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页岩油的性质与利用

来源:未知 作者:海恒科研仪器 发布时间:2021-10-07 次浏览

页岩油工业是能源工业的一个重要组成部分,也是天然石油的一种补充能源。由页岩油生产合格的轻柴油虽可以大大提高页岩油的附加值,但由于页岩油中含有大量的氧、氮、硫等杂原子化合物...

一、概述
    页岩油是油页岩热加工时其有机质热分解的产物,类似天然石油,但又比天然石油含有更多的不饱和烃,并含氧、氮、硫等非烃有机化合物,而这些不饱和烃及非烃化合物又是造成油品胶质增多、沉渣形成而导致安定性变差、颜色变黑的主要原因。
    页岩油工业是能源工业的一个重要组成部分,也是天然石油的一种补充能源。由页岩油生产合格的轻柴油虽可以大大提高页岩油的附加值,但由于页岩油中含有大量的氧、氮、硫等杂原子化合物,导致切割出的组分很不稳定,给后续分离与加工带来了很大困难,很难将其柴油组分得以利用。
二、页岩油的组成和性质
1、页岩油的组成
    油页岩热解后得到的页岩油组成类似于天然石油,富含烷烃和芳烃,但烯烃含量较天然石油中的高得多。此外,页岩油中氧、氮、硫等非烃类化合物含量也较多,类似煤焦油的组成。
2、物理化学性质
    页岩油通常是一种深褐色、有特殊刺激气味的黏稠液体,因页岩油中含大量烯烃及氧、氮、硫等非烃化合物,所以很容易生成胶质,导致油品品质变坏。在对页岩油进行改质时,常需加氢处理。页岩油通常蜡含量高,倾点较高,管线运输时有困难。页岩油中因含氮、硫、氧等有机化合物,并且轻馏分含量较少,故其相对密度一般较大,安定性极差,储存时容易受空气中氧的影响以及光和金属的催化作用而生成胶质,使得页岩油颜色变深,生成沉淀。页岩油的组成及性质因各地油页岩的性质和热加工条件的差异而不同。
3、页岩油的利用
    可利用页岩油分子质量高、各种官能团浓度高等特性来生产石蜡、润滑油、硫酸盐以及特殊的有机中间体。有些油页岩经低温干馏所得的页岩油中含有较多的各种酚类化合物,其中重质酚类可以作为铜、铅、锌、磁铁等矿物的浮选剂,也是制造木材粘合剂、农药、杀虫剂等的原料。
    页岩油含有50%(质量分数)的含氧化合物,其中酚类、二元酚类质量分数达20%。因此,页岩油主要用于生产化工产品,包括缓蚀剂、酸醛树脂、间苯二酚、环氧树脂、鞣革剂、玛蹄脂、粘合剂、浸枕木油和杀虫剂等。
    一些地区的页岩油中含有较多的氮化合物,大多数以吡啶碱的形式存在,吡啶碱是多用途的化工原料,它能溶解一般溶剂所难溶解的有机物,尤其是轻质吡啶,广泛用于制药工业。重质吡啶除了氧化制取菸碱酸外,又是有色金属矿的浮选剂,尤其对硫化物矿具有优良的富集性能。吡啶碱及硫酸吡啶络合物对稀酸侵蚀钢铁有一定的抑制作用,可用作钢铁腐蚀抑制剂。
    值得注意的是,低温干馏一般是在500℃左右下进行的。油页岩中含氮化合物干馏时主要分解转化为重质吡啶,如将干馏温度提高,重质吡啶可分解为轻质吡啶,则可提高其经济价值。
4、页岩油的加工精制
    影响页岩油柴油颜色及安定性的主要因素是其中含有大量的不饱和烃及氧、氮、硫等杂原子化合物,这些物质所占比例高达28%。因此,要成功地解决页岩油轻柴油质量合格的问题,关键在于如何脱除页岩油中的氧、氮、硫等杂原子化合物。
    天然石油柴油的加工精制方法一般都适用于页岩油柴油的加工。目前,工业上柴油的精制方法主要分为加氢精制和非加氢精制2种。加氢精制页岩油可得到液体燃料、喷气式飞机推进器燃料、柴油、石脑油和汽油等。以生产柴油为例,加氢精制生产的柴油稳定性好,产品收率高,但其一次性投资大,所需设备费用及操作费用也很高,仅适合于大型炼油厂。而非加氢精制过程设备投资小,工艺操作简单,精制费用较低。柴油的非加氢精制一般包括酸碱精制、溶剂精制、吸附精制、加入稳定剂和催速老化法等。有时单一的方法往往不能满足对柴油质量的要求,常常将上述方法联合起来进行操作,而在页岩油柴油精制中大多借鉴催化裂化柴油精制的实验方法。

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