世界油页岩科技进展

本文概述了油页岩日趋重要的作用和用途,展望了八十年代油页岩工业的发展前景,重点评述了世界上油页岩炼油的一些工业试验炉型,包括用于块状页岩干馏的气体内热式炉型及用于颗粒页岩干馏的固体热载体干馏炉型,并涉及到某些新干馏工艺。本文还介绍了近年来油页岩的实验室试验和基础性研究工作,包括油页岩的生成,油母的组成、结构及性质、页岩油的组成和加工研究、油页岩热加工产物的组成及其综合利用等。     

煤在热载体流化床中的热解模型

煤粒在热载体流化床中的热解规律对于设计煤气、热、电三联产的关键装置－热载体流化床干馏炉是十分重要的。本文建立了煤粒在热载体流化床中的传热和热解反应的微分方程，并对其进行了数值求解，得到了煤粒度、热载体流化床操作速度、热载体流化床床层温度、热载体颗粒粒径等对煤气产率的影响规律，为热载体流化床干馏炉的设计提供了计算方法和理论依据。     

固体热载体热解霍林河褐煤实验研究

在处理量为10kg/h的粉煤-固体热载体移动床实验装置上,以循环灰为热载体对其进行了热解特性评价实验.考察了热解温度(460℃~610℃)、反应时间(6min~8min)及煤粒粒径对热解产物产率和组成的影响.结果表明,随着热解温度的升高,气体产率增大;焦油产率在520℃时达到最大值4.94%.热解煤气的热值为19.80...     

扎赉诺尔褐煤在加压下干馏

为了获得较高产气率和热值的干馏煤气,以适应城市煤气的需要,对内蒙古扎赉诺尔褐煤在0.1—5.1MPa、300—900℃、N_2气或H_2气氛中以及添加不同添加剂的条件下进行了干馏试验。在小型固定床反应器中的试验结果表明,为制取较高热值的产品气,干馏温度是关键因素,600—700℃是最佳温度范围;压力对提高产品气产率和降低焦油烃类具有较大影响,当压力为2.1MPa(600——900℃)时,无论是氮气氛还是氢气氛,干馏煤气低热值几乎都大于4000kcal/Nm~3;H_2气氛较利于甲烷的生成,煤气热值和产气率均比N_2气氛下的高,加入添加剂Na-M-Ⅱ、还原铁粉和NiCO_(?)对于增加产气率也起积极作用,如在650℃、P=2.1MPa时添加Na-M-Ⅱ,可使产气率提高20%以上。     

生物质热解产物中焦油的催化裂解

对生物质热解产物（粗煤气）中焦油的催化裂解过程进行了实验研究。实验装置主体由一个常压鼓泡床热解反应器和一个固定床催化裂解反应器组合而成,生物质原料为玉米杆屑,催化剂分别选用煅烧石灰石和煅烧白云石,实验结果表明,当催化裂解反应器内温度在800－850℃之间时,两种催化剂对粗煤气中焦油的催化裂解效果均非常明显,焦油裂解率均可达到90％以上,虽然煅烧石灰石的催化活性比煅烧白云石高,其失活速率也相对大一些。     

茂名颗粒油页岩的干燥与崩碎

我国广东省茂名油页岩的孔隙率大,毛细孔发达,含水量高达13—22%(一般为18%)。在干馏过程中,耗热多,并发生崩碎现象,致使干馏炉阻力增加,操作困难。因此,茂名油页岩的干燥与崩碎问题与生产关系重大,但至今尚未发现有关文献报导。本文应用LCT-1型热重仪,对粒径为5—11mm 的茂名油页岩进行了干燥试验,以恒速升温方法取得干燥动力学数据,得出干燥速度与粒径、干燥温度及时间的关系。还考察了油页岩的崩碎现象,并对崩碎原因作了初步探讨。     

固体热载体热解淮南煤实验研究

自制处理量为1 kg煤的间歇式固体热载体热解装置,以淮南烟煤为原料,石英砂作热载体,对该煤进行热解特性评价实验。考察了热载体初始温度700 ℃～900 ℃、反应 4 min～16 min、煤粒径及热载体与煤的质量比5～9对热解产物产率和性质的影响。结果表明,提高热载体初始温度,气、液产率增加;延长反应时间和提高热载体比例,气体产率有所增加;热载体初始温度对热解气组成影响显著。提高热载体与煤的质量比和热载体初始温度,可以抑制半焦对热解反应器内壁的黏附。     

