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抚顺页岩油密度与机械杂质、灰份的关系

更新时间:2009-03-28

油页岩属于非常规油气资源,以资源丰富和开发利用的可行性被列为21世纪非常重要的接替能源。它与石油、天然气、煤一样都是不可再生的化石能源,在近200年的开发利用中,其资源状况、主要性质、开采技术以及应用研究方面都积累了不少经验。油页岩(又称油母页岩)是一种高灰份的可燃有机质的沉积岩。油页岩经低温干馏可以得到页岩油,页岩油类似原油,可以制成汽油、柴油或作为燃料油。除单独成藏外,油页岩还经常与煤形成伴生矿藏,一起被开采出来,抚顺的油页岩就是煤炭剥离的副产品。

页岩油是油页岩干馏时有机质受热分解生成的一种褐色、有特殊刺激性气味的粘稠状液体产物,类似天然石油,富含烷烃和芳烃,也含有较多的烯烃组分及氧、氮、硫等非烃类组分。页岩油的性质,因各地油页岩有机组成和热加工条件的差异而有所不同,比重约为0.9~1.0。

抚顺矿区是我国页岩油主要产区之一,已有70多年的工业开采历史。矿区位于辽宁省东部的抚顺地区,东西长达18km,南北宽2~3km。抚顺油页岩赋存于含煤地层中,与煤伴生,埋藏量大,覆盖层薄。抚顺页岩油的含油率为2%~13%,平均为5.5%左右;厚度为48~190m不等,平均为95m;油页岩属中等品味矿石。油页岩根据含油率的不同,分为油页岩富矿和油页岩贫矿,富矿平均含油率6.71%,贫矿含油率平均2.94%[1]

抚顺的油页岩通过干馏的方法,在隔绝空气的条件下,加热温度在450~550℃,抚顺的页岩油性质有其特点,在20℃时密度为0.8900~0.9100t·m-3,50℃时运动粘度为11.00~13.00mm2·s-1,机械杂质为0.9%~1.8%,凝点为31℃~35℃,灰分应≤0.3%,水份为0.7%~1.5%,闪点为135~165℃。

目前,对于抚顺矿区坑口油厂的页岩油分析化验结果的研究并不多见,大多是油页岩干馏工艺的研究。鉴于页岩油分析化验结果对于生产页岩油质量起到至关重要的作用,因此,作者考察了在不同批次下,页岩油在不同密度下与机械杂质及灰份的变化规律。

1 实验部分

1.1 页岩油的采样及前期处理

由上可知,合理考虑滑坡稳定性影响因素及演化动力学过程的位移预测方法仍需要进一步研究。本文以重庆奉节县某滑坡作为三峡库区典型堆积层滑坡,基于地质及位移资料分析,总结滑坡位移特征及主控因素;提出基于库水运行工况概化,通过GeoStudio软件SEEP/W模块获取各工况下的滑坡渗流场,并将其依次导入FLAC3D数值分析平台,获取滑坡位移场的位移预测方法;最后通过计算位移与实测位移的对比分析,证实了本文方法的可行性和可靠性。

现对抚顺矿区坑口油厂的5个页岩油罐进行采样测密度,其中 1#,2#,3#罐装满页岩油分别为1600t,7#和9#罐装满页岩油分别为4200t。测量5个批次的页岩油密度,并将每罐的页岩油密度以升序的方式进行排列。

1.2 页岩油密度的测定

糖尿病患者的医疗费用与其血糖控制的好坏直接相关,糖尿病的控制不是传统意义上的治疗而是系统的管理,接受糖尿病自我管理教育的患者,血糖控制优于未接受教育的患者,糖尿病的健康管理是基层医疗机构的重要职责。落实分级诊疗制度是关键[12],建立合理的医疗服务递送体系,难点还在于基层医疗机构的人才队伍建设。

抚顺页岩油在常温下是凝固的,所以在化验前要将页岩油进行加热处理,使其保持流动性。

抚顺页岩油密度测定需要用到密度计、量筒及温度计。在密度测定器的恒温浴中用密度计和温度计测得,测定在某一温度下页岩油的视密度,视密度测量方法根据阿基米德原理,然后再通过内插法把视密度转化成标准温度下的页岩油密度。

 

表1 抚顺西露天矿坑口油厂页岩油密度(t·m-3)Tab.1 Shale oil density in Fushun Western Opencast Pit Oil Plant

  

