中歐原油提高原油熱采率的原位燃燒動力學(xué)

1、In-Situ Combustion Kinetics of a Central European Crude for Thermal EOR中歐原油提高原油熱采率的原位燃燒動力學(xué)Glatz G., Stanford University translated by Xinyu Song,China University of Petroleum斯坦福大學(xué)，Glatz G（作） 中國石油大學(xué) 宋欣鈺（譯）摘要：原位燃燒是提高重油熱采率的一個方法。通過局部一小部分碳氫化合物的氧化，從而釋放熱能來使剩余的油進行遷移。通過氣，蒸汽，水驅(qū)和粘度降低的組合來將油驅(qū)動到生產(chǎn)井。然而不是每一種油都可以用原位

2、燃燒法的。一種原油用這種方法是否可行，不僅取決于油的組成，而且取決于儲層的基質(zhì)。進行試驗測定，要求測定出在這塊油田上進行原位燃燒是否浪費。所以，一種油被越早的否定使用這種方法越好。等轉(zhuǎn)化率方法實際上之前應(yīng)用于原油氧化的有效活化能的測定。而且，這種設(shè)備可以被用作一個便宜的篩選工具來首先測定燃燒管試驗，從而可知現(xiàn)場實施起來是否可成功。本文對一個原位燃燒經(jīng)濟上可行的重油用等轉(zhuǎn)化率分析方法進行了實用性的討論。緒論盡管世界都日益承諾用可再生能源，但是世界依然嚴重依賴化石烴作為主要的能源。根據(jù)國際能源展望（2010）的推算，世界能源市場的消費從2007到2035年將要增長49%。而且，世界液體和其他石油每

3、天的用量從2007年的86.1百萬桶增長到2020年的92.1百萬桶，到2030年是103.9百萬桶，到2035年每天用量達到110.6百萬桶。為了達到參考案例中世界需求的增加量，液體產(chǎn)量（包括常規(guī)的和非常規(guī)的液態(tài)供應(yīng)）由2007年到2035年凈增長25.8百萬桶/天。持續(xù)的高油價導(dǎo)致了非常規(guī)資源（包括油砂，超稠油，生物燃料，煤變油，氣變油和頁巖油）變成了經(jīng)濟競爭對手。所以，世界非常規(guī)燃料的產(chǎn)量從2007年的3.4百萬桶/天預(yù)計到2035年可以達到12.9百萬桶/天，世界液體供應(yīng)量大約增長12%。非常規(guī)資源大約占世界石油總量的70%。(http:/對于不同的非常規(guī)油資源有不同的提高采收率的方法

4、。熱采過程是通過加熱降粘來獲得產(chǎn)率的。儲層溫度可以通過注熱水，熱蒸汽或者原位燃燒來達到局部溫度的提高。原位燃燒（ISC）或火驅(qū)尤其對于重油資源的開采提供了聽起來很經(jīng)濟環(huán)保的方式。由于降粘和遷移油層需要的能量是在儲層里面通過化學(xué)反應(yīng)提供的，所以此方法不受儲層的限制。注入的氧氣和原油重組分的反應(yīng)極大的提高了溫度進而降低了粘度。除了降粘，氣驅(qū)和熱擴散促進了增產(chǎn)（Kristensen(2008)。相對于其他的熱采方法，ISC有一些優(yōu)點。首先，原油中被燒掉的部分應(yīng)該是最重的和價值最小的部分（Kristensen(2008)。實際上，ISC方法還可以給一些煉油廠提供高API重度，少重金屬，和低硫含量的較好

5、的油品。雖然是一種較老的熱采方法，工業(yè)上由于某些原因一直不愿意在油田中使用ISC方法。盡管已經(jīng)有一些已經(jīng)成功的實地項目（例如：Carcoana（1990），早起一些油田實驗大量失敗使人們產(chǎn)生了ISC是一個高風(fēng)險的操作（Sarathi(1999)的觀念。尤其是缺乏一些能對油田效率和性能進行精確預(yù)測的可信工具，意味著即使過幾世紀，ISC的機理也不能盡知。即使技術(shù)上的進展（新加熱器等）對油田規(guī)模的ISC可行性進行了補充，建模仍然是一個難題。ISC的模擬需要熱動力學(xué)，化學(xué)和傳質(zhì)傳熱大量的知識。不同機制的相互作用得到了一個高度非線性的難題。除此之外，之前的反應(yīng)也相對薄弱（波動范圍在英尺范圍）。用模擬器跟

