北票油页岩化学渗透脱挥发分模型及氮元素析出预测

以北票油页岩为研究对象,通过^(13)C NMR和TG-FTIR实验检测,研究北票油页岩碳骨架组成以及不同升温速率下的热解特性,计算北票油页岩的热解反应动力学参数,进而构建CPD模型。基于CPD模型,采用全局自由基理论方法,获得针对北票油页岩的氮元素析出预测模型。结果表明:随着热解终温的提高,油页岩中脂肪族碳化合物呈现下降趋势,与之相反,油页岩中芳香族碳化合物则呈现明显的上升趋势,表明北票油页岩在热解过程中脂肪族化合物分解产生油气组分,而一些长链烷烃组分则发生缩聚等芳构化反应,进而导致了含量的升高;北票油页岩在各升温速率下最大失重率均为18%左右,说明升温速率对于油页岩的质量损失无明显作用;北票油页岩在不同升温速率下都有4个明显的下降阶段,说明油页岩的热解失重变化主要经历了4步反应;北票油页岩氮析出过程主要分为3个阶段,随着反应过程的进行氮元素析出量呈上升趋势,在脱挥发分的初始阶段氮元素参量保持平稳,随着热解程度的加深在200 ms后,曲线开始趋于平缓,油页岩中氮元素的析出量达到最大值。