采用TG-FTIR和13C NMR研究印尼油砂热解产油过程

王 擎，王智超，贾春霞，宫国玺

(东北电力大学 能源与动力工程学院，吉林 吉林132012)

采用TG-FTIR和13C NMR研究印尼油砂热解产油过程

王 擎，王智超，贾春霞，宫国玺

(东北电力大学 能源与动力工程学院，吉林 吉林132012)

采用热重分析 (TGA)和傅里叶红外光谱 (FTIR)联用实验技术以及13C核磁共振(13C NMR)技术，详细研究了印尼油砂热解产气过程和油砂沥青质的化学结构变化。油砂热解产气的TG-FTIR分析显示，油砂热解过程可以分为水分蒸发段(0～150℃)、低温段(150～550℃)和高温段(550～800℃)3个阶段，油气的析出主要集中在低温段，样品失重量为21%；在低温段所得油气的主要红外吸收峰归属于亚甲基和次甲基的C—H伸缩振动以及甲基的C—H面内弯曲振动。采用13C NMR技术获得了不同终温下沥青质碳结构骨架参数，由此揭示出油砂热解过程中化学结构的变化规律。随着油砂热解温度升高，沥青质中芳香族碳数量略有增加，脂肪族碳数量减少，其中亚甲基碳数量大幅度减小，是产油的主要贡献者，但甲基碳数量变化不明显；脂链平均长度不断减小，从9.2下降到4.0；油潜力碳的比例由0.56下降到0.27；在热解末期即产油能力最低时，惰性碳的比例占到0.6。2种实验结果相互印证且吻合良好。

油砂热解；TG-FTIR；13C NMR；沥青质抽提

油砂是由沥青质、水、富矿黏土和沙粒组成的混合物，又称沥青砂[1]。在世界石油需求日益增长以及石油价格居高不下的形势下，油砂作为可替代传统化石燃料的非常规油气，因其储量丰富，得到了世界各地的广泛关注[2-4]。目前，油砂沥青质分离方法主要有热碱水分离法、溶剂萃取法和热解干馏法3种[5-6]。……