磷对NiW/CTS脱残渣油加氢处理催化剂性能的调控作用

以原位生长法制得的Y分子筛/TiO2-SiO2氧化物(CTS)为载体,以Ni、W为活性金属组分,采用载体表面浸渍磷(P)和在金属组分浸渍液中加入磷(P)的共浸渍方法制备P改性NiW/CTS催化剂,研究了不同P改性方法对催化剂理化性质及加氢性能的影响。实验结果表明,P改性使NiW/CTS催化剂总酸量下降,但表面浸渍P改性使催化剂L酸中心数量下降,而共浸渍P改性使催化剂L酸中心数量增加;P的引入削弱载体与金属间的相互作用,提高金属组分在载体表面的分散性,其中共浸渍P改性法更有利于促使高加氢活性前躯体的形成。因此,共浸渍P改性的催化剂对脱残渣油具有更好的加氢脱硫、脱氮和芳烃饱和性能。

油基岩屑脱油残渣制备CaO–Al_(2)O_(3)–SiO_(2)系微晶玻璃的研究

油基岩屑是页岩气开采中产生的主要危险废物,其脱油残渣的高值化利用是近年相关领域的研究热点。本文研究了以油基岩屑脱油残渣为主要原料搭配粉煤灰采用高温烧结法制备CaO–Al_(2)O_(3)–SiO_(2)(CAS)系微晶玻璃的可行性,分析了不同碱度和不同烧结条件对微晶玻璃性能的影响,研究结果表明:碱度为0.62、烧结温度为900℃、烧结速率为5℃/min、晶化时间为2 h时,制得的微晶玻璃试样各项性能最佳,其密度为2.69 g/cm^(3),吸水率为0.05%,显微维氏硬度为5.20 GPa,抗折强度为119.22 MPa,耐酸耐碱腐蚀性分别为97.05%和98.11%,满足JC/T 2097—2011《工业用微晶板材》中的各项要求;油基岩屑脱油残渣引入的适量BaO有利于微晶玻璃的析晶能力;最佳条件下制得的CAS系微晶玻璃主晶相为硅灰石(CaSiO_(3)),晶体呈颗粒状,副晶相为钙长石(CaAl_(2)Si_(2)O_(8)),晶体呈片状,玻璃体内晶相稳定,晶体分布均匀、晶粒排列紧密。

油页岩脱油残渣制备白炭黑的试验研究

介绍了某油页岩脱油残渣制备白炭黑的工艺 ,采用煅烧、酸浸和氯化焙烧等提纯作业 ,可有效地除去油页岩脱油残渣中的Fe和TiO2 等显色杂质矿物 ,最终产品含SiO2 91 5 3 % ,而Fe和TiO2 分别降至 0 0 4%和 1 5 1% ;产品的白度为 83 5。实现了资源的综合利用 ,具有良好的经济、环保和社会效益。

油页岩及其脱油残渣的矿物学研究

利用吉林农安和桦甸、广东茂名、海南长昌以及黑龙江达连河等5个产地的油页岩样品进行脱油残渣的烧制和不同条件下的成瓷条件实验,通过XRD、XRF分析及烧失率的变化,初步获得了5个产地油页岩的化学成分、矿物含量、废渣成分及烧瓷后的矿物成分等。结果表明:不同油页岩中黏土矿物的种类差异在不同程度上会影响油页岩的含油率。

油基岩屑脱油残渣特性分析及制备免烧砖技术

以海上油基岩屑脱油残渣为基本原料制备免烧砖。对脱油残渣进行了表征,考察了脱油残渣掺加量对免烧砖性能的影响,并对免烧砖浸出液污染物进行了分析。实验结果表明:脱油残渣的元素组成以Si、Al、Fe、Ca和Ba为主,矿物组成以石英(SiO_(2))、高岭土(Al_(2)O_(3)·2SiO_(2)·2H_(2)O)和重晶石(BaSO_(4))为主,粒径为1.58~50.63μm;在脱油残渣、水泥、细集料、粗集料、石膏和聚乙烯醇的质量分数分别为20.0%,20.0%,47.5%,8.0%,4.0%,0.5%,水固(质量)比为14%的条件下,制得的免烧砖的抗压强度为15.69 MPa,吸水率为10.44%,软化系数为0.83,抗冻性能良好,建材性能满足《非烧结垃圾尾矿砖》(JC/T 422—2007)中MU15强度等级。脱油残渣作为掺加原料制备免烧砖,可以替代部分细集料,解决了油基岩屑脱油残渣上岸后的末端处置问题。

