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油砂熱解提煉瀝青質(zhì)的市場前景非常良好

2022-10-31

人們開采出油砂后,需要先從油砂中提煉出瀝青質(zhì),并將其通過改質(zhì)這一工序,成為“合成原油”,然后就可以經(jīng)過進(jìn)一步的精煉,轉(zhuǎn)化為可為工業(yè)所用的常規(guī)石油產(chǎn)物。瀝青改質(zhì),就是提高瀝青中輕類物質(zhì)的H/C比,并去除其中的雜原子,即硫和氮。提高瀝青中輕類物質(zhì)的HIC比可以通過兩種有效的途徑,第一種是除碳第二種是加氫。瀝青改質(zhì)的方法主要有熱解法、蒸餾法、加氫處理法、催化法等,本文著重講解的熱解法就是其中之一。熱解法首先需要將大分子瀝青熱裂解,轉(zhuǎn)化為輕質(zhì)物,再將多余的碳集中到焦炭這一熱解產(chǎn)生的副產(chǎn)物中。

將油砂進(jìn)行熱解的過程實(shí)質(zhì)上就是從油砂中提煉瀝青質(zhì)的過程。提煉瀝青質(zhì)還可以使用原位瀝青抽提法,但該方法一般適用于埋藏較深的油砂資源,且需要向礦井中注入降低瀝青粘度的介質(zhì)。相比較而言,油砂熱解更適用于近地表油砂資源礦藏,而且該方法有助于更加有效地利用油砂資源。油砂熱解的具體步驟是:將油砂在隔絕空氣的條件下進(jìn)行加熱,先釋放出油砂中的揮發(fā)分,再將無法揮發(fā)的大分子組分熱裂解成輕質(zhì)組分。經(jīng)過高溫處理后可以從粗焦油砂中蒸餾出石油產(chǎn)品。還能起到脫碳及改善油的碳?xì)浔鹊淖饔茫軌蝻@著提高油品質(zhì)量。正是因?yàn)檫@些優(yōu)點(diǎn),油砂熱解提煉瀝青質(zhì)的市場前景非常良好。

正是由于熱解過程的優(yōu)越性,國內(nèi)外研究油砂的注意力在近些年已經(jīng)轉(zhuǎn)移到了油砂熱解上來。利菲爾特商丘分公司直接利用油砂樣品對油砂瀝青質(zhì)中的碳結(jié)構(gòu)骨架進(jìn)行了探究分析,研究結(jié)果如下:瀝青質(zhì)中,飽和長鏈的碳結(jié)構(gòu)構(gòu)成脂肪族的60%左右,碳結(jié)構(gòu)的平均鏈長超過8個碳原子,其中亞甲基碳的數(shù)量最多,接著是末端甲基碳,而季碳和氧接脂碳數(shù)量都很少。由此可見脂肪族碳結(jié)構(gòu)存在的主要形式為脂鏈或脂環(huán)結(jié)構(gòu)。瀝青質(zhì)中的芳香碳含量在40%以內(nèi)。含量極少的羰基碳在圖譜中并沒有明顯的體現(xiàn)。通過對瀝青質(zhì)的再加工,我們可以獲得品質(zhì)更佳的油品。油砂瀝青質(zhì)以及熱轉(zhuǎn)化后得到的液體產(chǎn)品平均分子結(jié)構(gòu)發(fā)生了明顯的改變,而且液體產(chǎn)品的品質(zhì)得到了提高,H/C原子比從1.61~1.63增大到1.65~1.70,平均相對分子質(zhì)量大幅度降低,雜原子個數(shù)大幅度降低。

在石油資源嚴(yán)重稀缺的今天,對油砂的開采利用有利于緩解我國資源緊張的狀況,對實(shí)現(xiàn)資源可持續(xù)發(fā)展有著重要意義。但是油砂和石油一樣也是不可再生資源,在對其進(jìn)行開采前必須要充分了解油砂及油砂瀝青質(zhì)的特性與結(jié)構(gòu),這樣才能最大化地將油砂瀝青質(zhì)轉(zhuǎn)化為常規(guī)的石油產(chǎn)物,從而為我國的化工業(yè)發(fā)展提供原材料。

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