煤成油形成环境与成烃机理
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煤制油煤化工知识现代新型煤制油化工技术是以煤炭为基本原料,经过气化、合成、液化、热解等煤炭利用的技术途径,生产洁净能源和大宗化工产品,如合成气、天然气、柴油、汽油、航空煤油、液化石油气、聚乙烯、聚丙烯、甲醇、二甲醚等。
改变传统的煤炭燃烧、电石、炼焦等以高污染、低效率为特点的传统利用方式。
1.煤炭液化技术之——煤炭直接液化(煤加氢液化, Direct Coal Liquefaction)煤直接液化,将煤在氢气和催化剂作用下通过液化生成粗油,再经加氢精制转变为汽油、柴油等石油燃料制品的过程,因液化过程主要采用加氢手段,故又称煤加氢液化法。
煤直接液化典型的工艺过程主要包括煤的破碎与干燥、煤浆制备、催化剂制备、氢制取、加氢液化、固液分离、液体产品分馏和精制,液化大规模制备氢气通常采用煤气化或者天然气转化。
煤加氢液化的过程基本分为三大步骤。
(1)当温度升至300℃以上时,煤受热分解,即煤的大分子结构中较弱的桥键开始断裂,产生大量以结构单元为基体的自由基碎片,自由基的相对分子质量在数百范围;(2)在具有供氢能力的溶剂环境和较高氢气压力的条件下、自由基加氢得到稳定,成为沥青烯及液化油分子。
能与自由基结合的氢并非是分子氢(H2),而应是氢自由基,即氢原子,或者是活化氢分子,氢原子或活化氢分子的来源有:①煤分子中碳氢键断裂产生的氢自由基;②供氢溶剂碳氢键断裂产生的氢自由基;③氢气中的氢分子被催化剂活化;④化学反应放出的氢。
当外界提供的活性氢不足时,自由基碎片可发生缩聚反应和高温下的脱氢反应,最后生成固体半焦或焦炭;(3)沥青烯及液化油分子被继续加氢裂化生成更小的分子。
一般来讲,煤炭直接液化的用煤要求如下:(1)煤中的灰分要低,一般小于5%,因此原煤要进行洗选,生产出精煤进行液化;(2)煤的可磨性要好;(3)煤中的氢含量越高越好,氧的含量越低越好;(4)煤中的硫分和氮等杂原子含量越低越好,以降低油品加工提质的费用;煤直接液化技术早在19世纪即已开始研究。
形成煤成油田的制约条件
郭春清
【期刊名称】《石油勘探与开发》
【年(卷),期】2005(032)005
【摘要】煤成油田的形成受到多方面因素的制约.形成煤成油田的有利条件是:煤系沉积于湖湾沼泽相或三角洲间湾沼泽相,具备较佳的生油显微组分和较好的地球化
学综合指标,具备较低的热演化程度、较佳的孔隙结构并经受了适宜的地质营力;含
煤盆地在宏观上具备完整的湖(海)平面变化旋回层序,局部有良好的岩性组合和构造;最直接的标志是已发现的原油或油砂具备典型煤成油的地球化学特征,即族组成中
饱和烃含量异常高、饱/芳值高、非烃和沥青质含量低;具有反映高等植物生源的甾、萜烷分布特征;处于低成熟演化阶段;沉积环境偏氧化;富集重碳同位素.表2参46【总页数】5页(P69-73)
【作者】郭春清
【作者单位】中国石化胜利油田地质科学研究院
【正文语种】中文
【中图分类】P593
【相关文献】
1.鄂尔多斯盆地侏罗系煤生、排油能力实验及其形成煤成油可能性探讨 [J], 罗霞;李剑;胡国艺;伍大茂;李志生;张英;姚建军
2.吐哈盆地“煤成油”形成机制探讨 [J], 苏传国;朱建国;孟旺才;蒋兵;王天鹏
3.获1997年度国家自然科学奖二等奖项目煤成油的形成环境和成烃机理 [J],
4.关于煤成油形成演化阶段及有关问题的讨论 [J], 王春江
5.煤成油生成、运移与油气藏形成 [J], 赵长毅
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煤变油的原理煤变油,也被称为煤直接液化,是指通过一系列化学反应将固体煤转化为液体石油产品的过程。
这一技术的原理涉及煤的物理、化学和热学性质,包括煤的成分、结构以及反应条件的控制等。
