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不同热模拟实验煤热解产物特征及动力学分析(9)
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摘要:前文已经指出煤在Rock-Eval实验装置下600℃时生气尚未结束,为了标定动力学参数,在数据处理过程中人为因素使得生气转化率偏高。因此,标定得到的生气活化
前文已经指出煤在Rock-Eval实验装置下600℃时生气尚未结束,为了标定动力学参数,在数据处理过程中人为因素使得生气转化率偏高。因此,标定得到的生气活化能偏低,地质外推得到的成气转化率偏高。而金管实验中煤样生甲烷过程中存在初次裂解和二次裂解,是两者综合的反应,因此得到的生甲烷活化能较高,地质外推得到的转化率较低,比较适合评价存在二次裂解的地质情况。相对而言,TG-M S实验可以较好地代表开放体系条件下生气情况,比较适合用来评价烃源岩边生边排的地质情况。
4 结 论
(1)通过对金管实验(密闭体系)下煤热解产物产率分析发现,高温阶段有机质热降解过程中总气态烃质量产率下降的温度与重烃气质量产率的拐点温度并不相同,表明高温阶段甲烷的来源仍然存在有机质的初次裂解贡献,且高温阶段有机质初次裂解是甲烷的主要来源。
(2)TG-M S实验中煤样生甲烷终止温度约为850℃,对应的Ro约为5.3%(10℃/min升温速率),金管实验中煤样在650℃时(Ro约为4.9%,升温速率2℃/h),煤样生气能力尚未结束,气态烃质量产率一直呈增长趋势,表明煤在高温阶段仍具有生甲烷能力。可能是密闭体系下低温阶段热解的正构烷烃产物通过环化和芳香化作用与沥青或者干酪根发生缩聚/再结合作用形成了具有较高热稳定性的产物,这一产物在高温阶段可以再次生成甲烷。而在开放体系下正构烷烃被载气携走,不具备这类反应发生条件。
(3)不同生烃装置(Rock-Eval-II、TG-M S、金管)下的热裂解实验结果揭示,TG-M S实验中甲烷生成温度对应的Ro与地质条件下气态烃产物生成时的成熟度相接近,而Rock-Eval-II实验中烃气生成温度对应的Ro要远小于地质条件下气态烃产物生成时对应的成熟度。煤样生气动力学参数则表明,金管实验中得到的煤样生甲烷活化能高于 TG-M S实验中煤样生甲烷活化能,两者都高于 Rock-Eval实验中煤样生烃气活化能。在徐家围子地区的应用结果表明,不同生烃装置下获得的动力学参数外推结果差别很大。因此,对于开放体系的地质情况时建议采用 TG-M S实验装置(或者改进已有的Rock-Eval仪器,使得终温时生气能力枯竭)进行生气热模拟实验,对于存在二次裂解的封闭体系地质情况,建议采用金管装置进行生气热模拟实验。
文章来源:《冶金管理》 网址: http://www.yjglzz.cn/qikandaodu/2020/0825/411.html