摘要
基于热重实验和红外分析技术以及TG-MS联用技术，考察了中国吉林桦甸、延吉汪清、山东龙口3个地区的3种油页岩干酪根，在升温速率为20℃/min条件下的热解特性、官能团有机结构的变化以及轻质气体产物的析出规律。 结果表明，干酪根中有机官能团的热解温度范围为350~520℃，其中桦甸干酪根的失重量最大，失重质量分数占总失重质量分数的86%，生油潜力最佳。在热解过程中首先分解的是含氧官能团和脂肪族结构，其次为芳香烃结构，并且活化能最小的先析出。热解过程中的气体产物CnHm、CH4、CO2和CO的析出速率均呈现1个最大的峰值，析出温度集中在400~550℃范围内，并在500℃左右达到最大值，这与热重曲线在该温度范围内有较大峰值相对应，在干酪根有机官能团热解过程中，分段求解的动力学参数符合热解规律。通过分析干酪根热解过程中析出的4种具有代表性碳氢产物的种类和相应累积产量随热分解温度的变化规律，更好的判断了油页岩热分解过程中碳氢产物的分布情况。 此外还以汪清油页岩干酪根的热解特性为例，研究了油页岩干酪根在不同热解温度下脂肪链含量的变化规律。研究结果表明，热解过程中干酪根中脂肪烃区域表现为吸收峰的强度逐渐减小并最终消失；脂肪链的相对含量可达到35.6%，随着热分解温度的变化呈现出2个先减小后增大的变化趋势，最终趋近于零；随着热解温度的提高，干酪根中脂肪烃分子支链化程度增大，但是热解温度过高，支链程度又迅速降低；-CH2和-CH3吸收峰面积的比值最大为7.06，此时与DTG曲线上最大的峰值所对应的温度值一致，推断出干酪根中脂肪烃分子支链化程度与干酪根的热分解速率有密切的联系，热分解速率越大时，脂肪烃分子的支链化程度也越大。通过讨论脂肪烃结构和脂肪链含量随热分解温度的变化，更加清晰的判断出，在油页岩热解过程中析出的碳氢产物大部分来源于脂肪烃结构的分解。
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