海上油基岩屑脱油残渣与偏高岭土混掺对混凝土性能影响研究

为解决海上钻井油基岩屑上岸后热解脱油残渣堆积及潜在环境风险问题,研究了残渣与偏高岭土混掺制备混凝土的可行性。考察了残渣基本性能及不同掺量、养护龄期下混凝土力学性能与耐久性能变化情况,并探究了混凝土强度形成机理及环境特性。结果表明:单掺残渣对混凝土性能具有较大的负效应,在最佳掺量10%时可达到设计强度(30 MPa)。偏高岭土可有效改善混凝土性能,提升残渣掺量。混凝土主要矿物相为二氧化硅、钙钒石、氢氧化钙和水化硅酸钙等,这些水化产物在体系内共同作用赋予混凝土基本强度。混凝土浸出液COD、重金属离子等指标可达到GB 8978—1996《污水综合排放标准》一级排放限值,环境安全性良好。该研究为海上油气田油基岩屑回收上岸后热解残渣的资源化处置提供参考。

油页岩开发中脱油残渣的综合利用研究

用X射线衍射法分析了油页岩脱油残渣中的成分及其结构特征,通过油页岩脱油残渣综合利用的可行性研究,确定了综合利用的工艺流程为:先煅烧活化再酸洗除杂,得到白炭黑的同时,可得到硫酸铝类絮凝剂。这不仅可以解决油页岩脱油残渣的环境污染问题,而且使资源利用高值化,对石油替代能源油页岩的开发利用有重要意义。

油基岩屑脱油残渣制备复合胶凝材料研究

针对油基岩屑脱油残渣末端处置难题,以脱油残渣作为辅助胶凝材料开展了制备复合胶凝材料的可行性研究。考察了不同原料配比对复合胶凝材料性能的影响,确定了最佳配比,探究了复合胶凝材料的水化过程。脱油残渣对复合胶凝材料基本性能具有负效应,在最佳配比条件下(熟料∶石膏∶脱油残渣∶矿渣=71∶4∶7.5∶17.5),复合胶凝材料性能满足GB 175-2007《通用硅酸盐水泥》P·C 32.5R等级要求。脱油残渣中硅铝质物质在熟料水化产生的OH-和Ca^(2+)作用下发生二次水化反应形成部分C-S-H凝胶以及钙矾石,进而与熟料水化形成的产物相互交错生长,赋予力学性能。利用脱油残渣制备复合胶凝材料有效解决脱油残渣末端处置问题,从而为脱油残渣的资源化处置提供参考。

油页岩脱油残渣制备聚合氯化铝铁絮凝剂的试验研究

以油页岩脱油残渣为原料,采用酸浸、水解、聚合、熟化等工艺过程,制备聚合氯化铝铁(PAFC)絮凝剂产品。重点对制备PAFC絮凝剂的酸浸工艺参数进行研究,其最佳工艺条件:活化温度850℃、盐酸浓度20.2%、酸浸温度110℃、酸浸时间2.0h、液固比4∶1,氧化铝浸出率90.6%,氧化铁的浸出率91.7%。利用红外光谱分析技术对PAFC进行了结构表征及PAFC絮凝性能试验,结果表明,在相同条件下PAFC的絮凝效果明显好于聚合氯化铝(PAC),用油页岩脱油残渣制备PAFC絮凝剂产品是可行的。

