第卷籀3期
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现代化工
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柏静儒，白章‟，李少华，王擎，王志奉.
(1.东北电力大学油页岩综合利用教育部工程研究中心，吉林吉林132012;
2.中国石油天然气华东勘察设计研究院吉林分院，吉林吉林132021) 摘要：利用AspenPlus系统流程模拟软件模拟油页岩的低温干馏，并按照含油率测定实验工况来设置系统流程，以探讨将
AspenPlus应用于油页岩热解领域的可行性.针对吉林地区桦甸一矿4层和二矿11层的油页岩试样进行模拟，并将所得的含 油率，含水率，半焦产率，干馏气体产率及半焦中各元素含量等模拟数据与实验值进行对比分析，模拟结果与实测值问的误差均
控制在合理范围之内.对比结果表明，系统流程的建模及物性参数设
置是正确合理的，可为后期构建完整的油页岩综合利用系
统提供参考.
关键词:ASPEN模拟：油页岩；低温干馏；元素分析
中图分类号:TE662文献标识码:A文章编号:0253—4320(2012)03—0085—04 ModelingoflowtemperatureretortingprocessforoilshaleusingAspenPlus BAIring—I‟UI,BAlZhangl,LIShao—huat,WANGQingL,WANGZhi-夤ng.
(1.EngineeringResearchCentreofMinistryofEducationforComprehensiv eUtilizationofOilShale.Northeast
DianliUniversity,Jilin132012China:2.JilinBranchCNPCEastChinaDesig nInstitute,Jilin132021,China)
Abstract:Inthispaper.thefeasibilityofemployingAspenPlusinthesimulatio nof0ilshaleretortingwithfischer assayexperimentalconditionarediscussedbymodelingofalowtemperaturer etortingproeess.Thesamplesof4thlayerof
No.1depositand11thlayerofNo.2depositofHuadianoilshalearesimulated. Acomparisonbetweenthesimulation anddeterminationresultsofoilcontent,moisturecontent,retortinggasyielda ndsemi—cokeyield,ete.,isperformed.The tolerancebetweenthesimulationanddeterminationresultsiswithinthereaso nablerange.whichindicatesthattheprocess
builtandthephysicalmethodselectedarecorrectandreasonable.Itcanprovid ereferencedataforbuildingtheprocessof comprehensiveutilizationsystemforoilShale.
Keywords:ASPENsimulation;oilshale;lowtemperaturepyrolysis;ultimat eanalysis
油页岩是一种沉积岩，具有无机矿物质的骨架,
并含有固体有机物.油页岩经加热后可产生页岩
油，并可继续深加工制取其他油品，同时油页岩也可
直接燃烧发电_lJ.随着国际原油价格的不断上涨,
生产销售页岩油的利润空间逐渐扩大，油页岩的开
发潜力凸显，但是由于过去油页岩开发单一，致使油
页岩开发的资源利用率和能源利用效率很低，同时
还对环境产生严重影响.因此，只有研发现代综合
利用集成技术，实现对油页岩的深度开发和综合利
用，才能提高油页岩开发利用的收益，降低环境成
本，实现油页岩工业的可持续发展J.
AspenPlus作为一种大型的通用流程模拟系统
已在化工和石油化学等行业得到广泛应用，近年来
开始应用于IGCC,CCS等燃煤发电及大气污染物控
制领域J，将AspenPlus推广应用至油页岩干馏
及综合利用方面也存在着很大的可行性.
目前有部分研究人员在进行煤或油页岩的干馏
过程模拟，但在对煤焦油/页岩油的表征问题上
存在着不同的方式，其中Y an等利用C:H:S,
cH,N,C.H:O,C.H:O这4种物质来共同替代
煤焦油.这种替代虽能定性地表示出焦油中所包含
的硫醇，苯环等官能团，但是如果不能精准地调和这
4种物质之间的比例关系，将无法准确地表示焦油
的质量以及焦油中各元素的含量.由于氮，硫，氧元
夏一松
延吉市十二中素占页岩油的质量分数较低，为3%～7%l9，故
在本文中对其进行忽略处理，同时页岩油作为目标
产物，主要考察的指标为其产率及相关的热力学能
聚焦镜等参数，因此利用碳氢化合物作为页岩油的替代物.
FANPN本文将利用Aspen对油页岩试样进行低温干馏
模拟，按照油页岩含油率实验的工况进行参数设置,
并重点对干馏装置进行建模.力争在此基础上通过
适当改进使其能够满足模拟其他常规油页岩干馏装
江苏中行置的相关要求，为后期构建完整的油页岩综合利用
系统流程做准备.
1油页岩干馏机理及试样
1.1干馏机理
油页岩的低温干馏，即在隔绝空气的条件下，加
收稿日期:2011—10—20
基金项目：国家潜在油气资源(油页岩勘探开发利用)产学研用合作
创新建设项目
作者简介：柏静儒(1973一)，女，博士，副教授，研究方向为油页岩综合利用,****************.；白章(1987一)，男，硕士生，研究方向为油页岩综合利用，通讯联系人,***********************.
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热至450～550~C，在此过程中油页岩内部的有机质
热解生成页岩油蒸气和热解气体的混合物以及固定
碳(无矿半焦)，其中无矿半焦与油页岩中的无机矿
物质黏合生成油页岩半焦(简称为半焦)J.
根据组成成分，可将油页岩分成外在水分，无机
矿物质和有机物质，其中有机物质主要包括油母质
和少量的可溶沥青，但由于可溶沥青的含量往往低
于油页岩质量的1%一2%』，故在模拟过程中将其
忽略.于馏过程主要包括油页岩干燥脱除外在水,
油母质分解产油产气，黏土类矿物质和石膏脱除结
合水以及碳酸盐类矿物质分解产生CO.故在进行
Aspen系统组分输入时，按照上述方法对外在水，油
母质和矿物质进行独立设置，从而实现对油页岩
组分的完整定义，能有效地避免在进行各自化学反
应时对油页岩元素分析数值产生交互影响，从而简
化模拟过程.
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