油页岩干酪根化学结构特性分析

利用先进的测试技术对5种不同地区的油页岩干酪根分别进行XRD、13C NMR与FT-IR分析,获得重要结构信息。通过XRD检测分析,确定5种干酪根以长程无序的聚合状态存在。采用13C NMR技术表征出干酪根的碳原子化学结构,并获得碳骨架结构的18个重要参数。最后利用FT-IR技术对干酪根官能团进行定性分析,与13C NMR实验结果互相验证,得到干酪根化学结构的详细信息。结果表明：油页岩干酪根脂碳结构最多,高达60%~90%。其中又以亚甲基碳为主,有77%~90%,且多数为直链结构,脂环或支链结构较少。芳碳结构除桦甸以单环为主外,其余均为单环和多环结构并存,其中多环结构以迫位缩合为主。氧结构总体以碳氧单键（醇、酚或醚基）和C=O两种形式存在,其中羧基类C=O多于羰基类C=O。变质程度低的干酪根中存在较多C=O,而高变质程度的干酪根则以碳氧单键C—O为主。

基于^(13)C NMR技术的桦甸油页岩热解行为

基于13C NMR技术,研究了桦甸油页岩及其不同终温下的热解固体残余物中有机质的化学结构,对典型页岩油与热解气的有机组分进行了简要分析。通过对油页岩及其热解固体残余物的谱图分峰拟合分析,获得了芳碳率、脂碳率等11个基本结构参数和平均亚甲基链的碳数、芳环取代度、桥接芳碳与周碳之比3个重要结构参数,探讨了热解过程中相应结构参数的变化特性。结果表明,油页岩在生油阶段开始之前就已经有部分亚甲基基团析出生成烃气或缩合成为芳环,而油页岩的热解过程是芳环不断缩合的过程。结合化学结构与热解固体残余物的潜在产物产率之间的关系可知,油页岩热解固体残余物的热解半焦、热解气的潜在产率分别与油页岩芳碳率、脂碳率成线性关系,而热解油的潜在产率与亚甲基基团率有直接关系。