6、蹤進程需要非常精細的網(wǎng)格，所以用目前的技術(shù)模擬油田規(guī)模的進程實際上是不可行的。實際上，由于前述的的網(wǎng)格尺寸要求，根本就不存在能捕獲ISC進程和預(yù)測油田產(chǎn)量的油田規(guī)模的模擬器。為了給ISC進程的數(shù)值模擬建立一個有用的動力模型參數(shù)，動力電池和燃燒管試驗提供了一個良好的基礎(chǔ)。動力電池試驗可以幫助確定主要氧化反應(yīng)的反應(yīng)動力學(xué)，例如：低溫下的氧化反應(yīng)（LTO）和高溫下的氧化反應(yīng)（HTO）。LTO反應(yīng)在350以下發(fā)生，被認為是氧氣的加成反應(yīng)（Burger(1972)。然而，正如Moore（1993）所指出的，溫度范圍是取決于石油的。HTO反應(yīng)實際上就是燃燒反應(yīng)。例如：燃料和注入的空氣之間的反應(yīng)。這個反應(yīng)被

7、認為是350以上才能發(fā)生的（Prats(1986)。一些傳統(tǒng)的方法，例如加速量熱法（Sarathi(1999)或者熱動力學(xué)分析(Ambalea和Freitag(2006)可用于動力參數(shù)的確定。Burnham和Dinh（2007）之前提到的聲稱可以闡述實驗數(shù)據(jù)的實驗?zāi)Ｐ突蛟S過于簡單化。然而，這方面的動力學(xué)參數(shù)是基于正如Vyazovkin(2008)描述的等轉(zhuǎn)化率方法決定的，將此方法像Cinar等（2008，2009）描述的那樣應(yīng)用于原油。等轉(zhuǎn)化率方法提供了一個非技術(shù)的模型可以用來估計有效的活化能，對篩選燃燒的成功的可能性也是很有用的。本文將等轉(zhuǎn)化率方法和斜坡溫度氧化（RTO）結(jié)合起來，或者說所謂

8、的動力學(xué)，用來研究測量原油的氧化率。我們所研究的油是從一個有著40多年技術(shù)上和經(jīng)濟上都很成功的ISC開發(fā)歷史的油田取樣的。本文總結(jié)了從油的活化能出發(fā)來確定使得這個中歐油層的ISC如此成功的特殊性質(zhì)的試驗結(jié)果。首次不僅僅從氧氣的消耗量上而且從二氧化碳的排放量進行了等轉(zhuǎn)化率分析，深入了解了原油氧化中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)。等轉(zhuǎn)化率方法正如Bousaid等人（1968）所指出，ISC反應(yīng)速率通常是燃料濃度和氧分壓的函數(shù)。一個廣泛接受的簡單模型是：（式1）正如Semenov(1935)所指出，烴的氧化包括鏈反應(yīng)和支鏈的退化反應(yīng)。這些鏈反應(yīng)最終導(dǎo)致一個更復(fù)雜的反應(yīng)方案。因此，整體的反應(yīng)可能不能完全由式1表示。由

9、 Cinar 等人(2009)所示，等轉(zhuǎn)化率方法提供了一種避免使用復(fù)雜的和未知反應(yīng)的模式。根據(jù)Cinar等人，反應(yīng)速率，被寫為速率常數(shù)的產(chǎn)物，它是溫度的函數(shù)；反應(yīng)模型是濃度的函數(shù)。Cinar等人提出了一個如下的反應(yīng)模型f(C)：（式2）根據(jù)Arrhenius規(guī)律，他得到：（式3）將它用轉(zhuǎn)化率X表示，如下所示：（式4）方程4假定在一個恒定的轉(zhuǎn)化程度下反應(yīng)速率只是溫度的函數(shù)。速率常數(shù)和反應(yīng)模型因此便可分離。對方程4兩邊取對數(shù)，得到：（式5）方程5說明了，在恒定的轉(zhuǎn)化值下，f(X)假定為常數(shù)，根據(jù)Friedman(1964)，這個假設(shè)就像假設(shè)化學(xué)反應(yīng)是與溫度無關(guān)的。反應(yīng)模型的升溫速率是獨立的，只取決

