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桦甸不同密度级油页岩理化特性研究

孔令文  
【摘要】:本文以桦甸油页岩为研究对象,利用重液浮沉法将油页岩分为密度由低到高的六个部分,工业分析表明油页岩中挥发分和固定碳含量随着密度的增加而减少,灰分含量随之增多,元素分析显示有机炭、元素氢和氮含量均随着密度的增加而减少。 针对不同密度油页岩分别进行了X射线衍射试验,氮气等温吸附试验及热解试验,结果表明,不同密度级别油页岩中存在的矿物质的种类和含量变化规律都相似,石英是主要矿物组成,随密度级别提高而提高,黄铁矿主要以外在矿物形式存在于最高密度级别中;最低密度级油页岩与最高密度级油页岩的表面特征较相似,两者均主要含微孔孔隙,中密度各级油页岩的孔隙主要以中孔为主;最低密度级油页岩的热解失重量最大,但由于粘土类矿物质含量较少,导致该密度范围油页岩的热解速率不高。 作者针对不同密度级油页岩进行了微波干馏试验,结合电感耦合等离子体分析技术对微波干馏半焦内的微量元素含量进行测试,结果显示,微波功率大则油页岩升温速度越快,且干馏终温越高。多数微量元素挥发率均随微波功率的增加而增大。高密度级油页岩(2.0g/cm3)在微波场中的升温速率最快,低密度级油页岩(1.6g/cm3)所达终温最高,页岩油的产率随着密度的增加而减少。在入射微波功率为550W干馏时,在各密度级中的各元素均有较大程度的挥发,并且其挥发能力不尽相同。 微量元素As、Cr具有很强的无机亲和性,在高密度级油页岩中含量最多,微波干馏过程中二者的迁移量较小,大部分赋存于半焦内;Hg的无机亲和性不强,在各密度级油页岩内分布较平均,干馏过程中Hg赋存状态较稳定,迁移量很少;B和Mo具有一定的有机亲和性,在低密度油页岩内的含量相对较多;Ni、Mn在油页岩微波干馏过程中的挥发率最大,约在40%左右。


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