Опубліковано

ВПЛИВ ТЕМПЕРАТУРНОГО РЕЖИМУ НА ГАЗОГЕНЕРАЦІЙНИЙ ПОТЕНЦІАЛ ГУМІНОВИХ КИСЛОТ ОРГАНІЧНОЇ РЕЧОВИНИ

Головна > Архів > № 3-4 (176-177) 2018 > 49-62


Doi

Geology & Geochemistry of Combustible Minerals No. 3-4 (176-177) 2018, 49-62.

Юрій ХОХА, Олександр ЛЮБЧАК, Мирослава ЯКОВЕНКО

Інститут геології і геохімії горючих копалин НАН України, Львів, e-mail: igggk@mail.lviv.ua

Анотація

Розглянутo експерименти зі штучного «дозрівання» гумінових кислот, керогену, модельних сумішей органічних сполук та окремих вуглеводнів тривалістю до 4000 год, проведені в широкому діапазоні тисків та температур. Проаналізовано тенденції в зміні складу газів, утворених під час дослідів упродовж певного часу. Встановлено, що в розглянутих експериментах не досягається стан термодинамічної рівноваги; вони показують лише тенденції в змінах твердої, рідкої та газової фаз. Розроблена методика термодинамічного моделювання штучного дозрівання органічних сполук у процесі катагенезу, яка базується на формалізмі Джйнеса. Проведено розрахунок рівноважної концентрації газів у контакті з гуміновою речовиною, залежно від температури. Результати розрахунку добре узгоджуються із тенденціями, показаними експериментальними дослідженнями.

Ключові слова

газогенерація, гумінові кислоти, катагенез, формалізм Джйнеса, рівноважна термодинаміка.

Використані літературні джерела

Лазаров Л., Ангелова Г. Структура и реакции углей. – София : Изд-во Болгар. АН, 1990. – 231 с.

Любчак О. В., Хоха Ю. В., Яковенко М. Б. Співвідношення структурних елементів вуглеводневої складової аргілітів східних Карпат за формалізмом Джейнса // Вісн. Харків. нац. ун-ту ім. В. Н. Каразіна. Сер. Геологія. Географія. Екологія. – 2018. – № 49. – C. 15–23.

Сталл Д., Вестрам Э., Зинке Г. Химическая термодинамика органических соединений. – М. : Мир, 1971. – 807 с.

Трайбус М. Термостатика и термодинамика. – М. : Энергия, 1970. – 504 с.

Хоха Ю., Любчак О., Храмов В. Термодинамічна модель будови органічної речовини вугілля за його елементним складом // Геологія і геохімія горючих копалин. – 2013. – № 1–2 (162–163). – С. 71–78.

A chemical and thermodynamic model of oil generation in hydrocarbon source rocks / H. Helgeson, L. Richard, W. McKenzie et al. // Geochimica et Cosmochimica Acta. – 2009. – N 73 (3). – P. 594–695.

Behar F., Roy S. , Jarvie D. Artificial maturation of a Type I kerogen in closed system: Mass balance and modelling // Organic Geochemistry. – 2010. – N 41. – P. 1235–1247.

Domini F. High pressure pyrolysis of n-hexane, 2,4-dimethylpentane and l-phenyl-butane. Is pressure an important geochemical parameter? // Organic Geochemistry. – 1991. – N 5 (17). – P. 619–634.

Experimental simulation of gas generation from coals and a marine kerogen / F. Behar, M. Vandenbroucke, S. C. Teermann et al. // Chemical Geology. – 1995. – N 126. – P. 247–260.

Hasterok D., Chapman D. S. Heat production and geotherms for the continental lithosphere // Earth and Planetary Science Letters. – 2011. – N 307. – P. 59–70.

Influence of Pressure and the Presence of Water on the Evolution of the Residual Kerogen during Confined, Hydrous, and High-pressure Hydrous Pyrolysis of Woodford Shale / R. Michels, P. Landais, R. P. Philp, B. E. Torkelson // Energy & Fuels. – 1995. – N 9. – P. 204–215.

