洁净煤技术

作者：郭伟, 俞尊义, 杨盼曦, 王晶, 杨甫, 李红强, 高琨, 马丽, 敬庆文, 杨伯伦, 吴志强

关键词：富油煤,地下原位热解,高温三轴仪,焦油轻质化

针对富油煤地下原位热解提油面临高地应力、地质情况复杂以及热解产物分析困难等挑战，设计搭建高温三轴试验装置模拟富油煤地下原位热解工况。试验装置包括高温高压供气模块、原位热解模块、伺服控制模块以及产物分离冷却模块。以陕北神府富油煤为研究对象，基于高温三轴试验装置模拟了不同埋深深度下的高温高压热解试验。高温三轴仪能够提供0～15 MPa的轴压（埋深深度0～600 m），应力加载响应迅速并且在热解过程中能够保持稳定。试验时高温三轴仪可以加热煤样中心温度至600 ℃左右，能够实现富油煤在设定的温度下进行热解试验。模拟埋深深度从100 m增加到300 m，轴压从2.45 MPa增加到7.35 MPa，热解半焦产率从67.70%升至68.04%，焦油产率呈现先升高后下降趋势，最高为6.50%。埋深增加时焦油中轻油、酚油含量逐渐增加，分别从19%和9.5%增加至25%和12%；沥青在焦油中的比例从25%降低到20%；芳香烃含量从32%升高至38%，脂肪烃含量从28.5%降低到19.3%。煤层渗透率随地应力增加而降低，阻碍热解过程中的传热和传质，导致富油煤热解产物停留时间增加，焦油二次反应，长链脂肪烃化合物发生断裂转化为小分子化合物，甲基、亚甲基同样不断脱出；另一方面应力促进了焦油分子缩合反应的发生，多环芳烃的含量迅速提高。地应力增加提高了轻质芳烃及焦炭的产率，焦油品质向轻质化提升。

来源：2025年第2期

《洁净煤技术》期刊编辑部

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