10、于轉(zhuǎn)化水平。因此，在不同溫度下，在相同的等轉(zhuǎn)化率值時，f(X)的轉(zhuǎn)換值是相等的。得到：（式6）其中：這里，TX是指一個特定的實驗在轉(zhuǎn)化率水平為X時的溫度。EX是指轉(zhuǎn)化率為X時的有效活化能。對于不同的溫度，在公式6中用ln(dX/dt)對1/TX作圖，由圖得到斜率即EX/R。實驗儀器和程序在這項研究中，我們將RTO的試驗與廢氣的研究同時進行。以前在斯坦福大學(xué)的研究已經(jīng)做成了可以同時用于RTO和燃燒管實驗（Fassihi（1981），Mamora（1993）的試驗裝置?；诒狙b置，M.Cinar設(shè)計了一個新的系統(tǒng)。Cinar等人在2009年給出了詳情。圖1是該裝置的示意圖：圖1 浸沒在水浴中的動力

11、學(xué)電池組件進行泄漏檢查該系統(tǒng)包括一個管狀，活塞式流動型反應(yīng)器，也簡稱作為動能單元（參照圖1）。這個動力學(xué)單元由一個厚壁的不銹鋼圓筒組成。被調(diào)查的基質(zhì)/油組合（見表1實驗條件）使用柱塞填實成動力的電池。氣缸的端部由一個端蓋系統(tǒng)和銅墊片密封。電池后又放置了適當?shù)倪^濾器和集液器以防止系統(tǒng)中的任何污染。在確保無泄漏的操作條件下，電池組被用氮氣沖洗，測試壓力逐漸增加至約150psi。加壓的電池，然后浸沒在水浴中（參見圖1）。如果電池外沒有泄露現(xiàn)象，那就用壓縮空氣將電池外表面進行干燥并放置于加熱爐中。將幾個熱電偶放在加熱爐中電池的中心用于測量不同點的溫度并判斷是否為一個均勻的溫度分布（參見圖2）。圖2 把

12、用熱電偶連接的動力學(xué)電池放置在加熱爐中在試驗過程中，當空氣通過電池時溫度是線性增加的。連續(xù)記錄了電池入口和出口的壓力，出口流量，電池內(nèi)和爐中的溫度，和流出的氣體組合物。等轉(zhuǎn)化率的技術(shù)要求不同升溫速率下進行一系列的實驗（2/分鐘左右，見表2）。所有其它參數(shù)，如壓力，流速，初始溫度等對于所有的測試都是固定的。圖3展示了一個電池的動力學(xué)試驗的結(jié)果。將觀察到得油的燃燒性能與其他實驗結(jié)果相比較，(如 Burger (1972), Mamora (1995) Cinar 等人 (2008)，我們可以看到從250到350的低溫氧化反應(yīng)（LTO）都是復(fù)雜的反應(yīng)而且產(chǎn)物中都含有部分含氧化合物 (Burger (

13、1972)。LTO區(qū)域一個特色的部分就是負溫度梯度區(qū)域。雖然溫度增加了，但是耗氧量越來越少，正在發(fā)生氧的加成反應(yīng)，所以油的粘度也增加了。在中間溫度區(qū)域，又稱為死谷，有燃料的沉積(Moore (1993), Sarathi (1999)。然后燃料在高溫氧化區(qū)域（HTO）被燃燒 (Prats (1986)。LTO和HTO反應(yīng)觀察都觀察到了溫度的升高。正如前述，溫度記錄的是電池中三個不同位置的，例如：電池底部（BOC），電池中部(COC）和電池底部(TOC)。等轉(zhuǎn)化率分析中常用TOC，這被認為是釋放熱量最多的主要反應(yīng)區(qū)域。因此，在計算反應(yīng)的表觀活化能時用最高溫度來捕捉。另外，我們可以假設(shè)在實驗過程中