不同聚乙烯醇纤维掺量对油基岩屑热解残渣水稳基层的性能影响

油气勘探开采过程中不可避免地会产生油基岩屑,油基岩屑热解残渣的科学处理和高效利用是制约油气绿色高效开发的一个难点。为了解决油基岩屑热解脱油残渣(以下简称残渣)堆积及潜在环境风险问题,充分资源化利用残渣,基于残渣制备井场公路路面基层可行性研究基础上,分析了不同残渣掺量下水泥稳定碎石基层(以下简称基层)力学与耐久性能,研究了不同聚乙烯醇(以下简称PVA)纤维掺量对基层性能优化情况,并探究了基层强度形成机理。研究结果表明:①残渣中重金属含量和多环芳烃含量均未超过国家相关标准限值,且残渣具有替代基层中细集料的潜能;②残渣掺量的增加对基层无侧限抗压强度、劈裂抗拉强度和抗冻融性能均具有一定的负效应,残渣掺量高于30%时基层强度不能满足国家相关标准;③PVA纤维的适量添加对基层力学与耐久性能均具有增强作用,掺入0.15%PVA纤维时,可提升残渣掺量至40%;④基层主要矿物为钙钒石、氢氧化钙、石英和重晶石,其在体系内共同作用赋予基层基本强度,同时PVA纤维具有“增强加韧”作用,进一步提高了基层性能;⑤基层中重金属和多环芳烃的致癌风险值和非致癌物危害商分别低于10-6和1,环境风险在可接受水平内。结论认为,研究结果为残渣的资源化利用提供了技术参考,必将助力油基钻井液更广泛地使用,将保障更多油气的高效勘探和开发。

深、浅层页岩气区块油基岩屑污染特征研究

深、浅层页岩气由于地区、井深、油基钻井液体系的不同,产生的油基岩屑特性也可能存在差异。为此,采集了川渝地区5个深、浅层页岩气油基岩屑样品,分析了深、浅层页岩气预处理前后油基岩屑及脱油残渣中重金属、多环芳烃(PAHs)和石油烃的污染特性。结果表明:在预处理前后,油基岩屑中的石油烃含量均超过GB 5085.6-2007《危险废物鉴别标准毒性物质含量鉴别》限值要求;重金属、PAHs含量较低,均未超过GB 36600-2018《土壤环境质量建设用地土壤污染风险管控标准(试行)》中第二类用地的筛选值限值;热脱附处理后脱油残渣中的石油烃、重金属、PAHs含量均低于GB 5085.6-2007。

钻屑残渣制备沥青路面面层重金属释放特征研究

目的为进一步拓宽油基岩屑脱油残渣资源化利用途径,采用脱油残渣、矿粉、碎石等为原料,进行脱油残渣制备沥青路面可行性研究。方法采用JTG/T F40-2004《公路沥青路面施工技术规范》、GB/T 30810-2014《水泥胶砂中可浸出重金属的测定方法》和EA NEN 7375-2004《模制或整体式块状材料的浸出特性标准》方法,考查了剩余固相替代矿粉制备的沥青面层试块的产品质量,分析了沥青面层重金属有效释放量和释放特性。结果当剩余固相掺加量不高于4.8%(质量分数)时,制备出的沥青路面面层试块各项性能指标均符合JTG/T F40-2004要求。沥青面层试块浸出液中11种重金属(砷、钡、钴、铜、铬、锰、钼、镍、铅、钒、锌)释放率均低于1%。沥青面层试块中各重金属释放机理具有差异,其中砷、铬的释放机理主要为溶解作用,钡、钴、锰、镍、铅的释放机理主要为表面冲刷,剩余重金属受到扩散作用控制,且各重金属释放速率呈现钡<钴<锌<锰<镍<铬<砷<铅<铜的规律。结论油基岩屑脱油残渣可替代矿粉,用于制备沥青面层试块,制备的沥青面层试块重金属迁移污染地下水环境风险较低。建议产废企业联合道路建设行业共同制定油基岩屑脱油残渣制备沥青混合料产品质量标准及其污染控制要求,推动油基岩屑脱油残渣在公路建设行业的推广应用。

大孔FCC催化剂的制备及裂化性能研究

利用聚苯乙烯(PS)颗粒和脱油残渣(VR)乳液为模板剂制备了大孔重油催化裂化催化剂,与未加模板的参比催化剂相比,比表面积分别增加了38.0%和46.2%,孔体积分别增加了20.6%和35.8%,平均孔径分别增加了54.5%和27.3%。微反评价结果表明,大孔催化剂活性较高,对重油的转化率分别提高了9.8%和12.2%,总液收分别提高了10.2%和7.3%。与参比催化剂相比,积炭后PS颗粒和VR乳液模板大孔催化剂的活性有一定程度的降低,但是当积炭量相同时,大孔催化剂的重油转化率和总液体产物收率都比参比催化剂要高,且两类大孔催化剂的数据比较接近。催化剂的基质经模板扩孔后,由于具有微孔-介孔-大孔的梯度孔分布,孔径分布更加合理,重油分子在催化剂孔道内的扩散速率更快,容炭能力更强,所以大孔催化剂具有较好的裂化性能。