油砂热解特性及固体热载体干馏特性研究开题报告

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1、硕士研究生学位论文开题报告油砂热解特性及固体热载体干馏特性研究姓名：班级：学号：专业：导师：研究方向：一、选题的背景及研究的目的和意义1、世界石油资源背景近年来，随着石油需求不断攀升、常规石油资源的过度开采和消耗使得世界原油储量大量减少，国际石油价格急速上涨。人们纷纷把目光转向非常规石油资源的开发。非常规石油资源主要是油页岩、重油和油砂矿等[1]，以其储量巨大、分布集中、开发技术日趋进步等特点成为世界石油市场的新宠。虽短期内因开采成本高、引发相关环境问题等，尚无法替代中东原油对世界石油市场的影响力，但随着高油价时代的来临，非常规石油资源开采成本不断地降低，油页岩

2、、重油和油砂资源项目必将成为稳定世界石油市场供给的重要来源[2]。2、油砂简介油砂，又称沥青砂或焦油砂，是一种含有沥青或焦油(固态或半固态烃类)的砂或砂岩。通常是由砂、沥青、矿物质、粘土和水组成的混合物。不同地区油砂矿的组成不同，一般沥青含量为3%~20%，砂和粘土占80%~85%，水占3%~6%。作为非常规石油资源的主要来源，近年来油砂在全球烃类能源中所占的比例不断增大，是未来油气资源的重要替代资源[3]。油砂经开采、提取分离、改质后可以得到合成原油，分离后的净砂可以作为建筑材料或回填处理[4]。世界上有70多个国家蕴藏油砂资源，主要分布在加拿大、委内瑞拉的奥

3、林诺克、俄罗斯的伯绍拉地区。此外，中国、美国、东欧、非洲也有分布。目前世界上所探明油砂资源的95%集中在加拿大阿尔伯塔省北部阿萨巴斯卡(Athabasca)流域、和平湖(PeaceRiver)和阿尔伯塔省与萨斯喀彻温省交界处的冷湖地区(ColdLake)。如果这些资源全部被开采利用，按照现在世界能源的需求水平，可供全世界消费100年[5,6]。中国的油砂资源相当丰富，就目前所知，新疆的准噶尔盆地、吐哈盆地、塔里木盆地；青海柴达木盆地、内蒙古的松辽盆地西部、二连盆地、中口子盆地；四川盆地、西藏羌塘盆地、广东三水、茂名盆地；云南景谷盆地；广西百色盆地、楚雄盆地、贵州

4、麻江和翁安等地区均有分布。与国外油砂资源相比，中国油砂资源较丰富，具有分布范围大、层位多、厚度小、含油率低的特点[7]。2004年5月，在全国油气资源调查中，将油砂资源首次纳入评价体系。据“2005中国石油论坛”，我国油砂远景资源量为100亿吨，预计到2050年，我国油砂矿将达到年产1800万吨油的产能[8]。目前，这些油砂资源还不能全部成为石油储藏，因为凭着现有掌握的开采技术，仅仅可以对12%的油砂资源进行经济规模的开采，大部分埋在地下深处和含量较低的矿藏资源还不具有进行经济开采的价值[9]。3、本选题的研究目的及意义随着世界经济对石油需求的不断增加，常规石油

5、资源已不能满足石油需求的快速增长，人们纷纷把目光转向非常规石油资源，其中之一就是油砂。因此，以油砂油加工产品作为石油的补充具有重大意义。传统油砂分离工艺为采用热碱水水洗，该方法采油效率相对较高，适合提取浅层的水润型油砂。对于油润型油砂，如果使用有机溶剂提取法成本高，且容易引起严重的环境污染。干馏法可应用于油润型油砂。干馏法处理油砂的主要优点在于干馏过程中能产生脱碳及改善由的碳氢比的作用，且可优化产油质量。印尼油砂含油率很高，含水率较低，具有很高的开采价值。与加拿大油砂相比，印尼油砂的高含油率和低含水率使砂砾和沥青之间存在水膜的可能性较小，其结构更接近于亲油性油砂

6、[10]。用热碱水进行抽提分离难度较大，因此可用地上干馏装置对印尼油砂进行干馏以达到炼油的目的。目前用于工业生产的油砂干馏工艺有ATP干馏工艺。ATP炉是一种固体热载体回转式干馏炉，是对粒径小于25mm的油砂进行干馏的，这是由于利用固体热载体回转式干馏炉对颗粒油砂进行干馏，具有升温速率快，干馏所需时间短等优点[11]。本课题即是先对油砂热解特性进行基础实验研究，初步了解油砂热解特性，考察升温速率和干馏终温对油砂热解特性和产物特性影响。进一步对油砂固体热载体回转式干馏炉干馏装置进行改造，使喷动床燃烧油页岩半焦所产生的热灰与回转干馏炉内的油砂混合，热灰的热量用来加热

7、油砂，使油砂达到一定的温度，从油砂中把稠油提炼出来，从而达到干馏油砂的目的。本课题的研究目的就是为印尼油砂选择适合的干馏炼油工艺，选择最佳干馏工艺条件，为进一步的工业干馏炼油工艺提供基础数据。二、本选题研究领域国内外的研究动态及发展趋势1、国外研究动态目前，国外对于油砂的研究主要集中于从油砂中提取沥青来生产合成石油。油砂分离技术主要有：热水洗法、有机溶剂萃取法、热解法等[4]。（1）油砂热水洗法目前，加拿大地面油砂的分离主要是采用热水/表面活性剂的作用，改变砂子表面的润湿性，使砂子表面更加亲水，实现砂与吸附在上面的沥青分离。分离后的沥青油上浮进入碱液中，而石英砂

8、沉降在下部，以达到分离的