Insights into the functional group transformation of a chinese brown coal during slow pyrolysis by combining various experiments / X. Lin, C. Wang, K. Ideta et al. // Fuel. – 2014. – N 118. – P. 257–264.

van Krevelen D., Chermin H. Estimation of the free enthalpy (Gibbs free energy) of formation of organic compounds from group contributions // Chemical Engineering Science. – 1951. – N 1 (2). – P. 66–80.

Landais P., Michels R., Elie M. Are time and temperature the only constraints to the simulation of organic matter maturation? // Organic Geochemistry. – 1994. – N 22. – P. 617–630.

Monthioux M., Landais P., Monin J.-C. Comparison between natural and artificial maturation series of humic coals from the Mahakam delta, Indonesia // Organic Geochemistry. – 1985. – N 4 (8). – P. 275–292.

Pearson D. B., III. Experimental simulation of thermal maturation in sedimentary organic matter (vol. I and II) : Diss. [Електр. ресурс] / Rice University. – Houston, 1981. – Режим доступу : https://scholarship.rice.edu/handle/1911/15638

Planche H. Finite time thermodynamics and the quasi-stability of closed-systems of natural hydrocarbon mixtures // Geochimica et Cosmochimica Acta. – 1996. – N 22 (60). – P. 4447–4465.

Price L. C., Wenger L. M. The influence of pressure on petroleum generation and maturation as suggested by aqueous pyrolysis // Organic Geochemistry. – 1992. – N 19. – P. 141–159.

Rice J., MacCarthy P. Statistical evaluation of the elemental composition of humic substances // Organic Geochemistry. – 1991. – N 5 (17). – P. 635–648.

Stalker L., Farrimond P., Larter S. Water as an oxygen source for the production of oxygenated compounds (including CO2 precursors) during kerogen maturation // Organic Geochemistry. – 1994. – N 3–5 (22). – P. 477–486.

Structural characteristics of coal functional groups using quantum chemistry for quantification of infrared spectra / H. Xin, D. Wang, X. Qi et al. // Fuel Processing Technology. – 2014. – N 118. – P. 287–295.

Study on occurrence of sulfur in different group components of Xinyu clean coking coal / Z. Qin, H. Zhang, D. Dai et al. // Journ. of Fuel Chemistry and Technology. – 2014. – N 42 (11). – P. 1286–1294.

Sulfur and nitrogen in the high-sulfur coals of the Late Paleozoic from China / W. Li, Y. Tang, Q. Zhao, Q. Wei // Fuel. – 2015. – N 155. – P. 115–121.

The effect of water pressure on hydrocarbon generation reactions: some inferences from laboratory experiments / A. D. Carrl, C. E. Snape, W. Meredithet al. // Petroleum Geoscience. – 2009. – N 15. – P. 17–26.

Tissot B. P., Welte D. H. Petroleum Formation and Occurrence. – Springer-Verlag, 1984. – 720 p.

Tsutsuki K., Kuwatsuka S. Chemical studies on soil humic acids // Soil Science and Plant Nutrition. – 1978. – N 24 (4). – P. 547–560.

Wuu-Liang H. Experimental study of vitrinite maturation: effects of temperature, time, pressure, water, and hydrogen index // Organic Geochemistry. – 1996. – N 2 (24). – P. 233–241.

Yonebayashi K., Hattori T. Chemical and biological studies on environmental humic acids // Soil Science and Plant Nutrition. – 1988. – N 34 (4). – P. 571–584.

Zixiang W. Hydrocarbon gas generation from pyrolysis of extracts and residues of low maturity solid bitumens from the Sichuan Basin, China / W. Zixiang, W. Yongli, W. Baoxiang et al. // Organic Geochemistry. – 2017. – N 103. – P. 51–62.