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催化加氢热解技术可以用于提取高演化干酪根中共价键结合的生物标志物,在沉积环境判识、有机质生源确定、油/源对比等方面具有广泛应用;同时可用于提高油页岩等化石燃料的油气收率,为非常规能源的进一步开发利用提供依据。论文利用固定床微分反应器,催化加氢热解释放出川东北和中扬子地区干酪根中的生物标志物,并对桦甸油页岩进行了加氢热解实验与产物性质研究。
川东北和中扬子地区干酪根加氢热解实验过程中,反应氢压大于10MPa,氢气流量为6.0L/min,催化剂为MoS2,反应终温为500℃,停留时间为15min。GC-MS检测结果表明,川东北P1L样品与中扬子T-1样品加氢后三环萜含量均增多,有生源意义的αααC27,αααC28和αααC29甾烷丰度关系更明确;P1L样品加氢后萘、芴、硫芴、菲和三芳甾烷等芳烃产物的种类和含量明显增加;中扬子样品加氢后,菲系列芳烃含量大于40%,硫芴加氢脱硫导致芴在“三芴”中的含量超过60%。
当氢压选取4.0MPa,催化剂Mo负载量选取0.75%,反应终温选取530℃时,桦甸页岩加氢热解时页岩油收率可高达33.49%。随反应终温升高,页岩油与干馏气收率增加,半焦收率降低。页岩油中饱和分含量随氢压增加而增加,芳烃随氢压增加而降低。负载MoS2后饱和烃和芳烃含量增加,胶质含量降低。GC-MS分析结果显示,链烃、环烷烃与烯烃总量占饱和分总量平均值为14.625%。模拟蒸馏结果表明,随反应终温增加,柴油收率增加,页岩油初馏点和终馏均降低。加氢热解后半焦热值降低,随催化剂负载量与反应终温的增加,半焦中的硫含量降低。