基于^13C NMR技术的桦甸油页岩热解行为-论文.pdf

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1、化工进展2014年第33卷第9期CHEMICAL1NDUSTRyANDENGINEERINGPR0GRESS·2321·基于CNMR技术的桦甸油页岩热解行为王擎，石聚欣，迟铭书，黄宗越，隋义(东北电力大学能源与动力工程学院，吉林吉林132012)摘要：基于”CNMR技术，研究了桦甸油页岩及其不同终温下的热解固体残余物中有机质的化学结构，对典型页岩油与热解气的有机组分进行了简要分析。通过对油页岩及其热解固体残余物的谱图分峰拟合分析，获得了芳碳率、脂碳率等11个基本结构参数和平均亚甲基链的碳数、芳环取代度、桥接芳碳与周碳之比3个重要结构参数，探讨了热解过程中相应结构参数的变化特性。结果表明，

2、油页岩在生油阶段开始之前就已经有部分亚甲基基团析出生成烃气或缩合成为芳环，而油页岩的热解过程是芳环不断缩合的过程。结合化学结构与热解固体残余物的潜在产物产率之间的关系可知，油页岩热解固体残余物的热解半焦、热解气的潜在产率分别与油页岩芳碳率、脂碳率成线性关系，而热解油的潜在产率与亚甲基基团率有直接关系。关键词：油页岩；核磁共振；热解；芳碳率；脂碳率中图分类号：TK16文献标志码：A文章编号：1000—6613(2014)09—2321—06DoI：1O．3969~．issn．1000-6613．2014．09．015PyrolysisbehaviorofHuadianoilshalebas

3、edon3CNMRtechnologyWANGQing，SH1Juxin，CHIMingshu，HUANGZongyue，SU1(SchoolofEnergyandPowerEngineering，NortheastDianliUniversity，Jilin132012，Jinlin，China)Abstract：Inthisstudy，thechemicalstructureofHuadianoilshaleanditspyrolysissolidresidueswereinvestigatedusingthesolidstateCNMRspectroscopy~Thetypical

4、organiccomponentsofshaleoilandgaswerealsoanalyzed．Byfitting”CNMRspectra，aseriesofchemicalstructuralparameterswerederived，includingaromaticcarbonratefa，fatrateofcarbonf．1，，etc，andthevariationcharacteristicsofthosestructuralparameterswerediscussed．Apartofmethylenegroupwastransformedintogasorcondens

5、edtothearomaticringbeforetheytransformedintooil．Moreover，thearomaticringwascondensedcontinuouslyduringpyrolysisofoilshale．Thepotentialyieldsofsemi—cokeandgaswereproportionalwithfaandA1．Thepotentialyieldoftheshaleoilwasrelatedtomethylenegroupratedirectly．Keywords：oilshale；NMR；pyrolysis；aromaticcar

6、bonrate；fatrateofcarbon油页岩是世界上公认的一种未来石油的重要替此，深入研究热解过程中油页岩化学结构的变化对代能源【1】。油页岩储量巨大，用途广泛，不仅可以指导油页岩在工程上的合理利用至关重要。提炼燃料油，还可作为燃料发电，且其废弃物灰渣目前，在油页岩热解方面，对油页岩热解本征还能用于生产建筑材料等[2]。热解过程是油页岩进特性的研究较少。但从趋势上看，随着油页岩的大行各种热转化必须经历的阶段，研究油页岩的热解量开发和高效清洁利用，先进的测试技术和方法正机理对油页岩在石油化工或者动力方面的应用具有收稿日期：2013-12-26；修改Et期：2014—02-24。重要

7、的指导意义。油页岩的热解实质上是油页岩在基金项目：国家自然科学基金(51276034)及长江学者和创新团队发展计划(IRT13052)项目。温度、压力、时间及其他因素作用下产生的化学结第一作者及联系人：王擎(1964一)，男，博士，教授。E—mailrlx888@构变化及由之导致的油页岩化学性质的变化【3J。因l26．com。·2322·化工进展2014年第33卷推动着研究者们为揭示油页岩的化学结构特性而努表1桦甸油页岩不同终温热解