我国油页岩热性质研究——油页岩的热膨胀性能

用热机械仪研究了国内5种油页岩的热膨胀问题.根据所测得的数据,我国油页岩的热膨胀行为可以分成两类:(1)热膨胀率随温度的升高而递增(如桦甸、新疆、抚顺油页岩);(2)热膨胀率在温度升高过程中出现峰值(如黄县、茂名油页岩).但是,经过干燥处理后的试样,其热膨胀系数(α_(100)^(300)与温度呈线性关系.其中以桦甸油页岩的热膨胀系数为最大(α_(100)^(300)=210),茂名油页岩的热膨胀系数为最小α_(100)^(300)=14.5).试验发现,用水浸湿后的茂名油页岩具有奇特的热膨胀行为,在180～220℃时突然出现剧烈膨胀的现象.茂名油页岩在加热干燥时产生热崩碎的原因可能与这一奇特的热膨胀行为有关.这有待进一步研究.

块状油页岩热解过程的研究——Ⅰ.热解反应动力学参数

对于抚顺及茂名沛页岩(粒径范围:0～60mm),利用单块页岩热解反应装置,以三种升温速率(1℃/min、2℃/min及5℃/min)进行了热解实验,得到了不同温度下热解总失重、页岩油收率、干馏气体收率及其组成等实验数据.考察了诸因素(粒度、升温速率、加热温度和载气流量)对热解过程的影响,发现加热温度、粒度以及升温速率是热解过程的主要影响因素.首次建立了包括传热因素在内的热解反应动力学模型,求得了块状页岩的热解总失重、热解出油及产气过程的动力学参数.结果表明:热解总失重、热解出油及产气过程的表观活化能分别约为105～120kJ/mol、125～165kJ/mol及100～120kJ/mol.

油页岩压力热解的研究

利用压力差热仪分别对抚顺、茂名和美国Colorado油页岩进行压力热解实验,获得了这些岩样在压力分别为1.0×10~5,1.0×10~6、2.0×10~6、3.0×10~6、4.0×10~6、5.0×10~6和6.0×10~6Pa,升温速率为10℃/min条件下的DTA热解图谱,并讨论了压力对各岩样DTA热解曲线的影响.又通过对抚顺和Colorado油页岩及其热解固体产物进行有机碳和FT-IR光谱分析,对页岩有机质的压力热解机理做了初步探讨,从而解释了压力对油页岩热解的影响.

用两步热重法测定生油岩干酪根的芳碳率和生油量

用两步热重法（用样量小于１０ｍｇ）快速测定干酪根的无水无灰基。固定碳含量（ＦＣ），并与固态＾１３ＣＮＭＲ法测定的芳碳率（ＦＡ）相比较，得到关联公式。两步热重法的原理是，第一步：在惰性气氛（Ｎ２）下，将干酪根升温至１１０℃，测出水分失重，于１１０～９００℃热解并测出挥发分失重；第二步：在９００℃下将Ｎ２切换成空气，燃烧至恒重测固定碳重，残渣为灰分。本文还结合干酪根有机碳的质量系数法。

油页岩催化热解气态产物析出特性

采用气相色谱仪和微量硫分析仪在铝甑干馏炉上考察了不同催化剂作用下油页岩热解干馏气和含硫化合物的析出特点。结果表明:催化热解降低了干馏气的产率,不同催化剂对干馏气组成的影响不同;Ni2O3和环烷酸钴促进氢气的析出,降低了CH4的析出;13X分子筛促进烃类析出,Ni2O3和活性白土降低了烃类的析出。催化剂促进了CO2的析出,但对CO析出的影响较小。与常规热解相比,催化热解促进了油页岩干馏气中含硫化合物的析出,皂土和Mo S2的促进作用最大,总硫析出量比常规热解提高4.58倍和3.95倍;活性白土和环烷酸钴的促进作用较常规热解提高了64.01%和32.95%。

茂名油页岩干燥问题的研究

茂名油页岩加热干燥时会产生热崩碎。本文采用热重仪和热机械仪研究了产生热崩碎的原因及其影响因素。试验表明,加热速率对热崩碎有明显的影响,并发现加热速率与页岩热崩碎点的含水量之间呈线性关系。此外,页岩块径愈小则愈不易发生崩碎。故茂名油页岩在干燥时主要是大块的页岩发生了崩碎。

