基钻屑单独热脱附实验
        5.1.1 动态热脱附温度的确定
        5.1.2 动态热脱附时间的确定
        5.1.3 热脱附产物性质分析
    5.2 油基钻屑与生石灰协同热脱附实验
        5.2.1 生石灰对钻屑残渣含油率与产物分布的影响
        5.2.2 生石灰对产物组分组成的影响
        5.2.3 生石灰对热脱附工况与能耗的影响
    5.3 协同热脱附机理探讨
    5.4 本章小结
第6章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
致谢
个人简历
硕士期间研究成果



本文编号：3968224