利菲爾特商丘分公司關于油泥熱解產物特性的研究

利菲爾特商丘分公司對含油污泥熱解的固體、液體以及氣體產物性質進行了系統的分析，并進一步對熱解過程中可能發生的反應進行了探究。分析了不同種類油泥熱解固體產物性質和利用方式、添加劑對油泥熱解三相產物性質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，固體產物產率均隨著熱解溫度升高而降低。隨著熱解溫度升高，揮發分相對含量、C和H元素含量均降低，這是由于高溫使更多的碳氫化合物發生反應離開，固定碳相對含量、C/H均升高，這是由于烴類物質在高溫下焦炭化。紅外光譜結果也證明，較低溫度的固體產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。綜合固體產物性質發現，450-500°C的油田開采油泥熱解固體產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物更適合直接或改性后作一些反應的催化劑。添加劑的添加促進了油泥的熱解，減少了固體產物產率，使殘留在固體產物中的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。通過紅外光譜結果發現，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，主要發生輕質烴的揮發，收集到的是C10-C19的輕質油，在高溫下，油泥發生了熱解，收集到的熱解油組成種類增加，涵蓋烯烴、烷烴、稠環烷烴、芳香烴等多種碳氫化合物。添加劑使熱解油的產率升高，且粉煤灰的促進作用強于飛灰，當飛灰的添加量大于25%后，促進作用不再增強。粉煤灰促進了C20-C30的烴斷鍵裂解，促進了直鏈烷烴轉化為烯烴和稠環烷烴，飛灰則促進了直鏈烷烴環化，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。對于熱解氣體產物，添加劑使氣體產物的產率升高，飛灰的促進作用更明顯。添加了粉煤灰的熱解氣體產物中含有更多的H2和CH4，而飛灰的熱解氣體產物中含有更多的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物具有更高的熱值。

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