高压_工频电加热原位裂解油页岩理论与试验研究

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毕业论文范文题目： 高压_工频电加热原位裂解油页岩理论与试验研究，论文范文关键词： 高压_工频电加热原位裂解油页岩理论与试验研究
高压_工频电加热原位裂解油页岩理论与试验研究毕业论文范文介绍开始：
　　高压_工频电加热原位裂解油页岩理论与试验研究，博士学位论文，共138页。
　　中文摘要
　　能源问题是目前世界亟待解决的问题，天然石油不可再生，我国原油对外依存度逐年增加，资源严重匮乏，对于油页岩资源的开发利用重新回到了人们的视野。吉林省属于资源短缺大省，但是其油页岩资源丰富，在我国油页岩储量居首位。目前对油页岩资源的开发利用还处于地下开挖，地表干馏的状态，可供地表开挖干馏的部分油页岩越来越少，且地表干馏环境污染严重等缺陷制约着其发展。原位裂解油页岩技术可以克服地表干馏法的多数缺陷，但是技术并不成熟，还处于试验阶段。吉林省油页岩资源含油率低，储层薄，埋深较深，目前的原位开采技术并不适用于吉林省的油页岩资源的开采，因此针对吉林省油页岩资源创新提出了高压-工频电加热原位裂解油页岩技术，为油页岩原位开采技术提供了新的思路。
　　通过阅读大量文献，进行初步的基础试验，在理论与试验的基础上，中俄学者提出高压击穿-工频加热的裂解方法。本文利用所设计的高压-工频发生器、室内试验反应釜进行了不同距离、不同电压、不同电流等因素影响下的试验。由于试验过程中温度的不易测量且很难控制，利用基础试验得出的规律对高压-工频电加热原位裂解试验的结果进行反推来判断试验过程中的平均温度，进一步验证该技术的机理。
　　首先对 100-700℃7 个温度节点下保温两个小时的块状油页岩样品进行热重分析，工业分析，对其产物进行气相色谱分析。试验所得的热失重峰值相对于原样的热重分析其失重峰值有滞后现象，是因为在块状样品随着环境温度的升高，热量从样品表面传递到样品的内部的过程，因此失重峰值温度向后偏移。在室内试验与原位开采的过程中都应该考虑到内部传热的过程，将温度控制在 500℃左右。通过加热试验后其产物与残渣分别进行了大量的检测，得出油页岩样品的平均温度随温度的升高产物与残渣成分的变化规律，当平均温度在 500℃-600℃时，产气量达到最大值，气体量的峰值随着温度的升高逐渐前移，是因为高温使得大分子的烃类物质断裂生成小分子的烃类，更有利于气体产物提纯。
　　以固体击穿理论、等离子体理论、传热学理论为基础，对高压-工频电加热原位裂解技术的可行性进行论证，并同时与 ICP 原位转化工艺对比，针对吉林省油页岩资源的特点，高压-工频电加热原位裂解技术的加热通道垂直于层理，相同厚度的油页岩层具有更大的有效加热面积。对油页岩原位裂解过程中的热量传递规律建立物理模型，并进行仿真模拟。由于随着温度的升高油页岩材料的大部分物理性质都会随之变化，因此在模拟的过程中将导热系数、介电常数、比热等参数随温度的变化考虑其中，建立了非稳态模型。对室内油页岩裂解试验进行了模拟，根据模拟结果判断油页岩矿层达到裂解温度的区域与时间，通过后期的室内试验进行验证，为原位开采提供数据基础。
　　建立了油页岩高压-工频电加热原位裂解实验平台，高压-工频发生器可通过电流或者电压对油页岩进行击穿；室内反应釜为试验提供了安全可靠的空间，并满足温度和压力的校核。试验平台可以更直观和方便的观察油页岩的裂解过程，并可进行重复试验，为原位开采提供试验基础和借鉴意义。并进行了高压-工频电加热原位裂解技术的室内试验，经过对油页岩样品的击穿与加热，成功产生页岩油和可燃气体，验证高压-工频电加热原位裂解油页岩技术的可行性，并且该技术方法使能量积聚在油页岩内部，即能量损失小；进行高压-工频电加热原位裂解油页岩的室内试验，根据试验数据拟合出在相同试验条件下，相同性质的油页岩击穿时间与电流/电压及距离的函数关系，为原位试验提供参考；通过对是产物进行热重分析、X 衍射分析、元素分析，可得高压-工频电加热原位裂解油页岩的试验表明以电极作为加热体，其附近的油页岩发生了剧烈的裂解反应，根据油页岩裂解规律可反推其平均温度达到 600℃以上，内圈的温度达到了 860℃以上。
　　高压-工频电加热原位裂解油页岩技术可以成功产生油气，理论与试验上都验证了这种技术原理的可行性，其产油气速度快，能量损失小，无地表环境污染，是一种很有前景的油页岩原位裂解技术。
　　关键词：油页岩，原位裂解，高压-工频，等离子体，数值模拟，产物分析
　　
　　第 1 章绪论
　　1.1 概述
　　能源是近年来世界各国都将要面临的最严峻的问题，传统能源的急剧消耗引发了寻求新型非常规能源的勘探与开发热潮[1]。我国的油页岩资源储量巨大，在 20 世纪 60 年代发现大庆油田以前，一直是我国油气资源中的主力。天然石油的大量开采利用使得油页岩的开发利用被搁置[2]。而随着经济的迅猛发展，石油的消耗量的增长，使得我国从自给自足再度成为石油进口国[3,4]。图 1.1 为 1993-2012 年 20 年间我国石油净进口量逐年攀升，对外依存度处于逐渐增长的趋势，2012 年对外依存度已升高至 56.42%。从 2011 年开始，我国已经成为世界原油对外依存度最高的国家。天然石油不可再生，而国内剩余的原油储量严重匮乏，已无法追赶经济的飞速发展的节奏。而为了缓解能源的压力，对于非常规能源的开发利用重新回到了人们的视野。
　　.......

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