Горючие сланцы

Горючие сланцы

Горючие сланцы

Горючие сланцы представляют собой полезные ископаемые, основным компонентом состава которых выступает аквагенное органическое вещество. Таким образом, по форме своего образования данный вид полезных ископаемых имеет много общего с нефтью.

Горючие сланцы являются отличным материалом для получения сланцевого газа и сланцевой нефти.

На протяжении многих лет ученые-геологи исследуют сланцевые месторождения, в результате чего пришли к выводу, что запасы горючих сланцев в разы превышают запасы традиционной нефти.

Данные полезные ископаемые относятся к осадочным горным породам, приоритетным компонентом которых выступает органическое вещество, именуемое керогеном, стандартным содержанием которого в сланцах считается 10-30%.

Но иногда его наличие в породах составляет половину и более (до 70%) всего компонентного состава, что является свидетельством высокого качества этих ископаемых. Сам термин был введен в научный обиход профессором Крум-Броуном в начале ХХ в..

Именно кероген является основным материалом для получения сланцевой нефти или, так называемой, сланцевой смолы.

Кроме этого, в формировании горючих сланцев также принимают участие и минералы: кальцит, доломит, гидрослюда, кварц, пирит, монтмориллонит, каолинит, полевые шпаты и другие.

Основным материалом, из которого происходит формирование залежей горючих сланцев, выступают простейшие водоросли, которым удалось сохранить свое строение на клеточном уровне (талломоальгинит) или же наоборот – не удалось (коллоальгинит).

Примесью в органической части ископаемых являются измененные остатки таких высших растений, как витринит, фюзенит, липоидинит. Стоит отметить, что горючие сланцы обладают высокой действительной плотностью, которая превышает 2000 кг/м3.

Данное свойство является отличительной характеристикой ископаемых, и напрямую зависит от процентного содержания минеральных примесей: чем их больше, тем выше плотность.

Месторождения горючих сланцев

Формирование полезных ископаемых протекает в водоемах и заболоченных местах, в связи с чем, существующие на сегодня их залежи разбросаны по всей территории нашей планеты.

Современным ученым сегодня известно в районе 550 месторождений ископаемых. Порядка 50% из них сосредоточены в США, примерно 21% залежей владеет Бразилия.

Россия, в свою очередь, находится на третьей ступени по разработке сланцевых месторождений, добывая, при этом, 11% ископаемых от общего мирового объема.

К сожалению, абсолютно каждое месторождение горючих сланцев разработать сегодня не представляется возможным. На это есть свои определенные причины. Главными из них выступают нецелесообразность проведения работ в экономическом плане, а также экологическая ситуация, которая присутствует на самих месторождениях.

По данным на 2004 год на территории российского государства разведано четыре бассейна: Волжский, Прибалтийский, Печоро-Тиманский, Вычегодский. Однако, российским месторождением, содержащим в себе наибольшее количество залежей горючих сланцев, считается Баженовское, расположенное в Западной Сибири.

Таблица 1. Химические элементы в горючих сланцах, мг/кг

МесторождениеРVCrCoNiCuZrMo
Ленинградское 300 10 30 10 1000
Новодмитриевское 100 100 100 30 300 100
Болтышское 300 300 30 300 300
Кашпирское 3 000 100 30 100 300 23 (с) 300 300
Воронье-Волосковское 10 000 300 100 300
Колорадо (США) 80 200 70 30

Добыча горючих сланцев

Для того, чтобы начать разрабатывать месторождение, необходимо провести комплекс исследовательских работ, которые позволят изучить условия залегания ископаемых, глубину, структуру почвы, и дать абсолютно полную характеристику объекта.

Все эти мероприятия необходимы для того, чтобы выбрать единственно правильный способ, который позволит безопасно извлечь горючие сланцы из земных недр на дневную поверхность. Таким образом, специалисты пользуются всего двумя способами извлечения ископаемых карьерным (открытым) и подземным (шахтным).

На то, какой из способов будет применен, влияют такие факторы, как условия сланцевого залегания, а также гидрогеологическая и экологическая ситуация.

Первый метод добычи уместно использовать в местах относительно неглубокого нахождения залежей. Данный способ имеет множество преимуществ, заключающихся в экономической выгодности и минимальной вредности для окружающей среды.

Второй метод отличается от первого своей дороговизной, поскольку требует использования специального технического оборудования, а также знающих свое дело специалистов. Кроме этого, шахтный способ очень разрушительный, в связи с чем его запрещено использовать там, где имеет близкое расположение водоемов или городских агломераций.

Полученные горючие сланцы отправляют на переработку, которая осуществляется полукоксованием при достаточно высоком температурном режиме, в результате чего и получается сланцевая нефть. 

Горючие сланцы, свойства, химический состав, добыча и применение

Горючие сланцы

Горючие сланцы – это полезное ископаемое, твердая горючая осадочная порода, вид ископаемого топлива, состоящая из горючей органической (керогена) и минеральной частей.

