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油砂又称沥青砂,是一种含有沥青(固态或半固态烃类)或其他重质石油的沉积岩。其成分包括沥青(重油)、砂、水、矿物质和土。内蒙古扎赉特旗油砂外观似黑色的糖蜜,含油率最高达10～13%,在现今石油资源紧缺的年代,这种含油率相当可观。而对油砂的研究我国尚处在起步阶段,未能实现工业化。选择适宜的制油工艺,具有十分重要的实践意义。 本文采用热水碱洗和固定床热解两种方法,对内蒙古扎赉特旗油砂进行制油研究。水洗部分考察了水洗温度、碱浓度、水洗时间和水砂比对水洗洗脱率的影响;热解部分考察了氮气和氢气这两种热解气氛下,热解温度、恒温时间、载气流量、压力对产物分布的影响,重点讨论了油产率随温度变化的规律。并对热解油品、气体和半焦进行了分析比较。 热水碱洗实验结果表明:扎赉特旗2号油砂有较高洗脱率,较佳水洗条件为:温度90℃,碱浓度0.3%,水砂比1∶1,水洗时间90min,最大洗脱率为94.85%。而6号油砂的水洗效果较差,在水洗温度为90℃,碱浓度为0.3%,水砂比为1∶1时,水洗60min,洗脱率达85.71%。 固定床热解实验结果表明:惰性气氛下,油砂常压热解比加压热解所得的油产率高。2号油砂的较佳热解温度为540℃,热解最高油产率为12.55%;6号油砂的较佳热解温度为560℃,最高油产率为7.18%。氢气气氛下,2号和6号油砂的较佳热解温度均为460℃。比同条件氮气气氛下的油产率较高。2号油砂的最高油产率达11.51%,而同条件氮气气氛下热解的油产率仅为9.13%,6号油砂的最高油产率达5.80%,同条件氮气气氛下热解的油产率为4.38%。 热水碱洗所得的油品品质没有明显改变,而热解所得油品品质有所改善,2号油砂尤为明显,其饱和分和芳香分含量增加,胶质含量减少,无沥青质组分。通过热水碱洗和固定床热解,2号油砂都可以获得较高的油收率,热解所得油品品质高于水洗。而6号油砂的水洗油收率较低,且油品中含有大量不易分离的细小砂土,所以不宜水洗制油。