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22314字硕士毕业论文微生物集成低品位石油岩石生态资源技术综述

论文类型:硕士毕业论文
论文字数:22314字
论点:油页岩,页岩,含油
论文概述:

微生物浸溶作用提高油页岩品位与页岩油含量的作用机理的研究,并在室内与场地分别进行了堆浸实验研究。提出了微生物浸溶废弃低品位油页岩生态资源化这一全新的处理油页岩的技术方法。

论文正文:

介绍
1.1概述
众所周知,能源是人类社会可持续发展的基础。在世界经济持续高速发展、世界人口快速增长、人民生活水平大幅提高的时代,世界能源需求不断增加,导致能源供需矛盾不断升级。化石燃料是一种不可再生能源。因此,新能源和替代能源的开发对于人类社会的可持续发展尤为重要。根据美国能源信息管理局,全球石油需求将以每年1.9%的速度增长。按照目前的石油消耗速度,世界上已探明的原油储量只能维持45年,天然气只能维持66年[1]。改革开放以来,我国社会可持续发展面临的主要问题是能源供需矛盾,而石油供需是这一矛盾的主体。
与其他国家相比,中国的石油储量非常有限,尤其是20世纪以来,依靠进口石油解决能源供需矛盾的问题越来越严重。改革开放以来,中国国民经济年均增长10%左右,原油消费年均增长7%左右。中国是一个贫穷的石油国家,每年生产约1.8亿吨石油,现在每年消耗3.5亿吨至4亿吨石油,因此必须进口大量石油。中国2007年进口了1.63亿吨原油,2010年进口了2.6亿吨。如果这么大的原油缺口完全通过进口解决,就会被别人控制,从国家安全的角度来看风险很高。
因此,能源问题不仅涉及经济发展,还涉及国家安全。此外,中国的石油总储量有限,按照目前的开采水平只能维持大约15年。寻找替代能源,开发替代石油资源的新能源,降低石油的单一主导地位势在必行。油页岩作为一种开发利用了近200年的有机矿物,在经历了其利用历史的辉煌和低谷后,再次受到人们的重视。许多专家指出,油页岩资源将不可避免地成为取代石油的重要能源矿物。由于世界上油页岩储量丰富,页岩油的性质与石油非常接近,许多石油和炼油设备可以直接使用页岩油而无需改造。世界油页岩储量已转化为4750亿吨页岩油,约为1600亿吨可采储量的三倍。中国油页岩储量也很丰富。根据国土资源部2006年的调查,储量为7199亿吨,相当于476亿吨页岩油,仅次于美国,位居世界第二。我国探明油页岩主要分布在吉林省、辽宁省和广东省。吉林省油页岩探明储量约为174.27亿吨,主要分布在汪清的农安、桦甸和罗子沟,估计资源量为499亿吨。广东油页岩资源主要产于茂名,约132亿吨。辽宁油页岩主要分布在抚顺,资源量约为109亿吨。其他省份也有少量油页岩。
1.2论文的研究背景
1.2.1低品位油页岩的赋存状态及危害
1)我国油页岩分级的发展
一般来说,每吨油页岩能产出0.25桶(即0.034吨)以上页岩油的油页岩在世界上一般被称为油页岩矿,或含油率高于4%的油页岩被称为矿石。刘兆军等人对油页岩的定义如下[8]:油页岩(又称干酪根页岩)是一种高灰分的固体可燃有机矿物。页岩油可通过低温干馏获得,含油率大于3.5%,有机质含量高,主要为腐泥型、腐泥型和腐泥型。其热值一般高于4.lkJ/g.。此外,油页岩的定义很多,但含油率主要是作为区分油页岩的主要标准,含油率也是油页岩品位分类的重要依据。油页岩用途广泛,根据油页岩的含油量有不同的用途,因此对油页岩进行分级尤为重要。目前,我国对含油量的测定是基于铝干馏炉的干馏测定值。含油率是评价油页岩品位的最重要标准。前苏联学者根据油页岩的含油量将油页岩分为三个等级,即:高级油页岩:含油量一般在20%-40%,有时在45%以上。
有机质含量占30 ~ 45%,主要为腐泥或腐殖腐泥。氮含量低,2)我国低品位油页岩的现状
从油页岩品位分类和我国油页岩资源现状可以看出,我国油页岩含油率普遍较低,[12号油页岩矿床中有大量低品位(含油率< 6%)。例如,吉林农安地区油页岩的平均含油量仅为5.5%(目前中国最大的油页岩矿,总储量为160亿吨):辽宁抚顺矿区油页岩储量约为35亿吨。其中,只有9.14亿吨,占总量的26%,含油量超过6%,满足抚顺干馏炉的生产要求。其余74%的油页岩为低含油量油页岩,难以直接利用[13],造成巨大的资源浪费和严重的环境污染。
第二章高效浸矿菌株的筛选与鉴定……33
2.1材料和方法……33
2.2硅酸盐细菌的筛选和鉴定...................34
2.3产酸细菌的筛选和鉴定...................38
第三章高效浸出菌株的浸出特性及浸出效果研究……48
3.1测试方法……48
3.2油页岩的基本性质……48
3.3硅酸盐细菌浸出特性及浸出效果的研究...................49
第四章高效浸出细菌浸出机理及页岩油增产机理研究……63
4.1样品制备和检测方法...................63
4.2硅酸盐细菌浸出提高页岩油产量的机理研究……64
4.3产酸细菌浸出提高页岩油产量的机理研究...................74
结论
本文以吉林省低品位油页岩为研究对象,针对油页岩中主要矿物成分的目标浸出菌株的筛选,开展了微生物浸出技术去除油页岩中矿物的机理研究,开展了微生物浸出提高油页岩品位和页岩油含量的作用机理研究,并分别在室内和现场进行了堆浸试验。提出了一种全新的油页岩处理技术方法,即微生物浸出废弃低品位油页岩进入生态资源。通过收集大量菌源,成功筛选出一株高效硅酸盐细菌和一株高效产酸细菌,并对其浸出特性和效果进行了研究。得出以下结论:
1)通过广泛收集菌源、选择性培养基和平板稀释涂布法,成功筛选出两株高效硅酸盐细菌和高效产酸细菌。通过聚合酶链反应-DGGE技术,鉴定出两株高效硅酸盐细菌。鉴定结果表明,2号细菌为巨大芽孢杆菌,6号细菌为胶质芽孢杆菌。对高效产酸菌进行了鉴定,鉴定结果表明产酸菌为氧化亚铁硫杆菌。
2)研究了两株细菌的浸提特性,确定硅酸盐细菌的最佳浸提条件为:酸碱度=7.5,浸提时间7d,浸提温度29℃,矿浆浓度15%,液量100毫升,转速150转/分钟;产酸细菌的最佳浸出条件为:pH2,浸出时间5d,29℃,矿浆浓度10%,载液量100毫升,转速150转/分钟。
参考
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[4]陈惠均。油页岩资源潜力评价及开发优化方法研究[。吉林大学,2010。
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赵龙爷、陈晋江、王天顺。中国油页岩的组成和品位分类[。现代地质学,1991,(04): 423-429。
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