新疆油砂沥青的萃取及热解动力学研究

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1、中图分类号：TQ517.3单位代码：11414学号：2013216094题目新疆油砂沥青的萃取及热解动力学研究学科专业化学工程与技术研究方向新能源化工硕士生孙迪指导教师岳长涛副教授入学时间：2013年9月论文完成时间：2016年5月硕士学位论文独创性声明指导下，独立进行研宄工作郑重声明：本硕士学位论文是作者个人在导师的外，论文中不包含其他个人所取得的成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方和集体己经发表或撰写的研宄成果，也不包含为获得中国石油大学或者其它单位，均己在论文中的学位或证书所使用过的材料。对本研宄做出贡献的个人和集体做了明确的说

2、明并表示了谢意。作者和导师完全意识到本声明产生的法律后果并承担相应责任。日期：作者签名：￣°－日期：ｒ＾导师签名：硕士学位论文版权使用授权书本学位论文作者及指导教师完全了解中国石油大学（北京）学位论文版权使用的有关规定，使用方式包括但不限于：学校有权保留并向有关部门和机构送交学位论文的复印件和电子版；允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文内容编入有关数据库进行检索。；可以将本学位论文的全部或部分。期限ｉ年，解密后适用本授权书本学位论文属

3、于保密范围，保密本学位论文作者如需公开出版学位论文的部分或全部内容，必须征得导师书一。面同意（北京）为第署名单位，且须以中国石油大学日期＾／小〇：＞作者签名：期：＿导师签名：日＿＿％－－Ｉ摘要摘要本论文针对新疆风城地区油砂样品，首先对油砂及其热解产物的基本性质进行了分析，包括铝甑干馏实验、Dean-Stark甲苯抽提实验、工业分析、元素分析、热值测定、热解干馏气成分分析等。实验结果表明，新疆风城地区油砂稠油沥青的含量为11.16%，油砂的铝甑含油率为9.69%，品味较高。油砂热值较高，约为4625kJ/kg；微量元素中Ba含量最高

4、，为429μg/g；砂砾的矿物组成主要成分是SiO2，高达75%以上；油砂样品的热解油中汽油馏分占12.5%、柴油馏分占46.5%，其余约41%为重油馏分，热解油运动粘度低、闪点低，混有的机械杂质较少，凝点较低。四组分中饱和分含量最高，超过70%，饱和分和芳香分两种成分所占的比例高达90.69%，新疆风城油砂热解油品质较高，属于轻质油。油砂沥青密度、粘度及残炭量相对较高，H/C原子比中等，金属含量较高。干馏气中的主要成分是CH4、H2和C2H6，其中H2含量较高，可用于制氢。油砂热解干馏产生的干馏水显碱性，化学需氧量COD较高。本实验测定的油砂基本数据可作

5、为油砂干馏炉设计和选择的重要参数。对油砂样品分别进行了热碱水抽提和有机溶剂萃取实验。发现热碱水抽提的洗脱率较低，在抽提温度90℃、抽提时间90min、碱浓度0.3%及水砂质量比1:1时所得洗脱率仅为23.56%。而有机溶剂萃取可获得较高的油砂沥青收率，可选取120号溶剂油作为有机萃取剂，在温度75℃、实验剂砂比3:1、时间40min时可获得93.62%油砂沥青收率，具有较高的工业化生产价值。应用热重差热扫描仪（DSC）对新疆风城油砂进行了热解动力学的研究，升温速率设定为5、10、15、20和25℃/min。分别采用Friedman模型和有限平行反应模型进行

6、动力学参数的拟合。结果显示，Friedman模型中转化率变化范围为5%-95%时，表观活化能从103.78kJ/mol增加到179.27kJ/mol，约增加80kJ/mol，油砂样品热解的表观活化能E与频率因子A的对数呈线性关系，回归方程为E=25.42889+4.90725ln(A)(R=0.9975)。有限平行反应模型的计算相对误差为0.0856，表明实验值和计算值相匹配。结果表明，Friedman和有限平行反应模型假设都能较好地解释新疆风城油砂的复杂热解过程。关键词：油砂；热解油；热碱水抽提；溶剂萃取；热解动力学-II-ABSTRACTStudyof

7、BitumenExtractionandPyrolysisKineticsofSinkiangoilsandABSTRACTInthispaper,thepropertiesofoilsandfromFengcheng,Sinkiangregionwereevaluated,includingproximateanalysis,Fischerassay,Dean-Starkmethylbenzeneextraction,ultimateanalysis,etal.Asshowninresults,heatvalueofoilsandisveryhigh.M

8、ainashconstitutionofgravelisSiO2.