油頁巖
編輯深灰色至黑色、粘土質和泥灰質沉積巖被稱為油頁巖,其中含有高達 20%、在某些沉積物中高達 30% 的干酪根,一種石油的前體。干酪根轉化為類似于原油的物質通過加熱到 340 至 530 °C(頁巖油或陰燃油)和氣體。
根據今天的巖相學正確名稱,油頁巖并不是真正意義上的板巖,而是一種層狀但未劈裂的沉積巖。 干酪根是在死去的浮游生物、海水和淡水藻類和細菌缺氧的情況下形成的。 氨基酸和葉綠素降解產物可以在色譜研究中確定。
油頁巖是所謂的“非常規礦床”之一,由于開采成本非常高,目前尚不值得開采。
起源
編輯油頁巖可以由最初沉積在沼澤、淡水和咸水湖泊以及淺海、潮下帶區域的微生物(藻類、浮游生物和細菌)形成,如果它們死亡并沉入通氣不良、缺氧的湖泊或海床。 在沒有氧氣的情況下,有機生物量不能分解,而是經歷生化分解和轉化過程。 有機物質被分解成其成分(蛋白質、脂肪和碳水化合物以及少量的硫和氮),在地球的歷史過程中,干酪根作為石油的前體可以從中形成。 與石油不同,油頁巖尚未經歷瀝青形成過程的所有階段,因此被稱為未成熟的石油烴源巖。
屬性
編輯原料的熱值根據干酪根含量在 3.3 MJ/kg 和 8 MJ/kg 之間變化。 與燃料物質相關的特定硫含量可高達 10%。干酪根通過熱處理(原位或在碳化反應器中,即所謂的干餾)從巖石中去除,并以此方式獲得碳化或頁巖油. 從油頁巖中提取的石油具有比天然石油氫含量低、氧含量高的特點,為了能夠經濟地利用油頁巖,要求巖石中的干酪根含量至少為4%。
油頁巖可能具有放射性。
油頁巖的獲取、提取和使用
編輯拆解
油頁巖可以在露天礦中開采,其松散的巖石覆蓋層最深可達 40 米。 覆蓋層與油頁巖的比例小于 5:1,油頁巖層的最小厚度為 3 m,目前被認為在經濟上是合理的。
未來更深層次的油頁巖干酪根將在不開采圍巖的情況下,就地開采油頁巖干酪根。 具有不同提取工藝的各種試驗工廠目前正處于測試階段。
提取程序
在此過程中,油頁巖中的干酪根通過熱解、加氫或熱分解轉化為頁巖油。 由此獲得的頁巖油可用作燃料或在煉油廠通過加氫和脫硫脫氮進一步提質。
油頁巖干酪根熱解氣化
露天油頁巖提取干酪根的方法眾多,可分為水平干餾法和垂直干餾法兩大類。
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