Горючие сланцы

Происхождение горючих сланцев

Месторождения горючих сланцев

Химический состав горючих сланцев

Физические свойства горючих сланцев

Добыча нефти и газа из горючих сланцев

Применение и использование горючих сланцев

Другие виды топлива: биодизель, биотопливо, газойль, горючие сланцы, лигроин, мазут, нефть, попутный нефтяной газ, природный газ, свалочный газ, сланцевая нефть, сланцевый газ, синтез-газ

Горючие сланцы:

Горючие сланцы – это полезное ископаемое, твердая горючая осадочная порода, вид ископаемого топлива, состоящая из органической и минеральной частей.

Горючие сланцы – это осадочная порода со слоистой (пластинчатой) структурой серого, тёмно-серого, черного, коричневого, желтого и оливкового  цвета. Легко распадается на отдельные плитки, слои.

Минеральная часть представлена осадочной горной породой, а органическая – керогеном. Кероген является одной из форм нетрадиционной нефти. Внешне он напоминает смолу. При нагревании горючих сланцев из керогена выделяется нефть, именуемая «сланцевая нефть» или «керогеновая нефть», и природный газ, именуемый «сланцевый газ».

Горючие сланцы загораются от спички и при горении издают запах жженой резины, сильно коптят. Воспламеняются и горят в нем только органические вещества.

Залегает горючий сланец на глубине 80-200 метров.

По расчетам геологов запасов горючих сланцев на порядок больше, чем обычной нефти. Однако, залежи сланца не играют ведущей экономической роли. Он относится к альтернативным источникам тепла и химического сырья.

Сланцы образовались миллионы лет назад из останков мелких морских животных, водорослей, высших растений и  планктона на дне морей, океанов или озер под действием давления. В отсутствии кислорода они разлагались на составляющие и формировали полимеры виде керогена. Полимеризация происходила с участием одновременно и минерального компонента, содержащегося в осадках на дне водоемов.

Месторождения горючих сланцев:

Основные ресурсы сосредоточены в США (штаты Колорадо, Юта, Вайоминг) и связаны с формацией Грин-Ривер.

Крупные бассейны имеются в Бразилии (Ирати, Параиба), Китае (Фушунь), России (Прибалтийский, Волжский, Вычегодский, Тимано-Печорский, Сырдарьинский, Амударьинский бассейны, Кендерлыкское и Баженовское месторождения).

Многочисленные месторождения горючих сланцев найдены в Болгарии, Великобритании, Германии, Франции, Испании, Австрии, Канаде, Австралии, Италии, Швеции, Казахстане, Украине, Югославии.

В состав горной осадочной породы входят следующие минералы: кальцит, доломит, гидрослюды, монтмориллонит, каолинит, полевые шпаты, кварц, пирит и другие.

Органическая часть состоит из керогена.Кероген представляет собой смесь органических материалов (петроленов, битумов, гумусовых веществ и т.п.). Его состав меняется от месторождения к месторождению. Он не может быть описан какой-либо единой химической формулой. Во всяком случае, в его состав входят углеводороды и примеси: сероводород, азот и пр.

В обычных горючих сланцах доля керогена составляет 10-30 % от массы. И только лишь в сланцах самого высокого качества достигает она достигает 50-70 %. Остальное – осадочная порода.

Наличие в сланцах углеводородной составляющей позволяет извлекать ее. Получается нефть и природный газ. Однако их добыча не всегда экономически и экологически оправдана.

Физические свойства горючих сланцев:

Наименование параметра: Значение:
Плотность, г/см3 0,9-1,99
Твердость по шкале Мооса От 2 до 6
Удельная теплота сгорания, МДж/кг До 14

Добыча нефти и газа из горючих сланцев:

Добыча нефти и газа из горючих сланцев производится путем термического воздействия на кероген, содержащийся в горючих сланцах. Она проводится двумя основными способами: добычей сланца открытым или обычным шахтным способом с последующей перегонкой либо добычей в пласте, когда нагревание производится непосредственно под землей.

Применение и использование горючих сланцев:

Сланцы и продукты переработки горючих сланцев в виде сланцевой нефти и сланцевого газа используются как альтернативное топливо, прочие углеводороды – в химической промышленности для производства полимерных и прочих материалов, а также в фармацевтической промышленности для производства лекарств, остаточные горные породы – для производства строительных и дорожных материалов.

Другие виды топлива:

– биодизель,

– биотопливо,

– газойль,

– горючие сланцы,

– лигроин,

– мазут,

– нефть,

– попутный нефтяной газ,

– природный газ,

– свалочный газ,

– сланцевая нефть,

– сланцевый газ,

– синтез-газ.

Примечание: © Фото https://www.pexels.com, https://pixabay.com

карта сайта

месторождения переработка бассейны использование свойства виды запасы горючих сланцев фото состав
где добывают горючие сланцы добыча сообщение презентация википедия в беларуси в мире самарская область на карте характеристика реферат
способ добычи полезные ископаемые горючие сланцы в россии горная порода применение топливо обозначение по происхождению

by HyperComments

1. Общее описание

Горючие сланцы — осадочные ( глинистые, известняковые и песчанистых) горные породы карбонатно-глинистого ( мергелистых), глинистого или кремнистого состава, содержащие 10-50%, реже до 60% органического вещества ( керогена), сингенетичнои осадонакопиченню. Как правило, это остатки простейших водорослей.

