硫酸盐热化学还原反应基元步骤与反应机理初探

利用高压釜对Fe2（SO4）3、Al2（SO4）3、MgSO4、CaSO4、Na2SO4及K2SO4等六种硫酸盐与正庚烷发生反应的可能性进行了热模拟实验。研究发现,400℃时Fe2（SO4）3、Al2（SO4）3和MgSO4都能与正庚烷发生强烈的硫酸盐热化学还原反应（TSR）,主要生成金属氧化物和/或金属硫化物、硫化氢、炭以及硫醚、硫醇、噻吩等有机硫化物;而相同条件下CaSO4、Na2SO4及K2SO4参与TSR的程度则很低。根据六种硫酸盐与正庚烷反应后气油固三相产物的分析结果,探讨了硫酸盐热化学还原反应的基元步骤与反应机理。     

石油焦活化机理的研究

研究了石油焦在高温、碱性条件下的活化机理。扫描电镜和低温N2吸附法测定孔结构结果表明，石油焦在750 ℃～800 ℃下活化得到的产品，比表面达2 900 m2/g，微孔率到90%，吸附甲烷的体积比为115∶1，是较理想的活化反应温度范围。气相色谱分析结果证明，在活化过程中产生的气体为H2，CO2，CO，CH4。X射线衍射结果表明，吸附剂产物属于部分石墨化的无定形体。     

生物降解原油研究的新方法

利用沥青质包裹烃和沥青质钌离子催化氧化（RICO）产物中的生标对生物降解原油进行了研究。研究表明，虽然原油中的生标受到了严重破坏，但利用这两种方法在沥青质中均可以获得较为完整的生标系列。与其它方法相比，这两种方法简单方便，结果较为可靠、准确，可能是生物降解原油研究的发展方向。     

爱沙尼亚油页岩及其热解产物的电子顺磁共振研究

采用电子顺磁共振（EPR）技术,系统地研究了热解温度对样品自由基浓度、g因子和线宽的影响。结果表明,油页岩干酪根及其制备的热解产物沥青、焦油和半焦的自由基浓度为2.29×10¹⁴-9.16×10¹⁴。当热解温度低于380℃时,主要发生干酪根的热解聚,当热解温度超过380℃,主要为中间产物热沥青的分解阶段,表现为热沥青的自由基浓度N_g和g因子值高于半焦。对EPR谱图线宽分析可知,当温度高于380℃时,焦油的线宽明显大于半焦和热沥青,说明液体内部自由基中自旋粒子间以及自旋粒子与环境的相互作用要比固体剧烈的多。温度低于380℃时,半焦和热沥青由于热解反应的进行,自由基自旋粒子之间及其与环境的相互作用增强,线宽随着温度的升高而增加。温度高于380℃时,半焦和热沥青的EPR曲线线宽降低,表明随着温度的升高自由基自旋粒子的相互作用减弱。     

沥青作为中间产物的油页岩热解动力学的研究

本文利用改进的铝甑试验装置,对抚顺油页岩进行了不同终温(380—520℃)下的热解试验,得到了残留母质、沥青、焦油、气体等产物在恒速升温速率为2℃/min下的实验数据。采用包括两个连串一级反应的动力学模型对实验数据进行了处理,求得了有关的动力学参数。最后,对油页岩的热解机理进行了探讨。     

钌离子催化氧化研究石油沥青质芳香环系结构特征

对四种石油沥青质钌离子催化（RICO）的研究表明，芳羧酸产物中三元以上的芳羧酸主要分布在水相中，二元芳羧酸在水相和有机相中均有分布，而一元芳羧酸完全分布在有机相中。产物甲酯化后利用色谱/质谱检测到苯甲酸甲酯和对苯二甲酸二甲酯，表明沥青质中存在被忽略的联苯型（包括三联苯型）芳香环系的结构，现有沥青质结构模型可能高估了芳香环系的缩合程度。根据RICO氧化分析结果本文计算了沥青质的芳香环系结构特征参数，发现该参数能较好地反映沥青质芳环结构特征，而且与原油成熟度可能存在一定关系。     

沉积有机质的加氢热解及其地球化学信息研究

用加氢热解(hydropyrolysis)释放高演化源岩干酪根和沥青分子网络中共价键结合的生物标志物,在恢复原始有机地球化学信息方面具有重要的意义,可应用于源岩有机质生源确定、成熟度确定、古沉积环境判识以及油/源对比等.实验表明,样品沥青“A“与加氢热解产物中生物标志物的组成存在一定的差异,加氢热解产物中含有丰富的地球化学信息.加氢热解具有产物收率高、结构重排少、生物特征保持完整等特点,能够合理地释放出沉积有机质分子骨架中具有原生性的组分,保持完整的原始生物标志物结构和立体化学特征.加氢热解技术为油气地球化学研究开辟了新途径.     

催化加氢热解/气相色谱-质谱研究沉积物中生物标志物

针对地质体中高演化沉积有机质，应用催化加氢热解/气相色谱-质谱方法测定了干酪根中以共价键结合的生物标志物。结果表明，实验样品的催化加氢热解产物收率明显高于二氯甲烷（DCM）索氏抽提，产物色谱图中饱和烃的峰形、保留时间和质谱特征与索氏抽提峰形基本一致；对比两种方法产物中饱和烃主要指标甾烷m/z 217和藿烷m/z 191表明，经过加氢还原，干酪根分子网络中共价键结合着两种生物标志物分子骨架得到印证，为催化加氢热解提取沉积物中生物标志物的方法可靠性提供了依据。催化加氢热解/气相色谱-质谱技术是一种对研究高演化沉积有机质中生物标志化合物有独特作用的有效分析手段。     

天然气与硫酸盐热化学还原反应的模拟实验研究

为探讨天然气中高含量硫化氢形成的化学机制，利用高温高压反应装置，对天然气与固态硫酸钙反应体系进行了热模拟实验研究。使用气相色谱仪、微库仑仪、傅里叶变换红外光谱仪和X射线衍射仪对产物进行了分析，探讨了硫酸盐热化学还原反应的热力学特征，并进行了反应动力学研究。结果表明，高温下天然气与固态硫酸钙可以发生反应，产物主要为硫化氢、二氧化碳、碳酸钙、水和炭。热力学研究表明，天然气与固态硫酸钙的反应可行，升高温度对反应有利，同一温度下长链烷烃与固态硫酸钙发生反应的可能性要比短链烷烃大。根据动力学模型得到反应活化能为96.824kJ/mol。     

黄县块状褐煤热解过程的研究

本文利用单一煤块热解反应装置,在升温速率为2℃/min下,对黄县块状褐煤(粒径20—60mm)进行了热解实验,测得了热解失重和煤块内外温差数据。考察了粒径对热解过程的影响,成功地建立了包括传热因素在内的热解动力学模型。结果发现,热解失重活化能约为110kJ/mol,煤块最大内外温差出现在干燥段,对于粒径为60mm的煤块,最大内外温差约为100℃。