[发明专利]实验室测油页岩中可燃有机质氢碳原子比的方法和装置

说明书

本发明涉及一种实验室测油页岩中可燃有机质氢碳原子比的方法，包括：S1、干馏将油页岩样品中的油母和水分蒸馏出来形成混合气，用惰性气体驱动混合气进入第一干燥装置中去除水蒸气；S2、将混合气有氧燃烧，形成主要成分为二氧化碳、水蒸气、二氧化氮和二氧化硫的混合气；S3、使混合气进入第二干燥装置中去除水蒸气，剩余气体进入选择性二氧化氮和二氧化硫吸收装置，剩余二氧化碳进入二氧化碳吸收装置被吸收；S4、根据第一干燥装置重量差和二氧化碳吸收装置重量差，计算出H摩尔量n1和C摩尔量n2；由此计算出油页岩样品的H/C比。本发明采用常见和试剂和简单方法即可测出单位质量的油页岩中可燃有机质氢碳原子比，以及油页岩含水率，排出油页岩所含氮硫干扰。

技术领域

本发明涉及油页岩成分检测技术领域，尤其涉及实验室测油页岩中可燃有机质氢碳原子比的方法和装置。

背景技术

油页岩(又称油母页岩)是一种高灰分的含可燃有机质的沉积岩。它和煤的主要区别是灰分超过40％，与碳质页岩的主要区别是含油率大于3.5％。油页岩属于非常规油气资源，以资源丰富和开发利用的可行性而被列为21世纪非常重要的接替能源。它与石油、天然气、煤一样都是不可再生的化石能源。油页岩组成主要包括油母、水分和矿物质。(1)油母。含量约10％-50％(干基)，是复杂的高分子有机化合物，富含脂肪烃结构，而较少芳烃结构。油母的元素组成主要为碳、氢，以及少量的氧、氮、硫；其氢碳原子比为1.25-1.75。油母含量高，氢碳原子比大，则油页岩产油率高。(2)水分。为4％-25％不等,与矿物质颗粒间的微孔结构有关。茂名油页岩的水分含量较高，热加工过程中消耗较多的热量，且在干燥时易崩碎。(3)矿物质。主要有石英、高岭土、黏土、云母、碳酸盐岩以及硫铁矿等。含量通常高于有机质。现有技术多关注于测油页岩中的油母含量，但没有测氢碳原子比的方法，而测出氢碳原子比即可大致判断油页岩产油率。

发明内容

(一)要解决的技术问题

鉴于现有技术的上述缺点、不足，本发明提供一种实验室测油页岩中可燃有机质氢碳原子比的方法和装置，其采用常见和试剂和简单方法即可测出单位质量的油页岩中可燃有机质氢碳原子比，同时还能测得单位质量油页岩的含水率。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

第一方面，本发明提供一种实验室测油页岩中可燃有机质氢碳原子比的方法，其包括：

S1、采用干馏方法将油页岩样品中的油母和水分蒸馏出来形成混合气，使用惰性气体驱动混合气进入第一干燥装置中以去除水蒸气；

S2、将干燥后的混合气进行有氧燃烧，燃烧后形成主要成分为二氧化碳、水蒸气、二氧化氮和二氧化硫的混合气；

S3、使S2得到的混合气进入第二干燥装置中以去除水蒸气，剩余气体进入选择性二氧化氮和二氧化硫吸收装置，剩余干燥二氧化碳进入二氧化碳吸收装置中被吸收；

S4、根据S3中干燥装置的重量差，计算出H的摩尔量n1；根据S3中二氧化碳吸收装置的重量差，计算出C的摩尔量n2；由此计算出所述油页岩样品中的H/C比。

根据本发明的较佳实施例，其中，S1中，所述第一干燥装置为第一干燥管，第一干燥管内铺有五氧化二磷；所述第一干燥管与干馏装置的出口管道为可拆卸连接，所述出口管道和第一干燥管外部设有冷却装置，冷却装置中的冷却介质温度是70-80℃。

根据本发明的较佳实施例，其中，S2中，使用燃烧炉进行有氧燃烧，燃烧炉与通过混氧管道与所述第一干燥管连接；所述混氧管道的一侧连接补氧管，所述补氧管连接氩气稀释的氧气；氩气稀释的氧气是按照氩气与氧气1-2:1体积比稀释；所述燃烧炉包括喷火器，所述喷火器包括多个离散的电子打火点，以控制火苗的分布面积，避免燃烧过于集中，产生热量局部大量积累，气体膨胀和部分气体燃烧不全、检测不准确等问题。