桦甸油页岩及其半焦基础特性分析.pdfVIP

第30卷第 1期 东 北 电 力 大 学 学 报 Vo1．30．No．1 2010年2月 JournalOfNortheastDianiiUniversity Feb．，2010 文章编号 ：1005—2992(2010)O1—0015—06 桦甸油页岩及其半焦基础特性分析 孙 凯 (吉林成大弘晟能源有限公司，吉林 桦甸 132400) 摘 要：对油页岩及其半焦基础特性进行了研究并进行 了比较，这包括它们的密度、含油率、灰渣 成分、灰熔融温度、可磨性、半焦的浸水及干燥实验、页岩油油品分析和瓦斯气体分析。结果表明，桦甸 油页岩是一种高灰分、高挥发分、低热值和具有中等结渣倾向的劣质燃料，不同矿区的油页岩的品质有 区别；油页岩和半焦在灰渣成分、灰熔融温度含量方面表现出了很大的相似性。对页岩油的密度、粘 度、凝点、馏程等进行了测定，并对瓦斯气体的成分进行了分析。 关 键 词：油页岩；半焦 ；基础特性 中图分类号：TK223 文献标识码：A 油页岩是一种富含有机质，具有微细层理，可以燃烧的细粒沉积岩。油页岩主要 由藻类等低等生物 经腐化和煤化作用而生成，其中包含了原生有机物，在石油溶剂中它们是不溶的，热解时可以制取大量 的页岩油，属于高灰分的固体可燃有机岩，灰分含量大于40％，一般含油率3．5％至30％。油页岩是一 种重要的能源，在化石燃料中，它的储量折算成发热量仅次于煤而列第二位，如将它折算成页岩油，世界 上的页岩油储量将是4750亿吨，相当于 目前世界天然原油探明可采储量的5．4倍…。 吉林省油页岩资源主要分布于中西部的农安、前郭和东部的桦甸、汪清等地 。西部油页岩储量丰 富，保有储量达 168．95亿吨，约 占全省储量的95．6％，但其含油率 (5．1％ ～5．7％)、发热量 (4187kJ／ kg)及勘探程度均较低，灰分较高，矿层产状平缓，埋藏浅，宜于露天开采。东部油页岩储量为7．8l亿 吨，占全省储量的4．4％，含油率(4．4～21％，平均 12％)及发热量 (平均9630kJ／kg)较高，属优质油页 岩，且其贮存集中，埋藏较深，宜于地下开发。 为掌握桦甸油页岩特性，并为大项 目提供基础 ，东北电力大学承担了科技部振兴老工业基地重大专 项 “油页岩炼油、半焦发电及灰渣综合利用”的研究。本文即是该专项部分基础研究成果。 1 试验样 品 油页岩样品来 自桦甸一矿 四、五、六层和二矿十一、十二层 比较具有代表性的五个矿井。半焦是在 油页岩工程研究中心半焦制备实验装置上制得，瓦斯气是在制取半焦的过程中，当干馏炉 内温度分别为 300oC、350℃、400oC、450oC、500℃、520℃时进行取样。页岩油是在制取半焦过程中，将冷凝器中的页 岩油与水经过离心分离后进行油品检测 。样 品的工业分析、元素分析和发热量如表 1和表2所示。 收稿 日期 ：2009—12—10 作者简介：孙 凯(1957一)男，吉林成大弘晟能源有限公司高级工程师，主要从事采矿及油页岩综合开发 16 东北电力大学学报 第30卷 表2 半焦工业分析、元素分析、发热量 2 试验结果和分析 2．1 密度 油页岩密度，主要决定于沉积过程中所渗入的矿物质含量及其密度。通常，油页岩的密度随矿物质 含量的增加而增大。密度是反映物质性质和结构的重要参数，同一产地的油页岩，其密度愈大时，含油 率愈低。基于这种性质，故在油页岩开采场中可用简单的测密度方法大致判定油页岩的品位。 (1)自然堆积密度 分别取粒度范围4—20mm的油页岩和半焦置于容量为 1．0升的烧瓶 中铺平 ，测量样品的总质量， 进而计算半焦和油页岩的自然堆积密度。每个样品测量两次，取平均值。油页岩和半焦 自然堆积密度 见表 3。 表3 油页岩和半焦 自然堆积密度(g／cm。) 由表3可以看出：不同矿层的油页岩和半焦的自然堆积密度相差不大，同一矿层