利菲爾特商丘分公司關(guān)于油泥熱解產(chǎn)物特性的研究

利菲爾特商丘分公司對含油污泥熱解的固體、液體以及氣體產(chǎn)物性質(zhì)進行了系統(tǒng)的分析，并進一步對熱解過程中可能發(fā)生的反應(yīng)進行了探究。分析了不同種類油泥熱解固體產(chǎn)物性質(zhì)和利用方式、添加劑對油泥熱解三相產(chǎn)物性質(zhì)的影響和油泥及其中特征化合物的熱裂解過程。得出主要結(jié)論如下。

1、溫度對油泥熱解的影響大于停留時間的影響，不論何種油泥，在一定溫度范圍內(nèi)，固體產(chǎn)物產(chǎn)率均隨著熱解溫度升高而降低。隨著熱解溫度升高，揮發(fā)分相對含量、C和H元素含量均降低，這是由于高溫使更多的碳?xì)浠衔锇l(fā)生反應(yīng)離開，固定碳相對含量、C/H均升高，這是由于烴類物質(zhì)在高溫下焦炭化。紅外光譜結(jié)果也證明，較低溫度的固體產(chǎn)物中含有更多的甲基、亞甲基、羰基，并且殘留的有機物鏈長較長。綜合固體產(chǎn)物性質(zhì)發(fā)現(xiàn)，450-500°C的油田開采油泥熱解固體產(chǎn)物更適合代煤作燃料或用作床層材料，500°C的煉化油泥熱解固體產(chǎn)物更適合直接或改性后作一些反應(yīng)的催化劑。添加劑的添加促進了油泥的熱解，減少了固體產(chǎn)物產(chǎn)率，使殘留在固體產(chǎn)物中的C元素含量降低，添加比例越高，促進作用越強，粉煤灰的作用效果更明顯。通過紅外光譜結(jié)果發(fā)現(xiàn)，粉煤灰和飛灰的添加有助于碳碳雙鍵的形成。

2、熱解終溫會影響熱解過程，進而影響熱解油的組成。在低溫下，主要發(fā)生輕質(zhì)烴的揮發(fā)，收集到的是C10-C19的輕質(zhì)油，在高溫下，油泥發(fā)生了熱解，收集到的熱解油組成種類增加，涵蓋烯烴、烷烴、稠環(huán)烷烴、芳香烴等多種碳?xì)浠衔铩Ｌ砑觿┦篃峤庥偷漠a(chǎn)率升高，且粉煤灰的促進作用強于飛灰，當(dāng)飛灰的添加量大于25%后，促進作用不再增強。粉煤灰促進了C20-C30的烴斷鍵裂解，促進了直鏈烷烴轉(zhuǎn)化為烯烴和稠環(huán)烷烴，飛灰則促進了直鏈烷烴環(huán)化，兩者均促進了含油污泥中碳氧鍵的斷裂和碳碳雙鍵的形成。對于熱解氣體產(chǎn)物，添加劑使氣體產(chǎn)物的產(chǎn)率升高，飛灰的促進作用更明顯。添加了粉煤灰的熱解氣體產(chǎn)物中含有更多的H2和CH4，而飛灰的熱解氣體產(chǎn)物中含有更多的CO2。添加量增加，H2的含量呈下降趨勢，CH4和CO2的含量呈上升趨勢。添加粉煤灰的煉化油泥熱解氣體產(chǎn)物具有更高的熱值。

3、在熱解過程中，達到反應(yīng)所需的活化能后，化合物會立刻發(fā)生斷鍵反應(yīng)，生成一次反應(yīng)的產(chǎn)物，而后在高溫下，不同產(chǎn)物之間會繼續(xù)發(fā)生二次反應(yīng)，增加了產(chǎn)物的組成種類。長鏈烷烴更容易從中間位置斷鍵生成烷烴和烷基自由基，烷基自由基可以轉(zhuǎn)化成烯烴。生成的烷烴不僅可以繼續(xù)斷鍵生成鏈長更短的烷烴和烯烴，還可以環(huán)化生成環(huán)烷烴或芳化生成芳香烴。稠環(huán)烷烴會發(fā)生開環(huán)反應(yīng)，生成烷烴、烯烴和環(huán)烴。含氧官能團在高溫下會轉(zhuǎn)變成環(huán)氧化物、羰基、醚基或酯基。