油页岩热解挥发分产物二次反应对油气收率与组成的影响
2021-08-15张玉明管俊涛李家州
燃料化学学报 2021年7期
张玉明,管俊涛,乔 沛,李家州,张 炜
(中国石油大学(北京)重质油国家重点实验室,北京 102249)
随着社会不断发展,人类对能源的需求日渐增加与化石能源总量逐渐减少的矛盾越来越受到关注。2019 年中国原油的对外依存度已经超过72%[1],油页岩热解产物—页岩油,可作为一种重要的石油替代资源,受到越来越多的关注[2,3]。中国的油页岩资源丰富,总储量约9780 亿吨。油页岩直接燃烧将其富含的有机质组分直接转化为热量,同时造成较大的污染物排放,而通过低温热解制取页岩油气组分能充分利用其内在的化学结构,降低环境污染,具有良好的应用前景。高效开发和利用油页岩资源对于中国能源结构安全具有战略性意义[4]。
热解初级挥发分产物不可避免地受反应器内部温度、反应气氛与停留时间等影响而发生二次反应[5,6]。Chen 等[7]在油页岩热解实验中发现随着温度从500℃升高到1000℃时,油页岩产率先升高后降低,在600℃时,达到最大值9.6%左右。随着温度升高,页岩油中的重馏分含量不断降低,说明高温促进了重馏分的转化。然而,仅通过提高温度来提升页岩油的品质不仅会导致页岩油产率下降,而且效果有限。Lai 等[8]在考察油页岩二次热解反应时将页岩灰作为第二段负载物,研究发现控制停留时间在0−10 s 时,热解油收率降低了30%,热解油中汽柴油组分却提高了45%。Hu等[9]在研究水蒸气对生物质异位催化热解过程中发现,水分子可以充当氢供体来抑制大分子烃类的缩聚反应,过量水蒸气对挥发分二次裂解反应有一定的抑制作用,导致产物中的小分子烃类减少。……
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