油页岩燃料燃烧特性的研究

油页岩的能源开发与利用需要对其进行试验研究。通过对油页岩的燃料与燃烧特性进行初步试验研究，得出几个有益的结论。

油页岩热裂解产物页岩油的相关性质分析

利用实验室现有条件,对油页岩热裂解制得的页岩油进行了密度、pH值和粘度等相关性质的分析,目的是为今后热裂解制取页岩油工业化生产奠定基础。

等离子体氧低温灰化仪的试制及应用

根据低温等离子体氧氧化的基本原理及文献资料,自行设计研制了一套能用于固体燃料低温灰化的等离子体氧低温灰化仪。实验结果表明,仪器的性能良好。在氧流速为 50mL/min,真空度小于 0.26kPa,高频发生器输出50W时,该仪器可对煤或油页岩试样进行正常的低温灰化。灰化时间与灰化后的残留有机碳达到国外同类仪器工作的水平。对仪器的氧化反应器与真空系统的接口作了新的设计,使气体中残余的等离子体氧充分复合为分子态,保证了仪器的长期安全操作。该仪器可用于测定煤和油页岩矿物质的含量;还可用于直接测定油页岩中有机质的氢碳比。

黄县油页岩热分解动力学——586℃后第二失重阶段的考察

本文通过对不同热解终温度页岩半焦及化学处理后页岩样品红外吸收光谱的对比,结合热分解动力学参数及其它依据,对黄县油页岩第二个热解失重阶段进行了综合考察。结果表明,主要是页岩中白云石及方解石等碳酸盐类矿物质的分解导致了黄县油页岩第二个热解失重阶段的出现。采用一级动力学模型满意地拟合了第二失重阶段的实验数据,求得的表观活化能及指前因子与文献列举的 Colorado页岩中白云石及方解石的热解动力学参数值相当吻合。

江汉盆地潜江凹陷陆相页岩油成藏特征

潜江凹陷潜江组沉积了一套最厚60000m的盐韵律夹砂泥岩的盐系地层，平面上表现为“半盆砂、满盆泥、满盆盐”的特殊局面，形成了具有独特沉积充填特征的陆相盐湖盆地淡化期沉积的富有机质泥页岩大面积分布，成化期沉积的盐岩层往物源区相变为钙芒硝岩-白云岩-泥岩-砂岩，发育了两种类型页岩油：一是复韵律页岩油藏，二是单韵律页岩油藏这两种类型的主力泥页岩层单层厚度在2～20m之间，累计厚度在200-3000m之间，分布广，有机碳含量高，测井曲线上具有“三高一低”的特征、脆性矿物含量普遍大于40％，由石英、方解石、白云石组成、泥页岩储集空间为微裂缝、溶蚀孔、晶间孔，储集性能较好这两种类型的页岩油地层中见到了丰富的油气显示，且有多口井获工业油流．

油页岩热物理性质研究综述

本文回顾了油页岩在加热条件下,油页岩的热解特性、油页岩的导热特性和油页岩的力学特性等基本热物理特性。油页岩热解分为三个阶段:低温水分析出阶段,中温有机质分解阶段和高温结晶水析出阶段;油页岩的导热系数呈现各向异性,平行层理导热系数大于垂直层理的导热系数,且温度对于导热系数的影响较弱;油页岩的抗拉强度、抗压强度、弹性模量和泊松比随温度的升高而减小;油页岩随着温度的升高,蠕变特性更加明显,拉伸破坏往往出现在热解过程中。

可降解聚酯酰胺纳米复合材料的制备与表征

聚酯酰胺具有良好的机械性能和降解性,利用无机纳米材料可以改善聚合物的机械性能。利用纳米材料的增强作用原位复合多壁碳纳米管,制备聚酯酰胺和碳纳米管复合材料,对其复合行为和性能进行研究。考察多壁碳纳米管在聚酯酰胺中的分散,测试复合材料的热性能、机械性能以及复合材料吸水和降解性能。结果表明:多壁碳纳米管可以在聚酯酰胺中均匀分散,复合材料拉伸强度和断裂伸长均增加,降解性保持。

