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能源是世界发展和经济增长的最基本的驱动力,是人类赖以生存的基础。近年来,随着石油、天然气、煤炭等常规化石能源的日益枯竭,能源问题成为制约我国经济发展的主要问题,而寻找常规能源的替代能源成为当务之急。油页岩是一种非常规油气资源,通过热解可以获得性质类似于天然石油的页岩油。据相关资料介绍,我国油页岩储量非常丰富,仅次于美国居于世界第二位,如果能将油页岩热解制备成页岩油,将弥补我国常规化石能源紧缺的不足。因此,对大庆油页岩热解过程进行实验和模拟研究具有重要的现实意义。油页岩和半焦的基础性质测定对分析油页岩热解前后组成、结构和热值等性质的变化有重要的作用,同时在运用Aspen Plus软件进行非常规组分定义时也需要油页岩和半焦的一些基础性质。本文测定了大庆油页岩和半焦的工业分析、元素分析、发热量、碳酸盐二氧化碳含量及红外光谱。油页岩热解过程中对产物影响最重要的因素是温度和恒温时间。在常压下,页岩油产率随温度呈先升高后缓慢降低的趋势,温度越高热解反应就越剧烈,同时,热解产物的二次裂解反应也随温度的升高而加剧。一定条件下,页岩油产率随恒温时间呈先增大后趋于平缓的趋势。本文在氮气气氛下,对大庆油页岩进行固定床热解实验,考察了热解温度(400～540℃)和恒温时间(0-30min)对大庆油页岩热解特性的影响。结合固定床热解实验和油页岩热解机理,研究油页岩热解反应动力学。根据热解动力学参数,拟合恒温时间为20min时的页岩油产率随温度的变化曲线,并与实验值对比。通过酸碱洗-柱层析及GC-MS分析法和薄层色谱法两种方法对大庆页岩油进行定性和定量分析。运用AAspen Plus软件对大庆油页岩固定床热解过程进行模拟。该流程将组分定义为常规组分、非常规组分和常规惰性固体组分的混合组分,先通过预热系统,去除大庆油页岩中的水分,干燥后的页岩进入RCSTR反应器进行热解,生成页岩油、干馏气体和半焦,半焦直接排出系统,干馏气和页岩油进入油-气分离系统进行油气分离。模拟中,在热解温度为360～580℃时,分析了热解产物页岩油、半焦和水质量流量和产率的变化规律,分析了温度对干馏气体质量流量和组成的影响。