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我国能源禀赋结构具有“富煤、少油、贫气”显著特点[1]，富油煤通过热解可以产出油、气和半焦，，其焦油产率大于7%的性质对于缓解国家油气需要依赖进口的程度，从而对进一步保障国家能源安全，具有战略上的重要意义。
神府矿区地处鄂尔多斯盆地东北部，地理位置位处于陕西省的榆林，神木，府谷三地交界处，是陕北侏罗纪煤田的重要组成部分[2]。中统侏罗系延安组为该矿区的主要含煤地层。含煤岩系受控于浅水湖泊三角洲沉积，煤层厚度在横向及横向变化均较为明显。神府矿区内广泛赋存富油煤，但全区分布并不稳定，由于前期富油煤焦油产率的测试数据偏少，导致富油煤分布赋存规律不清，严重制约了富油煤的高效利用[3-4]。开展煤质分析对焦油产率的影响研究，对于构建焦油产率预测模型，有效判识富油进而分析富油煤区域分布特征，落实富油煤资源潜力具有重要的指导价值。
府1 神府矿区煤层煤质特征1.1 水分（Mad）
煤层原煤空气干燥基水分综合平均值变化在
8.02～8.79%之间，浮煤空气干燥基水分综合平均值变化为6.15～6.89%。
1.2 灰分（Ad）
依据GB/T15224·1-2010《煤炭质量分级·第1部灰分》所表明的范围，神府矿区煤层原煤灰分综合平均值在6.7～8.92%之间，属煤炭资源中的特低灰分煤层。煤层原煤经1.4密度液分选后，灰分产率大幅度降低，其综合平均值在3.19～3.27%之间。脱灰率为59～64%，平均60%。
1.2.1 全硫（St.d）、各种形态硫（Ss.d、Sp.d、So.d）
依据GB/T15224·2-2010《煤炭质量分级·第2部硫分》标准，本区各煤层原煤硫分综合平均值在0.36～0.52%之间， 1.2.2 煤灰成分
煤灰成分较多，本次只分析和富油煤焦油产率相关的三组灰分，分别为MgO与CaO、SO 3与Fe 2O 3、SiO 2与Al 2O 3。
SiO 2：综合平均值在31.50～46.14%之间；A 12O 3：综合平均值在12.96～18.92%之间；Fe 2O 3：综合平均值在8.76～14.16%之间；CaO：综合平均值在13.29～28.78%之间；MgO：综合平均
神府矿区富油煤煤质成分对焦油产率的影响分析
张哲豪1 李新1 韩波1 何羽飞1 常进宇1 罗旭东2*
1. 中国石油集团测井有限公司地质研究院 陕西 西安 710077
2. 西安科技大学地质与环境学院 陕西 西安 710054
摘要：富油煤是一种通过中低温热解可获取油气的煤基油气资源。本文以神府矿区富油煤为研究对象，开展常规煤质分析指标与富油煤焦油产率的影响分析，结果表明，煤质分析指标中，全硫、硫化铁硫、Al 2O 3、CaO、MgO、SO 3焦油产率的相关性不明显，发分、总水分产率、半焦产率与富油煤的焦油产率相关性显著，挥发分与总水分产率为正相关，半焦产率为负相关。
关键词：富油煤 煤质指标 焦油产率 神府矿区 Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ Ｆｌｏａｔｉｎｇ Ｔａｒ－ｒｉｃｈ Ｃｏａｌ ｗｉｔｈ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｄｅｎｓｉｔｙＺｈａｎｇ Ｚｈｅｈａｏ１，Ｌｉ Ｘｉｎ１， Ｈａｎ Ｂｏ１，Ｈｅ Ｙｕｆｅｉ１，Ｃｈａｎｇ Ｊｉｎｙｕ１， Ｌｕｏ Ｘｕｄｏｎｇ２＊1. Geological Research Institute ， China National Logging Corporation ， Xi'an 710077 2. College of Geology and Environment ， Xi'an University Science and Technology ， Xi'an 710054
Abstract ：Tar-rich coal is a kind of coal-based oil and gas resource which can obtain oil and gas by medium and low temperature pyrolysis. This paper takes oil-rich coal in Shenfu mining area as the research object to carry out the influence analysis of conventional coal quality analysis index and oil-ric
h coal tar yield. The results show that among the coal quality analysis index ， the correlation between total sulfur ， iron sulfide ， Al 2O 3， CaO ， MgO and SO 3 tar yield is not obvious ， while the correlation between coal yield ， total water yield and semi-coke yield is significant. V olatiles were positively correlated with total water yield ， while semi-coke yield was negatively correlated.