应用FTIR分峰程序对页岩油中羰基化合物相对含量测定的研究

页岩油中的羰基化合物分离富集后,用GC-MS定性,在此基础上,对其谱图中的羰基峰,以统计出的参数为初始值进行分峰处理,得到各族组分的相对含量有半定量意义。此方法简单,不但对页岩油中羰基含氧化合物的研究有一定的实际意义,而且可用于其它类似体系的研究。

颗粒油页岩在流化床燃烧过程中的传热Biot数

传热Ｂｉｏｔ数的大小是判别颗粒内部温度均匀性的依据，计算了颗粒油页岩在流化床燃烧条件下脱挥发分过程和半焦燃烧过程的Ｂｉｏｔ数。结果表明，脱挥发分过程中颗粒油页岩内部存在着较大的温度梯度，半焦燃烧过程的Ｂｉｏｔ数小于０．１，可将颗粒视为等温．讨论了相关的动力学处理方法。

沾化凹陷罗家地区沙三下亚段页岩地球化学特征及其评价

通过对有机质丰度、有机质类型、有机质成熟度的特征进行详细研究，综合分析了沙三下亚段（Es3^L）页岩地球化学特征并对其进行了评价。研究结果表明，在有机质丰度上，Es3^L页岩总有机碳质量分数（w（TOC））和氯仿沥青“A”（w（“A”））质量分数均较高，是页岩油的主要富集层位；在有机质类型上，有机质显微组分和热解烃质量分数w（S2）~w（TOC）线性回归均表明Es3^L页岩有机质类型为I型，具有较好的生油潜力；在有机质成熟度上，镜质体反射率和最高热解峰温均表明Es3^Lt岩中的有机质处于成熟阶段，正在大量生油。

油页岩测定中溶剂汽油废液的回收和再利用研究

利用浓硫酸的磺化反应可以除去烯烃类物质的原理,研究了溶剂汽油废液回收和再利用的问题。分析了回收后溶剂汽油的萃取作用和萃取效果。实验结果表明,回收后的溶剂汽油与新购置的溶剂汽油在对水分的萃取方面效果达到很好的一致性。

油页岩含油率测定所用溶剂的选择

应用不同时间段二甲苯与溶剂汽油对页岩油中水分萃取读数比较及预算比较分析,研究了二甲苯和溶剂汽油在含油率测定中的适用性及其选择的问题。分析了造成二甲苯与溶剂汽油在油水分离上存在差别的原因。实验结果表明进行油水分离,用二甲苯要优于溶剂汽油。

反应条件对轻质页岩油加氢脱氮性能的影响

在固定床加氢微反装置上,采用硫化态NiMoW/Al2O3催化剂,以东宁轻质页岩油(<350℃馏分)为原料,考察反应条件对加氢脱氮性能的影响。结果表明,适当降低反应空速、提高反应压力、提高反应温度均有利于提高催化剂加氢脱氮反应活性,提高产物的质量。在反应温度380℃、反应压力8.0MPa、体积空速0.8h-1、氢/油体积比750∶1的条件下,加氢生成油的硫、氮、芳烃含量均明显降低,石脑油馏分可作为化工轻油,柴油馏分可直接作为清洁柴油调和组分使用。

近红外光谱法分析油页岩含油率中波长选择方法的研究

波长选择是光谱建模分析的重要步骤。研究了近红外光谱法分析油页岩含油率过程中的波长选择方法,用以剔除光谱数据中的冗余信息和干扰信息,提高分析模型的建模效率和预测能力。分别采用相关系数法(CC)、移动窗口偏最小二乘法(MWPLS)和无信息变量消除法(UVE)对油页岩近红外漫反射光谱数据的波长区间进行了选择,研究了不同阈值、窗口宽度和噪声矩阵对上述方法的影响,建立了所选择波长处的反射率数据和样品含油率标准值间的偏最小二乘(PLS)分析模型,比较了上述方法的选择效果。结果表明:与使用全谱数据建模相比,采用上述方法筛选过的光谱数据均能提高模型的建模效率和预测能力,其中经UVE法筛选后的光谱数据仅占全谱数据总数的22.8%,模型的RMSECV却降低了9.3%,RMSEP降低了4.5%。