14、油是向電池的頂部推進的。溫度的升高使油的粘度降低所以油就更容易移動。圖3 電池動力學(xué)試驗的特性曲線中歐原油的實驗結(jié)果基于耗氧量等轉(zhuǎn)化率分析：用前述的方法和Cinar（2009）描述的實驗設(shè)置來得到本章的內(nèi)容總結(jié)。實驗條件總結(jié)于表1。表1 實驗條件圖4用中歐原油總結(jié)了對耗氧量而言的第一系列的運行情況。附錄中的表2總結(jié)了加熱速率，圖5提供了溫度分布曲線。圖4 5組動力電池在不同升溫速率下的耗氧量情況圖5 氧氣消耗下（加熱速率在表2中給出）的溫度分布如何解釋數(shù)據(jù)來決定耗氧量的基準線是主要問題之一。也就是說，氣體分析儀讀數(shù)應(yīng)對應(yīng)于零氧消耗。如果只考慮最初的讀數(shù)，我們不能確定實驗反應(yīng)結(jié)束后氣相分析儀還能

15、返回這些讀數(shù)。更有可能的是，甚至在所有的油都被燃燒掉之后（如圖6），分析儀還能有波動。如果初始讀數(shù)設(shè)為零氧消耗，那么實驗結(jié)束后我們讀到的非零數(shù)就是實際氧消耗。所有的油都被燒掉之后實際氧消耗量確實為0，那么我們就可以手動使讀數(shù)顯示為0。圖6 5個動力學(xué)電池運行的耗氧量，最終氣體分析儀讀數(shù)未設(shè)置為零另外，在圖4中，氧氣消耗量在達到HTO（高溫氧化）之后會出現(xiàn)第二個峰的下坡，這就要求我們手動歸零。如果上次的讀數(shù)不歸零，那么等轉(zhuǎn)化率的結(jié)果會被扭曲，因為即使所有的油都被燒掉之后還會有一個非零的耗氧量顯示。將最終值強制為零是有風(fēng)險的，因為我們不知道在什么時候?qū)⑺O(shè)置為零。太早的話，關(guān)于HTO區(qū)域的信息就會

16、丟失。太晚的話就會引入有關(guān)THO行為的隨機信息?；罨茏罱K取決于回歸曲線的斜率。氧消耗曲線無論如何沿縱軸移動都不改變曲線斜率和不能直接描述區(qū)域的將被刪除。曲線到什么程度才能進行偏移的問題仍有待討論。由于氣體分析儀的偏離行為是未知的，所以在曲線下面的區(qū)域，所有曲線的偏離都是同等的。這意味著，對于這五種不同的升溫速率來說氧氣消耗量是相同的，這種說法不是完全正確的。這是假定不同的升溫速率主要影響加氧反應(yīng)。當觀察主導(dǎo)的HTO或LTO行為時，加熱速率將不再有如此大的影響，因為在HTO或LTO區(qū)的斜率幾乎是一致的。如果整理一下HTO和LTO反應(yīng)，氧消耗速率對所有情況大致都是相同的。雖然這可能受到進一步的討

17、論。應(yīng)當注意，本討論也應(yīng)基于觀察到的不同升溫速率下的整體氧耗趨勢。對于是否較高的升溫速率有較高的耗氧量這個問題，仍然未能得出答案，反之亦然。從收集的實驗數(shù)據(jù)來看，迄今為止仍然沒有明顯的趨勢可以觀察到。這種不確定性也導(dǎo)致了將總耗氧量歸一化的決定。為選定的區(qū)域確定實際耗氧量可能是有益的。為此，將曲線按照極大值，極小值和拐點進行拆分，然后將每個區(qū)段進行單獨分析并對比了不同的升溫速率。圖7說明了偏移在首次運行中的應(yīng)用。圖7 首次運行中出現(xiàn)的偏移圖7的原始數(shù)據(jù)是指初始氧被假定為零氧消耗的讀數(shù)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。正如上面提到的，雖然所有的油都被燒掉了，但是在實驗結(jié)束時還會有顯示耗氧量的問題。從12000s到140