神府煤新法干馏焦油的性质及组成的研究

本文对神府煤固体热载体新法干馏焦的性质和组成进行了研究。实验结果表明，干馏温度对焦油的产率和性质影响很大，获得焦油的最佳温度为５００－５５０℃。随着干馏温度的增加，焦油的平均分子变大，重组分含量增加。对５００℃焦油〈４２０℃馏分的精细分析结果表明，该馏分主要由酸性组分和中性油组成，碱性组分含量较少。酸性组分主要由苯酚、甲酚和二甲酚组成。中性油主要由脂肪族和芳香族组成，脂肪族中正构烷烃Ｃ１３－Ｃ２５     

油页岩中几种微量元素在干馏过程中的形态变迁

以桦甸油页岩为研究对象,采用逐级提取实验,考察了不同升温速率及干馏终温对其内部赋存的Cr、Co、Pb、Cu、V五种微量元素的形态变迁特性的影响。结果发现,各元素均在2.5℃/min和20℃/min升温速率下表现出了较大的迁移率,且干馏终温升高更有利于元素的迁移;低升温速率和高干馏终温更能促进元素大部分形态的迁移,但硫化物结合态的迁移在高升温速率和高干馏终温则更为有利;元素不同形态的迁移总会有一部分向有机物结合态转变。     

油页岩中几种微量元素在干馏过程的形态变迁

以桦甸油页岩为研究对象,采用逐级提取实验,考察了不同升温速率及干馏终温对其内部赋存的Cr、Co、Pb、Cu、V五种微量元素的形态变迁特性的影响。结果发现,各元素均在2.5℃/min和20℃/min升温速率下表现出了较大的迁移率,且干馏终温升高更有利于元素的迁移;低升温速率和高干馏终温更能促进元素大部分形态的迁移,但硫化物结合态的迁移在高升温速率和高干馏终温则更为有利;元素不同形态的迁移总会有一部分向有机物结合态转变。     

炉前煤低温干馏工艺中的挥发分除尘

为了寻求优化的炉前煤低温干馏工艺中的挥发分除尘方案，在使用400目金属滤网对间歇式粉煤固体热载体热解装置挥发分除尘研究的基础上，将颗粒床过滤器用于该过程的除尘研究。热态除尘实验表明，颗粒床的使用有效地降低了滤网的过滤负荷。选用2mm石英砂和φ5mm×2mm瓷环作为滤料，通过对比实验发现，两种滤料除尘效率均在90％以上；随着过滤操作的进行，由于颗粒床内粉尘的沉积使其过滤效率有所提高，而对气、液收率的影响很小。结果表明，颗粒床与滤网结合可作为粉煤炉前低温干馏工艺中可供选择的挥发分除尘方案。     

橄榄石基固体热载体影响褐煤热解产物分布的分析

为了提高固体热载体煤热解工艺中焦油的品质,降低焦油中沸点大于360 ℃的重质组分含量,本实验采用固定床反应器,在450~600 ℃下进行褐煤固体热载体快速热解反应.分析对比了橄榄石基和石英砂固体热载体对褐煤热解产物收率、焦油馏分、气体组成的影响.结果发现,Co能改变煤内部挥发分氢元素的分布,橄榄石负载Co热载体能将焦油中重质组分转化为轻质焦油和热解气.热解温度为550 ℃时,与橄榄石相比,负载Co的橄榄石固体热载体使焦油收率提高了19.2%.与石英砂相比,负载Co的橄榄石固体热载体使焦油中重质组分含量降低了17.0%,轻质组分收率达5.1%,其中,轻油、酚油和萘油分别提高了19.6%、17%和15.2%,气体产物中H₂、CH₄含量下降.     

干馏和炼焦

628.爱沙尼亚页岩在竖炉试验装置中的干馏(1957.№4,22—28)——在竖炉试验装置中研究了不同因素对页岩干馏产品的影响.乾馏是根据内热原理用并流多次循环热载气体加热.研究结果指出(1)干馏炉的生产能力和富有轻油馏分的焦油收率有可能增加;(2)干馏炉内有油汽裂化可能;(3)     

黄县油页岩热分解动力学——不同粒度试样的热分解

采用热重装置对于<0.076mm,0.3—0.45mm,0.9—1.0mm,1.5—2.0mm及3.0—3.5mm 五种粒度范围的黄县油页岩的热分解过程进行了考察。根据所得失重速率及转化率曲线,阐明了黄县油页岩热分解的基本特征及其低温干馏时的最适宜终温度。运用一级动力学模型,分段拟合黄县油页岩的热分解数据,获得了比较满意的结果。分别确定了各粒度范围的试样的动力学参数。在主要的热解生油阶段,五种粒度范围的黄县油页岩的表观活化能为128—141 kJ/mol 之间。     