煤是一种由碳、氢、氧、氮和少量硫组成的固体燃料,其主要成分是碳氢化合物,如芳香烃、脂肪烃和多环芳烃等。
煤的结构主要由环状芳香核和脂肪链组成,其中芳香核是由苯环和其他脂肪链连接而成的。
这种结构使得煤的分子中存在大量的化学键,这些键的断裂和重组是煤转化为液体石油的关键步骤。
在煤变油的过程中,煤首先经过物理破碎、研磨和预处理等步骤,将煤变为均匀的颗粒状物质。
然后,在高温高压的反应器中加入催化剂,并通过加氢反应来进行煤的氢化反应。
在这个过程中,煤中的碳氢化合物被部分裂解为小分子气体,如甲烷、乙烷等,而另一部分碳氢化合物则与氢气发生反应,生成烃类化合物。
在氢化反应中,煤中的化学键被断裂,形成自由基、碳离子和烷基自由基等中间体。
随后,这些中间体经过重组和裂解反应,在催化剂的催化下生成具有较高分子量的烃类化合物。
这些烃类化合物包括石蜡、润滑油、重整油和高芳烃等。
煤变油的反应条件对于反应的选择性和反应速率起到重要的影响。
一般来说,反应温度通常在350-450摄氏度之间,反应压力在10-30兆帕之间。
此外,催化剂的选择也非常关键。
通常使用的催化剂包括金属催化剂、酸性催化剂和碱性催化剂等,不同的催化剂可以选择不同的反应路径和产物。
煤变油的过程中还涉及到热学性质的影响。
在反应过程中,需要提供大量的热能以促进煤的分子断裂和重组。
这通常通过添加热载体和再循环产物来实现。
同时,产生的石油产品需要经过冷却和净化等步骤,以得到高质量的油品。
总结起来,煤变油的原理是通过加氢反应将煤中的碳氢化合物转化为烃类化合物,从而实现煤向石油的直接转化。
这一过程涉及煤的物理、化学和热学性质,包括煤的成分、结构、反应条件和催化剂的选择等。
通过合理控制这些因素,可以有效地将煤转化为液体石油产品,从而提高能源利用效率和减少对传统石油资源的依赖。
煤的液化:煤制油原理
“煤液化”并非将固体煤制成液体煤,而是将煤这种固体燃料转化为更有价值的液体燃料,例如转化为汽油,大众媒体将其叫作“煤制油”。
2004年,我国第一个“煤制油”中试基地在上海开始建设,这个总投资2400亿元的项目,成为我国在“十五”期间的12大高技术工程之一。
6月,国家发改委牵头的中方联合工作小组与南非公司就在中国建设煤制油项目签定了一项合作意向书,拟在我国西部省区建立两座设计规模为年产600万吨的煤制油装置。
煤液化技术以两位德国化学家在1926年发现的一类反应为基础,这类反应后来以他们的名字命名为Fischer-Tropsch 反应。
煤液化的第一步是将煤转化为“合成气”(CO 和H 2的混合气体),然后将合成气在高温、高压和催化剂存
在条件下转化为混合烃(汽油)。
图给出反应可能存在的机理。
图中的粗线段表示固态催化剂。
CO 和H 2 在催化剂表面发生化学吸附,
并裂解为各自的组成原子。
裂解产生的原子相互反应生成H 2O 和继续留在催化
剂表面的CH 2(亚甲基)。
如果没有更多的H 2存在,两个亚甲基的聚合产物会是
乙烯(H 2C = CH 2),足够H 2存在的条件下,聚合产物则是饱和烃的混合物。
煤
液化的关键技术是催化剂。
从1926年到现在,化学家们一直在为实现该过程的工业化而努力,主要精力是寻找既高效又经济的催化剂。
我国是一个煤多油少的国家,每年进口大量石油,为经济发展和国家安全造成不小的压力。
发展“煤液化”技术成为解决能源结构的一条重要途径。
煤是如何变成“油”的(学习版)编制人:__________________审核人:__________________审批人:__________________编制学校:__________________编制时间:____年____月____日序言下载提示:该文档是本店铺精心编制而成的,希望大家下载后,能够帮助大家解决实际问题。