18、00s，讀數(shù)顯示了大約有0.10%的氧耗。曲線下方的整個區(qū)域面積是7222個單位。接下來將HTO之后的讀數(shù)手動歸零才將校正面積降低到了7077個單位。這也為第11300s的所有歸零步驟做出了解釋。數(shù)據(jù)最終被移位到一恒定量，得到最終總面積為6400個單位和4600個單位。上述步驟同樣的用于其他運行程序中。得到的有效活化能結(jié)果列于圖8。圖8中首先要注意到的是將不同處理后得到的數(shù)據(jù)組進行對比，橫坐標的比例對原始數(shù)據(jù)來說是唯一真實有效的，而且很大程度上是一個歸零的數(shù)據(jù)集。我們應(yīng)該謹記對剩余的數(shù)據(jù)集，減少氧消耗曲線下方的面積可以得到一個對有效活化能更高的局部分辨率。為了將結(jié)果進行正確的對比，我們應(yīng)該假定

19、每一個數(shù)據(jù)集至少應(yīng)該有一個約為0.53的轉(zhuǎn)化水平來對應(yīng)原始數(shù)據(jù)的最小值。這一點上下的值都要向原始數(shù)據(jù)收縮對齊。剩余的LTO有效活化能值 (51 KJ/mol) 不受面積減少的影響并不令人吃驚，因為我們已經(jīng)假定氣體分析儀的讀數(shù)在試驗開始時更穩(wěn)定。在負溫度梯度區(qū)域觀察到了顯著差異。當面積減少到4600個單位，這一地區(qū)能觀察到最鮮明的特征。現(xiàn)在我們還不能說這一區(qū)域的結(jié)果用4600個單位比用6300個單位等是否更精確，目前還不清楚是什么原因?qū)е碌娘@著性差異。這可能是因為我們用了一個更具有代表性的一組數(shù)據(jù)通過降低該區(qū)域面積來計算此區(qū)域的等轉(zhuǎn)化率的結(jié)果。將與文獻不同的結(jié)果進行定性比較，4600個單位的結(jié)果

20、似乎更受青睞，因為HTO和LTO有一個明確的區(qū)分。對于HTO區(qū)域，有效活化能隨著面積的降低似乎趨于平緩，100KJ/mol。如果面積減小到LTO和HTO之間的一個谷點，就要用等轉(zhuǎn)化率對LTO和HTO進行強制分離。否則數(shù)值的假象會扭曲接近峰谷的結(jié)果（參見圖17，其中包括3300個單位的區(qū)域的結(jié)果）。圖8 有效活化能顯然，移位數(shù)據(jù)對等轉(zhuǎn)化率分析的結(jié)果有影響。雖然LTO區(qū)域在很大的程度上保持不變，但是HTO值從原始數(shù)據(jù)的91KJ/mol增加到4600單位面積下的100 KJ/mol。在所有的試驗中，由于改變了加熱速率，氧耗量是不一樣的，這意味著每次運行時原始數(shù)據(jù)面積都會發(fā)生變化。在未來進一步改善的等

21、轉(zhuǎn)化率成果中，這應(yīng)該是受到調(diào)查研究的?；诙趸籍a(chǎn)生的等轉(zhuǎn)化率分析：為了驗證氧生產(chǎn)的等轉(zhuǎn)化率的原理也適用于二氧化碳生產(chǎn)數(shù)據(jù)，我們將上一節(jié)中提到的相同的步驟用于對CO2的讀數(shù)。顯然，只有HTO區(qū)域的有效活化能可以用這一種方法得到，因為在LTO區(qū)域氧主要是用在不產(chǎn)生二氧化碳的氧的加成反應(yīng)上。圖9總結(jié)了有效活化能的區(qū)域范圍從2900個下降到500個單位（轉(zhuǎn)換范圍為0.45至0.75）的結(jié)果。得到了100 KJ/mol同樣有效的活化能。將氧的消耗和二氧化碳的生產(chǎn)數(shù)據(jù)進行對比，就可以知道為什么可以得到類似的有效活化能。另外，在圖10，氧氣生產(chǎn)數(shù)據(jù)被垂直下移，直到其相應(yīng)的HTO峰與生產(chǎn)二氧化碳的HTO高

