浅谈含高碳酸盐二氧化碳油的母页岩样品挥发分的测定

摘要：本文通过介绍煤样的挥发分的测定来引出高二氧化碳含量油母页岩样挥发分的测定，以及对在油母页岩样挥发分测定的具体试验过程中遇到的诸多问题进行分析解决，并最终通过大量试验提出油母页岩样挥发分测定要根据样品的具体情况选择合适的称样量。

关键词：煤样挥发分、测定过程、注意事项、碳酸盐形式存在的CO

2、油母页岩样挥发分、

称样量

中图分类号：TQ116 文献标识码： A

油页岩样的挥发分测定方法，目前还没有标准可以遵循，所以我们考虑按照煤的工业分析方法中煤样的挥发分的测定方法来测定油页岩样的挥发分。

一、挥发分的定义及意义

煤样的挥发分是指：煤样在规定条件下，隔绝空气加热一定时间，并进行水分校正后的挥发物质产率。煤的挥发分主要是由水分、碳氢的氧化物和碳氢化合物（以CH4为主）组成，但煤中物理吸附水（包括外在水和内在水）和矿物质二氧化碳不属挥发分之列。工业分析中测定的挥发分不是煤中原来固有的挥发性物质，而是煤在严格规定条件下加热时的热分解产物，改变任何试验条件都会给测定结果带来不同程度的影响。影响挥发分测定结果的主要因素是加热温度、加热时间、加热速度，此外试验设备的型式和大小，试样容器的材质、形状和尺寸以及容器的支架都会影响测定结果，即测定结果取决于所规定的试验条件，因此说它是一个规范性很强的试验项目。

根据挥发分产率和测定挥发分后的焦块特性可以初步决定煤的加工利用途径。如高挥发分的煤，干馏时化学副产品产率高，适于作低温干馏原料，也可作为气化原料；挥发分适中的烟煤，粘结性较好，适于炼焦。在配煤炼焦中，要用挥发分来确定配煤比。此外，根据挥发分，可以估算炼焦时焦炭、煤气、焦油和粗萃等产率。在燃煤中，可根据挥发分来选择适合特定煤源的燃烧设备或适于特定设备的煤源。在气化和液化工艺条件的选择上挥发分也有一定的参考作用。在环境保护中，挥发分还作为制定烟雾法令的一个依据。

二、为获得可靠的挥发分结果，必须注意以下问题：

1、测定温度应严格控制在（900±10）℃，为此必须：

①定期对热电偶及毫伏计进行校正，校正和使用热电偶时，其冷端应放入冰水或将零点调到室温，或采用冷端补偿器；

②定期测量马弗炉的恒温区，装有煤样的坩埚必须放在马弗炉恒温区内。

2、装有煤样的坩埚放入马弗炉后，炉温应在3min内恢复到（900±10）℃，为此必须：

①马弗炉应经常验证其温度恢复速度是否符合要求，或应手动控制以保证符合上述要求；

②每次试验最好放同样数目的坩埚，以保证坩埚及其支架的热容量基本一致。

3、总加热时间（包括温度恢复时间）要严格控制为7min。

4、要使用符合GB212规定的坩埚，坩埚盖子必须配合严密。

5、要用耐热金属做的坩埚架，它受热时不能掉皮，若沾在坩埚上影响测定结果。

6、坩埚从马弗炉取出后，在空气中冷却时间不宜过长，以防焦渣吸水。

三、煤的挥发分的测定：

煤样的挥发分的测定方法比较简单：称取一定量的一般分析试验煤样，放在带盖的瓷坩埚中，在（900±10）℃下，隔绝空气加热7分钟，以减少的质量占煤样质量的质量分数，减去该煤样的水分含量作为煤样的挥发分（Vad）。挥发分的测定结果有时受煤中矿物质的影响，当煤中碳酸盐含量较高时，有必要对测得的挥发分值加以校正。

1、Vad=（G-G1）/G*100- Mad------式

（1）

式

（1）中：Vad――空气干燥煤样的挥发分，%；

G――空气干燥煤样的质量，g；

G1――焦渣的质量，g；

Mad――空气干燥煤样的水分，%。

Vad‘= Vad-（CO2）ad------式

（2）

式

（2）中：（CO2）ad――空气干燥煤样中以碳酸盐形式存在的CO2含量，%；

Vad‘――校正完的挥发分。

3、当碳酸盐CO2含量≥12%时，则按式

（3）进行校正，

Vad‘‘= Vad-〔（CO2）ad-（CO2）ad（焦渣）〕------式

（3）

式

（3）中：（CO2）ad――空气干燥煤样中以碳酸盐形式存在的CO2含量，%；

（CO2）ad（焦渣）――焦渣中二氧化碳对煤样量的质量分数%；

Vad‘――校正完的挥发分。

四、含高碳酸盐二氧化碳油的母页岩样品挥发分的测定

下面简单以10个样品为例来简述笔者的试验经过。

表1在相同的试验条件下，以不同的称样量进行试验所测得挥发分的试验结果。

五、结语：在对碳酸盐CO2含量特别高（达30%～40%）的油母页岩样品进行挥发分的反复测定，并通过大量试验，笔者发现只有把称样量减少到0.2000g是最科学、最合适的。当称样量稍多时，由于CO2的含量特别高，样品中的碳酸盐受热分解过程中会吸收大量的热使马弗炉回温会慢些，并且分解产生的CO2瞬间逸出会带走样品，使得样品飞溅、燃烧，导致测定结果不稳定、不准确。以上是笔者在实际工作中的亲身经历，望大家在工作中根据自己所测样品的具体情况，选择适当的称样量，以便获得更准确的试验结果。