Cracking secundario

Cracking  Secundario y Modernización de esquisto bituminoso de pirólisis de Petróleo

RESUMEN: 

Teniendo en cuenta la pirolisis esquisto bituminoso con un portador de calor sólido,

• este artículo investigó el efecto de la ceniza de esquisto, como la cama material para reacciones secundarias de pirolisis volátil, en
• la distribución del producto final y la calidad de la pirolisis esquisto bituminoso en un laboratorio de doble etapa fija reactor de lecho.

• Los factores examinados incluyen el tiempo de residencia de pirolisis volátil en un lecho de cenizas de esquisto y la temperatura de la ceniza de esquisto (es decir, temperatura de craqueo).

• La prolongación de la pirolisis tiempo de residencia volátil en la cama de ceniza de esquisto de 0 a 10 s disminuyó

• la producción de aceite de esquisto de 31,0%, pero aumentó la fracción de la gasolina y el gasóleo (punto de ebullición <623 K) por el 46,4%.

• La parte del aceite pesado (punto de ebullición> 773 K) estaba roto para aumentar los rendimientos de aceite ligero y gas de pirolisis (especialmente H2 y CH4).

• La temperatura del lecho de ceniza de esquisto fue el factor clave que afecta a la distribución del producto.

• El efecto catalítico de la ceniza de esquisto bajó el aceite de esquistos temperatura de craqueo para lograr el mismo grado de aceite de craqueo.

• La actividad catalítica de las cenizas de esquisto para el craqueo de esquisto aceite se demostró que depende estrechamente de los óxidos metálicos en la ceniza. Mientras CaO y Na2O tendía a inhibir la formación de coque y promover reformado catalítico, Fe2O3 mostró buena actividad en craqueo de petróleo de esquisto y la formación de coque

INTRODUCCIÓN

• La pizarra bituminosa es un recurso representante petróleo no convencional, yel potencial de producción de aceite de esquisto se prevé que sea más 4 veces de las reservas de petróleo probadas del mundo

• Aceite esquisto pirolisis por portador de calor sólido (SHC) es una posible acercarse para tratar partículas de pizarra bituminosa finos y producir pizarra aceite. Para los procesos de pirolisis con SHC, esquisto ceniza, arena y bola de cerámica se han utilizado como las partículas portadoras de calor sólidos, pero el uso de la ceniza de esquisto, con el carbono no quemado también en ella, debe ser más común.

• Esto se puede implementar a través la combinación de la pirolisis de esquisto de petróleo y petróleo de esquisto bituminoso carbón de combustión en un sistema de lecho fluidizado circulante (CFB). 

• En el pirolizador, aceite de esquisto se calienta por las partículas SHC calientes circularon que son esquisto principalmente ceniza de la cámara de combustión. Por lo tanto, la física y interacciones químicas entre la ceniza de esquisto y pizarra bituminosa tienen que afectar el comportamiento pirólisis esquisto bituminoso y afectar la pirólisis producto a través de reacciones secundarias, incluyendo el agrietamiento y coquización entre los compuestos volátiles de la pirólisis y ceniza.

•  Se prevé que el craqueo de petróleo de esquisto podría ser significativo en el proceso de SHC o bien se descomponen o actualizar el aceite de esquisto más de esquisto ceniza.

• El primario volátil liberado de pirolisis esquisto bituminoso puede adherirse a la superficie de las partículas de ceniza de esquisto para liderar a las reacciones secundarias hacia la libertad volátil.

• Ambas cosas efectos térmicos y catalíticos de partículas de ceniza de esquisto son la principal factores que varían la composición del aceite de esquisto y las propiedades a través de las reacciones de craqueo y mejora secundarias. Muchos estudios han examinado los efectos de alcalinos y alcalino metales de las tierras, la pirita y otros minerales en la ceniza de esquisto en la pizarra de aceite pirólisis. Taylor et al.
• encontró que montmorillonita disminuyó el rendimiento de aceite mediante la formación de coque, mientras caolinita causó aceite de craqueo y la isomerización alqueno. Ballice informado de que alcalino y metales de tierras alcalinas aumentaron la reactividad de esquisto bituminoso,mientras que los minerales de silicato manifiestan un efecto inhibidor sobre el petróleo reacciones de pirólisis de esquisto. Gai et al.informado de que la inherente pirita en la pizarra de aceite mejoró el rendimiento de aceite, mientras que la pirita adicional añade a la pizarra bituminosa promovió la formación de compuestos volátiles.
• Por lo tanto, es definitivo que tanto las condiciones externas y composición de óxido metálico interno puede afectar positivamente el aceite pirólisis de esquisto basado en SHC.Estudios de Literatura han demostrado que el aceite de pizarra a partir de aceite pirólisis de esquisto puede ser actualizado por la ceniza de esquisto para dar lugar a la mayor calidad de aceite o menor contenido de aceite pesado que hace que el petróleo fácil de procesar.
•  Comparando con el calentada externamente pirólisis (calentamiento indirecto), la pirólisis utilizando ceniza de esquisto como el portador de calor tiene por lo general el rendimiento de aceite inferior, digamos, en un 20-30% para el esquisto bituminoso Cóndor y Stuart.
• La fracción de aceite perdido era principalmente fracción pesada (punto de ebullición> 623 K) a través de su adsorción sobre la ceniza de esquisto ya su vez profundas grietas. Algunos investigadores  han investigado el efecto de craqueo catalítico de esquisto de cenizas en la pirólisis esquisto bituminoso mezclando cenizas y esquistos bituminosos.
•  Los resultados indicaron que la ceniza de esquisto, como el portador de calor sólido, tenían una cierta función catalítica en la pizarra bituminosa retorta para mejorar la la calidad del aceite de esquisto. Sin embargo, el esquisto bituminoso método de mezcla y ash no puede definir claramente las condiciones de craqueo de petróleo de esquisto y la mejora por la ceniza de esquisto por lo que el entendimiento está todavía lejos desde sistemática y el mecanismo es todavía incierto.
• El reactor de lecho fijo de dos etapas podría separar la volátil agrietamiento de la pirólisis esquisto bituminoso. Sobre la base de esto, es capaz de estudiar  individualmente los efectos de la volátil primaria tiempo de permanencia en la cama de ceniza de esquisto y la temperatura de craqueo sobre esquisto partículas de ceniza. El propósito de este estudio se dedica a determinar cómo el factor individual afecta a la producción de aceite de esquisto y la calidad a través de la modernización secundaria y agrietamiento sobre ceniza de esquisto, y esta espera para entender más la pirolisis procesar utilizando SHC. Las acciones de los óxidos metálicos individuales en cenizas de esquisto también se prueban mediante el ajuste de los contenidos de metales óxidos en la ceniza, dando así una comprensión del funcionamiento mecanismo de cenizas de esquisto