22、峰重疊。兩條曲線在很大程度上重疊，由二氧化碳生產(chǎn)的相關(guān)操作引起的時間的偏移造成了邊緣化差異以補償氣體分析儀的二氧化碳生產(chǎn)模塊的故障造成的滯后。雖然這種相關(guān)性應(yīng)用到了二次取樣精度，但是氣體測量中的誤差也阻止了氧氣和二氧化碳的數(shù)據(jù)完全一致。圖9 基于CO2生產(chǎn)數(shù)據(jù)的HTO區(qū)域的有效活化能圖10 CO2的產(chǎn)生和O2的消在HTO區(qū)域移位趨向于重疊數(shù)據(jù)質(zhì)量:由于前面章節(jié)中所有數(shù)據(jù)都是基于試驗的基礎(chǔ)上的，所以，如果測得的數(shù)據(jù)如果能實際應(yīng)用于測定有效活化能，有一些指標是非常重要的。通過氧氣的消耗曲線，我們想出了一個試驗?zāi)艹晒ν瓿傻南敕?。如圖4，除了運行4在LTO區(qū)域有一點輕微的撞擊，所有的運行都進展順利。當

23、應(yīng)用等轉(zhuǎn)化率分析時，它必須保證不僅僅是沒有問題的完成試驗，獲得的數(shù)據(jù)應(yīng)該能反映出來一個反應(yīng)背后的物理現(xiàn)象。無路如何，試驗應(yīng)該通過轉(zhuǎn)化率對溫度作圖可以為有效活化能提供有用的信息，如圖11所示，由Cinar等人提出。圖11 轉(zhuǎn)化率對溫度作圖作為試驗質(zhì)量的指標由圖11中的信息，運行1和運行圖5顯示了最鮮明的特點。兩者很大程度上是分開的并且沒有重疊。因此，它們比運行2,4通過有效活化能提供了更多的信息。根據(jù)方程6，測定有效活化能至少需要兩個試驗。如果能量僅僅通過進程1和5提供的數(shù)據(jù)就能計算的話，可以得到如下結(jié)果：將五個試驗計算得到的有效活化能（見圖8）與程序1和5的進行比較，在LTO區(qū)域只觀察到了微小

24、差異。對HTO值如此，也是一樣的。將基于5個運行的4600單元的值與基于兩個運行的4600單元的值進行比較，我們可以觀察到一個主要差別?？磮D14，HTO值由100 KJ/mol增長到了112 KJ/mol導(dǎo)致了從0.6到0.7轉(zhuǎn)換范圍內(nèi)的一個明顯的平臺。缺乏有效的活化能變表示，程序2和4沒有提供太多額外的信息。重疊曲線表明，這種原油的升溫速率（見表2）靠的太近以至于無法提供有用的信息。圖12 僅基于運行1和運行5的有效活化能結(jié)果圖13 基于運行1和5的有效活化能和5個運行的比較圖14 基于運行1和5的有效活化能和5個運行的比較在方程式5中，EX使用線性回歸來確定。因此有一個良好的回歸分析，也就

25、是其回歸系數(shù)（R2）為判斷物理模型的正確性提供了一個方法。附錄中的圖20指出，在數(shù)學(xué)方面來講，回歸效果很好，因為其回歸系數(shù)接近是1。如果只基于兩個運行做計算（如圖12），回歸系數(shù)明顯是1(R21)。結(jié)論和未來的工作：應(yīng)用等轉(zhuǎn)化率技術(shù)設(shè)定的基準，并迫使一些負值降為零，似乎低估了一些活化能。當氧氣和二氧化碳區(qū)域的數(shù)據(jù)被歸一化而最終逐漸降低，HTO區(qū)域的值往往增加，直到100 KJ/mol。因為LTO值計算基于兩個運行，很難區(qū)別于基于5個運行的。（比較圖8和圖12），HTO值的值之間的不同僅有13。應(yīng)該討論，是否兩個運行提供足夠的信息確定有效的活化能。如果只需要最低和最高的升溫速率的實驗數(shù)據(jù)，那么可