批次1 罐号 1# 3# 2# 7# 9#密度 0.8914 0.8922 0.8928 0.8936 0.8956批次2 罐号 9# 1# 7# 3# 2#密度 0.8934 0.8968 0.8969 0.8975 0.8982批次3 罐号 1# 7# 9# 3# 2#密度 0.8925 0.8954 0.8962 0.8967 0.8971批次4 罐号 7# 2# 3# 1# 9#密度 0.8931 0.8942 0.8956 0.8959 0.8963批次5 罐号 3# 2# 1# 9# 7#密度 0.8931 0.8938 0.8945 0.8952 0.8957

1.3 页岩油机械杂质的测定

由图1可知,在20℃标准温度下,页岩油机械杂质的大小随页岩油密度的变化呈线性关系,密度越大机械杂质变化的范围就越大。由于当页岩油的密度不大时,机械杂质的含量并不能显著的影响页岩油的密度,但当密度显著的增大时,页岩油中的机械杂质的含量便会影响着页岩油的质量,也就是使得页岩油的密度增大,页岩油的质量就会有所下降。

 

式中 m1:带有机械杂质的滤纸和称量瓶的质量,g;m2:滤纸和称量瓶的质量,g;m:页岩油的质量,g。

 

表2 抚顺西露天矿坑口油厂页岩油机械杂质(%)Tab.2 Shale oil mechanical impurities in Fushun West Openpit Mine Pit Oil Plant

  

批次1 罐号 1# 3# 2# 7# 9#机械杂质 0.9 0.95 1.0 1.1 1.2批次2 罐号 9# 1# 7# 3# 2#机械杂质 0.93 0.98 1.0 1.0 1.3批次3 罐号 1# 7# 9# 3# 2#机械杂质 1.0 1.1 1.1 1.2 1.3批次4 罐号 7# 2# 3# 1# 9#机械杂质 0.98 0.97 1.2 1.3 1.5批次5 罐号 3# 2# 1# 9# 7#机械杂质 1.1 1.2 1.26 1.3 1.5

1.4 页岩油灰份的测定

抚顺页岩油灰份测定时需要用到瓷坩埚、电炉、马弗炉、干燥器及定量滤纸。将流动的一定量的抚顺页岩油倒入称量后的瓷坩埚中,计下倒入瓷坩埚内页岩油的重量,用无灰滤纸作引火芯点燃放在容器中的页岩油,使其燃烧到只剩下灰份和残碳。将碳质残留物放入775℃马弗炉中加热转化成灰份,进而冷却并称重,通过计算得到了页岩油的灰分。试样的灰分 X(%)式(2)计算:

 

(1)抚顺页岩油的机械杂质和密度是呈线性关系,随着页岩油的密度增大,页岩油的机械杂质也就越大。

抚顺西露天矿坑口油厂生产出来的页岩油成品经过沉淀和脱水后由质监中心工作人员进行采样。质监中心采样人员在油罐上规定的采样口进行采样,采样按照国家标准的采样方法进行,对页岩油成品罐上的上、中、下3个采样点各采700mL页岩油,共2100mL,将3个样品混合均匀,便成为这个罐的页岩油样品。

 

表3 抚顺西露天矿坑口油厂页岩油灰分(%)Tab.3 Shale oil ash of Fushun Western Opencast Pit Oil Plant

  

批次1 罐号 1# 3# 2# 7# 9#灰份 0.07 0.07 0.08 0.08 0.09批次2 罐号 9# 1# 7# 3# 2#灰份 0.09 0.1 0.12 0.13 0.15批次3 罐号 1# 7# 9# 3# 2#灰份 0.1 0.1 0.13 0.15 0.16批次4 罐号 7# 2# 3# 1# 9#灰份 0.08 0.11 0.15 0.16 0.18批次5 罐号 3# 2# 1# 9# 7#灰份 0.12 0.14 0.16 0.18 0.2

2 结果与讨论

2.1 机械杂质随页岩油密度变化规律

  

图1 抚顺页岩油密度随机械杂质的变化规律Fig.1 Variation of shale oil density with mechanical impurity in Fushun

