微波辅助CS2-NMP萃取依兰油页岩的研究

油页岩是一种重要的潜在能源,储量巨大,在化石燃料中它的储量折算成发热量仅次于煤而列第二位。如果将它折算成页岩油,世界上的油页岩储量将是4750亿t,相当于世界天然石油探明可采储量的5.4倍,因此,开发洁净、高效的油页岩加工利用工艺成为一项重要的课题。多年研究表明,溶剂萃取是提取油页岩中有机质的重要方法。 本文在微波辅助条件下,采用溶剂萃取的方法对黑龙江依兰地区的油页岩进行了研究。在一定的微波条件下通过单因素萃取实验,选出了最佳萃取溶剂CS2-NMP。以CS2-NMP为溶剂选取矿物粒度、溶剂用量、萃取时间及微波功率为因素进行四因素、四水平的正交实验,得出了油页岩微波溶剂萃取的最佳工艺条件为粒度级0.094～0.119mm,溶剂用量55ml,萃取时间15min,微波功率600W,矿物粒度、溶剂用量和微波功率为显著性影响因素,并且最佳工艺条件下的萃取率达到10.9%,较温和条件(水浴加热)下的9.2%提高了近2个百分点。由红外光谱分析结果可以看出,在微波辅助条件下的溶剂萃取过程中,溶剂主要是对小分子物质发生作用,萃余残矿中脂肪族物质以及含氧官能团结构物质增多,萃取物中脂肪族结构物质和含氧官能团的物质也较多,这些都与温和条件下的变化趋势相似,但峰的吸收强度明显高于温和条件。GC/MS分析结果表明,混合溶剂CS2-NMP具有较好的萃取能力,其萃取物主要由脂肪烃和含氧、硫、硅、卤素等杂原子的化合物及少量的芳香族化合物组成,并且萃取物中的可检出物质在数量上大大多于温和条件。微波辅助溶剂萃取有望成为油页岩洁净利用的一种有效途径。