26、以減少大量的實驗，從目前的五減到兩個實驗以顯著節(jié)省實驗時間。此外，應(yīng)當進行討論，是否HTO有效的活化能值可以只采用CO2的生產(chǎn)數(shù)據(jù)。這表明了用于計算有效活化能的任何方法的最低敏感度。因此，它可以被用來為氧氣選擇一個基準線。如果CO2生產(chǎn)數(shù)據(jù)和O2的消費數(shù)據(jù)的HTO活化能值是相同的，那看來這個區(qū)域完全可以用一個反應(yīng)來描述。由石油在燃燒管中的燃燒特性得出以下結(jié)論：看圖8，圖12，和圖14，油的等轉(zhuǎn)化率指紋圖譜在任何情況下都顯示了類似的趨勢。對于0.0到0.1的轉(zhuǎn)化范圍觀察到了有效活化能的增加 (高達100 kJ/mol)。有趣的是，此峰值對應(yīng)的的反應(yīng)分布在同等寬的溫度范圍內(nèi)。圖15是有效活化能相對

27、平均溫度的分布圖。我們可以看到，這峰范圍從190至270。雖然這個轉(zhuǎn)換范圍和溫度范圍分別占據(jù)了大部分的LTO區(qū)域，但是在該范圍內(nèi)發(fā)生的反應(yīng)看起來對整體的燃燒行為的影響不是很重要。在調(diào)查的其他在燃燒管中可以成功的燃燒的油 (Cinar等人 (2009)中也觀察到了同樣的趨勢。從 270到300，有效活化能一直維持在一個低水平65kJ/mol只升高到90 kJ/mol，然后再次下降到死亡之谷。至今此行為在其他油品中沒有被觀察到。通常LTO區(qū)域先維持平坦然后下降到死亡之谷。死亡之谷不是很明顯，而且到HTO(110 kJ/mol) 區(qū)域的過渡是很光滑的。通過與小的負溫度梯度區(qū)域的結(jié)合，該指紋指示了一個

28、有希望運行成功的燃燒管試驗。下一個步驟，等轉(zhuǎn)化率的技術(shù)也可應(yīng)用于一氧化碳生產(chǎn)數(shù)據(jù)。不好的信號噪聲比可能會扭曲結(jié)果。此外，總耗氧量應(yīng)該和其他所有系列的作比較，看看能否觀察到其他趨勢。另外，結(jié)果應(yīng)該和限定溫度的窗口進行比較，而不是歸一化區(qū)域。在一定的溫度范圍內(nèi)計算出該溫度范圍內(nèi)的轉(zhuǎn)換?？傮w而言，它必須指出，得到的有效活化能值只是對這些特定的原油和固體材料的組合是有效地。如果部分的實驗條件改變了（見表1），例如使用更高/更低的表面積的多孔介質(zhì)，結(jié)果便會改變。由于改變表面積和有效活化值之間的關(guān)系還不是很清楚，所以需要進行更多的研究將動力電池的結(jié)果和實地經(jīng)驗聯(lián)系起來。圖15 有效活化能對平均溫度的作圖致

29、謝：SUPRI-A (T. Kovscek, L. Castanier, M. Cinar), OMV (T. Clemens).附錄：圖16 實驗裝置示意圖圖17 一個3300個單位的地區(qū)的結(jié)果在的數(shù)值問題有效的活化能的結(jié)果圖18 CO2產(chǎn)量的數(shù)據(jù)圖19 利用CO2生產(chǎn)數(shù)據(jù)通過RUN 1和RUN2計算有效活化能圖20 根據(jù)五次運行測定回歸分析系數(shù)表2 圖4中運行的加熱速率參考文獻：Ambalea, A. M., Freitag, N., Thermogravimetric studies on pyrolysis and combustion behaviour of a heavy oil

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