油页岩也可称作油母页岩,它是一种灰分含量较高的固体可燃的矿产资源,它通过低温干馏可以得到性质类似于天然石油的页岩油,油页岩属于“非常规油气资源”,加大对油页岩的开发利用,可以解决我国石油紧缺带来的对社会发展、经济建设的阻碍,可以减少我国对外国石油的依赖性,并能顺利避免我国产生能源危机。本文较为全面的考察了铜川油页岩的基础特性、结构特征和热解特性。对铜川油页岩进行元素分析、工业分析和灰组分分析得出,油页岩是一种高灰、高氢、高氧的混合物,灰组分主要为SiO2、A12O3、Fe2O3; FTIR分析表明,油页岩中脂肪烃、芳烃和羟基具有明显的特征吸收峰,矿物质有较强的吸收峰,结合XRD分析,油页岩中矿物质的含量比较丰富,主要包括石英,高岭石、伊利石、蒙脱石等黏土矿物,以及方解石等；油页岩的吸附等温线基本上呈现出反S型,属于II型吸附曲线,油页岩的孔结构以大于4nm的介孔为主。对铜川油页岩通过低温干馏实验得到的页岩油经GC/MS检测,进行组分分析得出,页岩油中脂肪烃为主要成分,其含量达55.63%,芳香烃的含量占33.91%,而含氧化合物的含量占10.46%。采用TG-FTIR联用研究了铜川油页岩的热解特性,分别考察了升温速率、反应气氛以及矿物质成分对铜川油页岩热解的影响规律,另外,还研究了铜川油页岩分别与府谷煤、页岩半焦的共热解特性以及热解挥发分的逸出规律。油页岩的热解过程大致可以分为三个阶段,总失重率达15.5%左右。热解的气态产物主要为CO、CO2、CH4、脂肪烃、芳香烃和H2O等。油页岩总失重率在不同升温速率下基本一致。然而,与最大失重速率对应的热解温度却随着升温速率的提高而升高,失重速率峰宽也相应有所增大。在所考察的温度梯度范围内,随着升温速率增加,热解产物的逸出量呈逐渐增大的趋势。热解产物在逸出规律上呈现了一定的滞后性。加氢热解转化率为14.12%,与纯氮气气氛下热解转化率12.91%相比,相对增加9.4%。与油页岩OS的热解转化率38.34%相比,脱除硅酸盐类矿物质后的样品OS-SF和同时脱除碳酸盐类矿物和硅酸盐类矿物后的样品OS-CSF的热解转化率明显提高,分别达60.32%和48.06%,而脱除碳酸盐类矿物质后的样品OS-CF的热解转化率大幅降低,仅为20.21%。在所考察的掺混比例梯度内,随着府谷煤掺混比例的增加,热解转化率由16.43%增加至23.79%,热解失重速率显著增加,热解产物的逸出规律大体一致。随着页岩半焦掺混比例的增加,热解温度范围趋于变窄,混合热解的失重速率较页岩半焦单独热解时有所增加,页岩半焦单独热失重速率0.0015/min,而油页岩与页岩半焦以5:5混合时,热失重速率0.0018/min,提高了20%。在自行搭建的小型固定床反应器中进一步考察了油页岩与府谷煤在共热解过程中产油率和产水率的变化情况。在所选择的掺混比实验范围内,实际产油率都高于计算产油率,府谷煤在混合物中质量百分比达20%时,实际产油率8.02%达最大值,远高于计算产油率6.52%。实际产水量要小于计算产水量,而且,在产油率越高的混合比上产水率越低。采用Coats-Redfern模型确定了热解反应参数,铜川油页岩热解反应属于一级动力学反应,热解平均活化能为35.08kJ/mol。铜川油页岩与府谷煤共热解反应也属于一级动力学反应,随府谷煤在油页岩中掺混比例的增加,热解反应活化能降低,共热解反应活化能比铜川油页岩单独热解反应的活化能都要低。