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【煤石油天然气演化过程的差异与成因联系】引言:煤、石油和天然气是我们生活中不可或缺的能源资源。
它们的形成过程是一个漫长而复杂的过程,涉及地质、化学等多个学科领域的知识。
在这篇文章中,我们将探讨煤石油天然气演化过程的差异与成因联系,希望能够更全面地理解这三种能源资源的形成过程。
一、煤的形成过程及其成因1. 煤的形成过程煤是由植物残体经过长时间的生物、地质作用形成的矿物质。
在古代的湖泊、沼泽等地方,大量的植物残体被淤泥覆盖,经过压实和生物作用,逐渐形成了煤层。
2. 煤的成因联系煤的形成与地质构造和气候条件有密切关系。
火山岩熔岩或火山灰对植物的埋藏会促进煤的形成,而富含植物的泥炭质沉积岩则是煤的主要原料。
二、石油的形成过程及其成因1. 石油的形成过程石油是在地下深层由有机质经过热解、聚合等过程形成的烃类混合物。
大量的有机质在地下深层经过高温高压作用,逐渐转化为石油。
2. 石油的成因联系石油的形成与蕴藏地质构造有直接关系。
富含有机质的古生物富集区域和适宜的沉积环境是石油形成的重要条件,同时构造运动、地层断裂等地质活动也会影响石油的富集和分布。
三、天然气的形成过程及其成因1. 天然气的形成过程天然气是地质条件下由有机质经过厌氧条件下微生物作用形成的气态烃类。
大量的有机质在地下深层经过生物和地质作用,逐渐形成了天然气。
2. 天然气的成因联系天然气的形成与沉积环境和地质构造有密切相关。
有机质丰富的海相沉积和富有机质的盆地是天然气形成的主要地质环境,同时构造运动和地层压力也影响着天然气的生成和储集。
总结与回顾:通过对煤石油天然气演化过程的差异与成因联系的探讨,我们更加全面地理解了这三种能源资源的形成过程。
煤、石油和天然气的形成都与地质条件、沉积环境、构造活动等多种因素有密切联系,这也为我们更深刻地认识能源资源的形成提供了重要依据。
在未来的能源开发和利用中,我们需要更加重视地质条件和环境因素,以实现资源的可持续利用。
地质地形知识:了解地球上的石油生成过程地球上的石油生成过程石油是一种重要的能源,被广泛应用于各种领域,例如燃料、化学工业、医疗和成膜等。
然而,人们对石油的生产过程和形成机制仍不甚了解。
本文将为读者介绍地球上的石油生成过程。
一、石油生成的基本原理石油是由有机质(生物残骸和生物化学分解产物)在高温、高压和缺氧条件下形成的。
石油的生成包括三个阶段:生物质成煤、生物质成泥和泥成石油。
二、生物质成煤生物质是煤炭和石油的原材料。
在没有氧气的条件下,植物和动物的残留物质会封存到海底或陆地,被压缩和降解成煤。
煤的质量和类型与残留物质的类型、成分和沉积环境有关。
例如,富含植物残骸的沉积物可以产生煤炭,而富含动物残骸的沉积物则可能形成石油。
三、生物质成泥生物质在地壳深层受到热和压力的作用,大规模发生化学反应,进一步分解成小分子有机化合物。
这些化合物会与水分子结合,形成泥状沉积物。
这一阶段的反应发生在深三到八千米的地下,温度为60到150摄氏度,压力为100到3000个大气压。
四、泥成石油泥在地下沉积数百万年,渐渐成为石油。
这一过程受到了多种因素的影响,例如石油区域的地质条件、沉积物来源的种类和成分、水和石油之间的互动等。
在石油形成的过程中,有几个关键因素必须存在。
首先,石油生成的环境必须缺乏氧气,以避免有机质在大气中的氧化和分解。
其次,石油产生的区域必须有足够的热和压力。
当有机质在高温、高压和缺氧的环境中长期存在时,会发生热解反应,产生一系列气态和液态烃化合物。
五、结语石油的形成过程是一个复杂的化学物质变化过程,在地球上经历了大量的时间和化学反应。
通过对石油地质知识的学习,我们可以更加深入地了解石油的特性和产生机理,对石油的开采和使用有更加深入的认识。