Keywords ：tar-rich coal ；coal quality index ；Tar yield ；Shenfu mining area
中国石油集团课题 （２０２１ＤＪ３８０５）《含煤盆地富油煤岩石物理响应与测井方法研究》资助
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值在1.41～3.09%之间；TiO 2：综合平均值在0.69～0.96%之间；SO 3：综合平均值在4.84～8.29%之间。
2 煤质成分对焦油产率的影响分析
根据煤质分析指标与焦油产率数据的相关
关系分析表明，全硫、硫化铁硫、Al 2O 3、CaO、MgO、SO 3焦油产率的相关性不明显，可将其看作是影响富油煤的焦油产率的非主要因素（图1）。
而挥发分、总水分产率、半焦产率与富油煤的焦油产率相关性显著。其中挥发分、总水分产
率与焦油产率为正相关关系。挥发分是煤炭在隔
绝空气进行加热的过程中部分有机物质受热分解[5]
，形成气态物质从煤炭中逸散出的成分其占煤炭总含量的比值，是高温热解的产物，可有效表征煤中易挥发有机质的相对含量，其与焦油产出量具有良好的对应关系。总水分产率表征了煤低温热解过程中产出水量的大小[6]，由于煤热解在隔绝空气条件下进行，水分中氢、氧主要来源于煤分子中的氢、氧原子，主要赋存与煤芳香核脂肪结构、含氧官能团等不规则部分，其与煤焦油的物质来源具有一致性（图2）。
半焦产率与焦油产率之间为负相关关系（图3）。因当前焦油的主要产出方式为低温干馏，故当煤炭在低温干馏的条件下主要的固体产物为半焦，而半焦产率为煤炭在低温干馏条件下所产生的半焦所占煤炭总质量的百分比[7]，为煤炭炼焦的
一个标志性的产物。因此当煤炭的质量确定时，
半焦产出的越多，焦油产出的就越少。
图2 研究区煤焦油产率的强正相关性指标散点分析
图1 研究区煤焦油产率的相关性不明指标散点分析
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图3 研究区煤焦油产率的强负相关性指标散点分析
3 结论
（1）煤质分析指标中，全硫、硫化铁硫、Al2O3、CaO、MgO、SO3焦油产率的相关性不明显，可将其看作是影响富油煤的焦油产率的非主要因素
（2）煤质分析指标中挥发分、总水分产率、半焦产率与富油煤的焦油产率相关性显著，挥发分与总水分产率为正相关，半焦产率为负相关。参考文献
[1]雷玉. 神府煤在不同气氛下的催化热解反应性研究 [D]. 西安科技大学， 2010: 1
[2]中国石油经济技术研究院. 2018年国内外油气行业发展报告[J]. 中国石油经济技术研究院， 2019， 16 （ 01 ）
[3]马燕星. 陕北锦界煤和府谷煤的催化加氢热解研究[D]. 西北大学， 2011: 1
[4]王军力. 神府煤与沥青页岩、天然沥青和焦煤中煤的共热解研究[D]. 西安科技大学， 2011
[5]苗霖田. 榆神府矿区主采煤层赋存规律及煤炭开采对水资源影响分析[D]. 西安科技大学， 2008: 18-48
[6]杨宏科. 陕北神府矿区浅部煤层的赋存特征[J].陕西煤炭技术， 1998（04）: 27-30
[7]何建国， 秦云虎， 王双美， 张静， 马荣， 朱士飞， 杨柳. 神府矿区5-2煤层煤质特征及其气/液化性能评价[J]. 煤炭科学技术， 2018，46（10）: 228-234.
作者简介
张哲豪（1995-），男，陕西西安人，硕士，工程师， 主要从富油煤研究，****************
通讯作者简介
罗旭东（1997-），男，河南郑州人，在读硕士，主要从富油煤研究，*****************。
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