抚顺页岩油机械杂质的测定需要溶剂油、过滤装置和定量滤纸。称取一定量的抚顺页岩油,加入溶剂,混合均匀。趁热将页岩油混合好的溶液用恒重好的滤纸过滤,该滤纸是安置在固定于漏斗架上的玻璃漏斗中的。过滤结束时,对带有沉淀的滤纸,以带橡皮球洗瓶装的热溶剂油冲洗至过滤器中没有残留试样的痕迹。将沉淀的滤纸烘干,干燥时间不少于1h,然后盖上盖子放在干燥器中冷却30min,称量。重复干燥,直至两次连续称量间的差值不超过0.0004g为止,最后通过计算得到了页岩油的机械杂质。试样的机械杂质含量X[%(m/m)]按下式(2)计算:

2.2 灰分随页岩油密度变化规律

  

图2 抚顺页岩油密度随灰分的变化规律Fig.2 Variation of oil density with ash in Fushun shale

由图2可知,在20℃标准温度下,页岩油中灰份含量对页岩油质量的影响是和机械杂质类似的。页岩油灰份的大小随页岩油密度的变化呈线性关系,密度越大灰份变化的范围就越大。由于当页岩油的密度不大时,灰份的含量并不能显著的影响页岩油的密度,但当密度显著的增大时,页岩油中的灰份的含量便会影响着页岩油的质量,也就是使得页岩油的密度增大,页岩油的质量就会有所下降。

3 结论

式中 G1:灰分的重量,g;G:页岩油的重量,g;X:页岩油的灰分,%。

Unlike its other surgical counterparts,cardiac surgery was a relatively unknown subspecialty in the early 20th century.In 1881 at the Vienna Medical Society,Theodore Billroth once proclaimed.

这家伙没心没肺,肖玉死得比她惨,她在学校放假回家赶火车的时候,人太多,被挤下站台,让迎面进站的火车轧成两截。我一个月前知道这事的时候,正在从昆明回家的火车上。暑假回来高中同学聚会,大家都哭了,但直到今天才敢去她家。

(2)抚顺页岩油的灰分和密度是呈线性关系,页岩油的密度越大,页岩油的灰分越大。

(1)做好水资源总量消耗和强度控制。深入推进实行最严格水资源管理制度考核。按照国家要求,加强规划水资源论证工作。全面实施水资源消耗总量和强度“双控行动”,抓紧完成呼兰河等河流水量分配。进一步推进黑龙江省地下水压采工作,严格控制地区水田发展,坚决遏制农业生产无序开采地下水的势头。强化取水许可审批,对水资源超载,尤其是严重超载的地区,要坚决采取水资源管控措施。

(3)抚顺页岩油的优质程度在密度、机械杂质、灰分的数据上能有一定体现。页岩油优质程度越高,其机械杂质和灰分就相对来说要小。

参考文献

[1] 韩放.抚顺油页岩开发利用条件分析[J].吉林大学学报,2006,36(6):915-920

低温等离子体处理氧化石墨烯可提高抗菌灭菌能力

近日,中国科学院合肥物质科学研究院技术生物与农业工程研究所黄青课题组、等离子体物理研究所王奇课题组合作,利用低温等离子体处理氧化石墨烯,发现处理后的氧化石墨烯的灭菌能力显著提高。

石墨烯作为一种新型二维碳材料,在多个生物医学领域都显示出巨大应用前景。但与抗生素、银等其他传统灭菌药物/材料相比,一般的石墨烯类材料的灭菌能力较弱。为提高其灭菌能力,通常做法是在石墨烯类材料上通过化学手段连接其他抑菌能力较强的材料。但是,化学处理过程复杂且可能会引起环境及健康风险。该研究采用低温等离子体处理氧化石墨烯并研究其灭菌效果,发现氢等离子体处理后的氧化石墨烯在0.02mg·mL-1浓度下即可引起近90%的细菌的灭活,远高于未经处理的氧化石墨烯的灭菌能力。为探索其原因,研究人员对处理前后的氧化石墨烯进行了原子力显微镜(AFM)、拉曼(Raman)光谱显微成像及X射线光电子能谱(XPS)等表征分析,并对处理后的细菌样品进行扫描电镜(SEM)分析,发现等离子体处理不仅能有效还原石墨烯并减小其尺寸,还会导致氧化石墨烯表面缺陷增多,形成多个不规则柱状或针尖状突起物,进而导致细胞内含物的外泄及细菌死亡。该研究表明,低温等离子体可作为一种有效的物理处理方法改性石墨烯类材料并提高其抗菌灭菌能力。

 
王宇,龙帅
《化学工程师》 2018年第04期
《化学工程师》2018年第04期文献

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