• 论文
主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会
力-热耦合作用下神府富油煤原位热解提油产物分布特性研究
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  • 作者

    郭伟俞尊义杨盼曦王晶杨甫李红强高琨马丽敬庆文杨伯伦吴志强

  • 单位

    陕西省能源化工过程强化重点实验室西安交通大学化学工程与技术学院陕西省煤田地质集团有限公司自然资源部煤炭资源勘查与综合利用重点实验室西安交通大学电气工程学院西安朗杰测试设备有限公司

  • 摘要
    针对富油煤地下原位热解提油面临高地应力、地质情况复杂以及热解产物分析困难等挑战,设计搭建高温三轴试验装置模拟富油煤地下原位热解工况。试验装置包括高温高压供气模块、原位热解模块、伺服控制模块以及产物分离冷却模块。以陕北神府富油煤为研究对象,基于高温三轴试验装置模拟了不同埋深深度下的高温高压热解实验。高温三轴仪能够提供0-15 MPa的轴压(埋深深度0-600 m),应力加载响应迅速并且在热解过程中能够保持稳定。实验时高温三轴仪可以加热煤样中心温度至600 oC左右,能够实现富油煤在设定的温度下进行热解实验。模拟埋深深度从100 m增加到300 m,轴压从2.45 MPa增加到7.35 MPa,热解半焦产率从67.70%升至68.04%,焦油产率呈现先升高后下降趋势,最高为6.50%。埋深增加时焦油中轻油、酚油含量逐渐增加,分别从19%和9.5%增加至25%和12%;沥青在焦油中的比例从25%降低到20%;芳香烃含量从32%升高至38%,脂肪烃含量从28.5%降低到19.3%。煤层渗透率随地应力增加而降低,阻碍热解过程中的传热和传质,导致富油煤热解产物停留时间增加,焦油二次反应,长链脂肪烃化合物发生断裂转化为小分子化合物,甲基、亚甲基同样不断脱出;另一方面应力促进了焦油分子缩合反应的发生,多环芳烃的含量迅速提高。地应力增加提高了轻质芳烃及焦炭的产率,焦油品质向轻质化提升。实验结果为富油煤地下原位热解过程先导试验提供了数据基础和理论指导。
  • 关键词

    富油煤地下原位热解高温三轴仪焦油轻质化

  • 文章目录
    0 引 言
    1 力-热耦合作用下富油煤热解特性研究设备开发
    1.1 高温三轴试验装置设计搭建
    1.2 实验条件与数据分析
    2 结果与讨论
    2.1 力-热耦合作用下富油煤热解特性
    2.2 力-热耦合作用下富油煤热解焦油分析
    2.3 力-热耦合作用下富油煤热解气体分析
    2.4 力-热耦合作用下富油煤变形特征
    3 结论
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