[發明專利]一種油頁巖熱解用催化劑及其制備方法和使用方法

有效

• 申請號: 201410145243.4
• 申請日: 2014-04-11
• 公開（公告）號: CN103878031A
• 公開（公告）日: 2014-06-25
• 發明（設計）人: 羅萬江;蘭新哲;宋永輝;蘇婷;趙西成;周軍;張秋利
• 申請（專利權）人: 西安建筑科技大學
• 主分類號: B01J31/28
• 分類號: B01J31/28;B01J31/34;C10B53/06
• 代理公司: 西安創知專利事務所 61213
• 代理人: 譚文琰

技術領域

本發明屬于油頁巖熱解技術領域，具體涉及一種油頁巖熱解用催化劑及其制備方法和使用方法。

背景技術

隨著國際能源需求的不斷增加，非常規能源的利用得到了重視。油頁巖（又稱油母頁巖）是在礦物質機體中含有固體可燃有機質呈微細層理的細粒沉積巖，屬于非常規油氣資源，含油量一般大于3.5%。油頁巖通過熱解能夠生產頁巖油、液化石油氣、頁巖灰渣等；頁巖油可以生產汽油、煤油、柴油、石蠟、石油焦等多種化工產品；副產的頁巖灰渣可提取有價金屬、制備高附加值材料、生產建筑材料等。油頁巖具有儲量豐富、有利開發等優勢而被視為今后重要的戰略接替能源。油頁巖資源的開發利用對國際能源結構的發展具有重要的現實意義，近年來油頁巖資源的開發利用得到廣泛的關注。

據不完全統計世界油頁巖資源蘊藏量約10萬億噸。美國能源情報署2013年6月公布的世界頁巖油技術可采資源量達到456.94億噸。同時，還有很多盆地沒有評價（U.S.Department?of?Energy.Technically?Recoverable?Shale?Oil?and?Shale?Gas?Resources:An?Assessment?of137Shale?Formations?in41Countries?Outside?the?United?States.2013，6）。世界油頁巖資源分布相對集中在美洲地區，即美國、加拿大和拉丁美洲，美國是全球油頁巖資源最豐富的國家，儲量約占全球儲量的70%以上，主要集中在科羅拉多州、猶他州和懷俄明州。世界頁巖油儲量超過10億噸的國家有美國、俄羅斯、扎伊爾、巴西、摩洛哥、約旦、澳大利亞、愛沙尼亞和中國等，頁巖油總量為3741億噸，預計全世界頁巖油資源總量約為4750億噸，比傳統石油資源量（2710億噸）多50%以上。

中國油頁巖資源豐富，遠景儲量約2萬億噸，相當于800億噸頁巖油；查明資源儲量7199.37×108t，其工業原料頁巖油資源為476.44×108t，技術可采資源量119.79×108t。探明資源量居世界第四位。我國油頁巖資源分布較廣，主要集中分布在東部區和中部區，其中松遼盆地、鄂爾多斯盆地、準噶爾盆地，占全國油頁巖資源的76.79％。我國油頁巖礦床生成的地質年代主要分布于古生代的石炭紀、二疊紀，中生代的三疊紀、侏羅紀、白堊紀和新生代的第三紀，其中以新生代的第三紀為主，主要分布于吉林、廣東，遼寧、海南、陜西、山東、新疆、內蒙古等省、區。我國油頁巖含油率中等偏好，其中含油率＞5%～10%的油頁巖資源為2664.35億t，含油率＞10％的油頁巖資源量為1266.94億t，分別占全國油頁巖資源的37％和18％（劉招君，董清水，葉松青，等.中國油頁巖資源現狀[J].吉林大學學報(地球科學版).2006，36(6):869-876）。我國頁巖油資源可開發出四千億噸輕質燃料油，所以開發頁巖油資源是我國能源戰略的必然選擇。開展油頁巖的熱化學清潔轉化利用是實現我國能源發展戰略和石油替代戰略的重要途徑之一，對保障國家能源安全具有重要的戰略意義。

為了有效開發油頁巖資源，改善我國能源消費和供給格局，國內進行了油頁巖的微波熱解技術研究。具體有：

王擎等對油頁巖研究表明，油頁巖是弱吸波物質，水分、黃鐵礦和添加物半焦對油頁巖在微波場中的升溫特性有不同的影響。干燥的油頁巖，升溫速率明顯減小，熱解終溫也降低。加入半焦的油頁巖在微波場中升溫很快，具有良好的熱解效果（王擎,桓現坤,劉洪鵬,等.樺甸油頁巖的微波干餾特性[J].化工學報.2008,59(5):1288-1293；王擎,桓現坤,寇震,等.微波場中油頁巖及半焦升溫特性[J].微波學報.2009,25(1):92-96）。

折建梅等對甘肅油頁巖進行了微波熱解實驗研究，考察了油頁巖在微波場中的升溫特性及功率對頁巖油、半焦、干餾氣產率和組成的影響。結果表明:在微波場中油頁巖干餾終溫可達800℃以上；不同功率下干餾氣組成不同，在480W時，干餾氣中有效組分(H₂+CH₄+CO)達55%以上；隨著功率的增大，半焦產率逐漸減小；頁巖油產率隨功率先增加后減小，在480W時達到最大值13.5%；而干餾氣產率隨功率逐漸增大，在480W時，可達10%（折建梅,宋永輝,蘭新哲,等.微波功率對油頁巖熱解的影響[J].潔凈煤技術.2011,17(5):66-69）。