Tabla 1. próximas y últimas Los análisis de Yilan aceite de esquisto

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Tabla 2. Análisis XRF y superficie específica Áreas de las cenizas Probado

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Sección experimental

2.1. Material y Propiedades.

• El esquisto bituminoso probado en este artículo era de la mina de carbón de Yilan (llamada esquisto bituminoso YL), provincia de Heilongjiang  de China. Antes del experimento, el esquisto bituminoso se tritura y se tamiza a 0,4 a 1,0 mm y después se secó en un horno atmosférico de 383 K para 24 marido.
• La ceniza de esquisto empleada fue obtenida por la combustión del aceite de Yilan esquisto en un horno de mufla a 1073 K durante 10 h, y la ceniza fue también tamizada a los tamaños de 0,4-1,0 mm. 
• Tabla 1 muestra los resultados de análisis próximas y últimas de la prueba esquisto bituminoso YL. Ello contenía más de 50% en peso de ceniza (A), y el contenido volátil era aproximadamente el 30% en peso de (V). 
• El rendimiento de aceite del ensayo Fischer fue del 9,8% en peso masa esquisto bituminoso de seco. Los óxidos metálicos de Ca, Fe, Na y se impregnaron en el YL ceniza de esquisto para probar la actividad catalítica de asuntos metálicos individuales en ceniza de esquisto. 
• La impregnación se llevó a cabo mediante la dosificación de esquisto la ceniza en una solución acuosa de nitrato de metal especificado, por ejemplo, nano 3Ca (NO3)2O Fe (NO3)3 que contiene 10% en peso del metal objetivo óxido.
• La suspensión formada se a su vez hace vibrar de forma continua en un ultrasonator a 313 K durante 12 h para asegurar la dispersión de las metálico especies sobre partículas de ceniza. 
• Posteriormente, la mezcla se secó en una horno atmosférica de 383 K y se calcina a 923 K para producir la pizarra cenizas cargado con un óxido metálico. La ceniza de esquisto YL prima y también el cenizas de óxido-cargado se caracterizaron en la Tabla 2 con el de rayos X fluorescencia (XRF) análisis, que muestra que los principales componentes en cenizas fueron SiO2 Alabama 2O3Y Fe2O3 Mientras que la ceniza era también con bajacontenido de CaO, SO3 K2O, MgO, y Na2O.

2.2. Aparatos y Métodos.

• Figura 1 muestra un esquema diagrama del aparato experimental adoptado constituida fundamentalmente por un reactor de lecho fijo de dos etapas con una etapa superior de esquisto bituminoso pirólisis y una etapa inferior de agrietamiento volátil.
• La longitud de la tubo superior era de 400 mm con un diámetro interior de 30 mm y la tubo inferior fue de 850 mm de longitud con un diámetro interior de 38 mm.
• La ceniza de esquisto bituminoso y la pizarra se cargaron en su sinterización porosa placas de cuarzo, que eran 330 y 570 mm desde la parte superior del reactor, respectivamente.
• Se midieron las temperaturas de pirólisis y de craqueo por termopares de tipo K en el interior del reactor. 
• Desde un cilindro de alta pureza N2 voló en 100 ml min-1 desde la parte superior a la parte inferior del reactor como gas de barrido. 
• El efecto del tiempo de residencia de pirólisis volátil en  el lecho de cenizas se llevó a cabo mediante la adición de 20 g de esquisto bituminoso en la parte superior escenario y diferentes cantidades de ceniza de esquisto en la etapa inferior de la reactor. 
• Una determinada cantidad de ceniza de esquisto se puso en la etapa inferior antes de calentar el reactor, y 20 g de esquisto bituminoso era a su vez poner rápidamente en la etapa superior para iniciar el experimento mediante la apertura de la cubierta superior del reactor cuando el reactor alcanzó sus temperaturas deseadas

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Figura 1Diagrama esquemático del aparato experimental: (1) de flujo de masa

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