电感耦合高频等离子炬固体粉末法测定岩石中的稀土元素

电感耦合高频等离子炬(简称ICP)用于分析岩石矿物目前多数采用溶液进样,为适应岩石矿物样品多为固体粉末的特点,参照云南地质局实验室研制的固体粉末进样装置,自行设计制造了一个固体粉末进样装置,并用于分析测定岩石中的稀土元素。其灵敏度比溶液进样法有显著提高,精密度能满足要求,为岩石中稀土元素的测定提供了一种新的分析方法。     

ICP固体粉末自动摄谱装置

随着ICP光源的广泛应用和地球化学找矿的进展,要求对数以万计的化探样品进行分析。目前采用ICP光源溶液法分析较为常见,然而试样处理比较麻烦。我们根据电弧吹样法原理,采用高频火花放电,驱动粉末试样成尘雾状,随载气引入等离子矩,开展了ICP固体粉末法的研究工作,设计制作了粉末送样装置。最近,针对这一装置存在的问题和在     

科研成果简介

沈北褐煤两段加压气化 目前广泛采用的鲁奇炉移动床加压气化生产城市煤气方法,有着以劣质和高灰高熔点煤为原料,煤气热值高、气化热效率高等优点,但同时产生大量污水,焦油品位低,煤气不能用作工业原料。山西煤炭化学所首次提出了煤的两段加压气化,对鲁奇炉气化法进行革新和改进,并于1985年完成了沈北褐煤两段加压气化模试条件试验。与移动床加压气化法御比,污水排放量减少约1/3,焦油产量减少纹1/3,但其中<170℃的轻馏分增加约36%,>230℃的重馏分减少约20%。干馏段净煤气的高热值为4751kcal/m³,气化段净煤气的甲烷含量约6%,H₂/CO约2,4,无CH₃SH,CS₂及焦油,可作合成原料气。还可利用气化粗煤气的显热生产部分工艺蒸汽。总投资可减少约10%,煤气成本可降低约10%。该项成果于1985年通过鉴定,同时获中科院1986年科技进步三等奖,并已列入国家"七五"攻关项目,着手准备工业试验。     

废弃印刷电路板材料裂解产物的高分辨裂解气相色谱-质谱分析

采用高分辨裂解气相色谱-质谱法(PyGC-MS)分析了FR-4型印刷电路板粉末样品的裂解产物。在氦气氛围中,分别在350,450,550,650和750 ℃下对印刷电路板粉末样品进行热裂解,并通过毛细管气相色谱-质谱对裂解产物进行分析,研究了不同裂解温度下裂解产物分布以及主要裂解产物的产率与裂解温度的关系,根据热分解产物的组成,探讨了热分解反应机理。     

固体燃料-水电解制氢的研究

煤-水电解制氢是1979年开始出现的新工艺研究。本文以硫酸为电解质,以铂网作电极,对我国的一种烟煤、五种褐煤及三种油页岩进行了电解制氢研究。试验结果证明,黄县油页岩、胜利褐煤及茂名油页岩的反应活性较好。产氢强度均大于或接近于空白试验时的数值。其中黄县油页岩的反应活性相对稳定性最好,(I/I 参比)终/(I/I 参比)始=0.988。固体燃料—水电解制氢时,在一定范围内,其反应活性一般均随温度之升高及固体燃料浓度之增加而增加,但超过一定范围则不然。反应的视活化能一般约10千卡/摩尔,视反应级数约为1。还进行了其他电解质和其他电极的初步研究。     

炉前煤低温干馏的工艺研究

为了模拟真实的循环流化床燃烧/煤热解多联产工艺中的移动床热解系统,同时验证静态挡板混合以及颗粒床除尘在该系统中应用的可行性,建立了处理煤量为10 kg/h的移动床固体热载体煤热解连续实验装置.结果表明,在混合段内没置挡板足一种有效的灰/煤混合方式,可以获得与机械混合接近的气、液产率;滤料性质、床层高度、过滤气速等均会对颗粒床除尘器的除尘效果产生影响,颗粒床的使用可将焦油中的含尘率控制在一定范围内.该研究可为炉前低温干馏工艺开发提供可靠的基础数据.