Минеральное вещество — кальцит, доломит, гидрослюды, кварц и т.д..

Окраска горючих сланцев коричневое, коричновато-желтое, серое, оливково-серая.

Текстура листоватые или массивная. По соотношению сапропелевых и гумусовых компонентов горючие сланцы делятся на сапропелиты и сапрогумиты.

Органическое вещество горючих сланцев характеризуется высоким содержанием водорода (7-10%), большим выходом летучих веществ при термической переработке (до 90%), высокой удельной теплотой сгорания — 29-37 МДж / кг. Минимальная теплота сгорания — 5 МДж / кг.

Общие потенциальные ресурсы горючих сланцев в мире оценены в 650 трлн. т (26 трлн. т сланцевой смолы).

2. Горючие и углистые сланцы

Во сланцами вообще (как горючими, так и углистых) понимают такие ископаемые материалы, в которых вместе с органическими веществами содержится большое количество минеральных веществ (условно более 40%). Термин «горючие сланцы» принято распространять на сланцы с органической массой (т.е.

с керогена) только сапропелевые природы. Высокозольные ТГК с органической массой гумусного природы называют обычно «углистых сланцами».

Следует учитывать, что по характеру органической массы в природе встречаются сланцы как гумусного и сапропелевые, так и липтобиолитового, а также смешанного происхождения.

Отличительным признаком всех горючих (и углистых) сланцев в связи с большим их зольностью является высокая истинная плотность (d> 2,0 ? 103 кг / м 3). В зависимости от преобладания в них минеральных веществ, сланцы окрашены в разный цвет — темно-серый, желтый, коричневый и черный. В комках все сланцы достаточно твердыми и плотными образованиями, иногда расслаиваются на плитки.

Горючие сланцы, кроме того, легко воспламеняются и горят пламенем, коптит.

Многочисленными исследованиями уточнена природа керогена различных месторождений горючих сланцев, причем было установлено, что ленинградские и эстонские сланцы относятся в основном к сапропелевых; волжские горючие сланцы по происхождению оказались смешанными с преобладанием сапропелитовой веществ над гумусовыми.

2.1. Залежи

Основные ресурсы — около 430-450 трлн. т (24-25 трлн. т сланцевой смолы) сосредоточены в США (штаты Колорадо, Юта, Вайоминг) и связаны с формацией Грин-Ривер. Большие залежи горючих сланцев есть в Бразилии, КНР, меньше — в Болгарии, Великобритании, России, ФРГ, Франции, Испании, Австрии, Канаде, Австралии, Италии, Швеции, на территории бывшей Югославии.

Месторождения горючих сланцев распространены на всей территории стран СНГ. Всего известно около 50 месторождений, наиболее крупные из них Прибалтийское, Волжское, Оленекське (Арктика), Кендирликське в Казахстане.

Прибалтийское месторождение сланца-кукерситу принадлежит к древнейшим геологических образований (ордовик — нижний силур) и разрабатывается на территории Эстонии. В Волжском сланцевому районе разрабатывается Кашпирське месторождение, которое относится к верхнеюрских геологической системы.

Месторождения горючих сланцев разведаны в Узбекистане, на Кавказе, в республике Коми, на Урале, в Белоруссии и в Украине (Болтишского месторождение).

Болтишского месторождение горючих сапропелитовой сланцев находится в центральной части Украины на границе Кировоградской и Черкасской областей.

В составе их органического вещества являются Сапропелиты материалы. Пористость сланцев 40-50%, плотность 1,8-2,0 г/см3, зольность 52-65%, теплота сгорания — 8,4 МДж / кг.

Менилитовые сланцы находятся в Украинских Карпатах. Они входят в состав менилитовых серии имеют вид монолитной слоистой породы. Под действием ветра и воды они интенсивно разлагаются на тонкие пластины.

Зольность их меняется с 68 до 90%, влажность — 0,4 — 0,7%, выход летучих веществ — 10 — 15%, плотность — 2,14 — 2,84 г/см3, выход сланцевой смолы 2 — 4, иногда 6%, теплота сгорания — 4 — 8 МДж / кг. Запасы менилитовых сланцев в Украинских Карпатах составляют более 500 млрд. т.

2.2. Сланцевая промышленность

Горючие сланцы значительной степени используются как топливно-энергетическая продукция в Австрии, Прибалтике, Австралии, Бразилии, Южной Африке, КНР, Израиле.

Широко развита добыча и применение горючих сланцев в Эстонии.

Среди разведанных российских месторождений можно выделить:

2.3. Запасы в Украине. Добыча

На территории Украины есть на правобережье Днепра, в пределах Днепровско-Донецкой впадины, в Карпатах и Крымских горах.

Геологические запасы минелитових горючих сланцев в Украине до глубины 200 м составляют более 500 млрд. т.

Они залегают мощными пластами от десятков до 1 500 м полосой вдоль восточного склона Карпат и в долинах, прилегающих к горному массиву от границы с Польшей на севере до Румынии на юге.

В начале 60-х годов прошлого века было открыто крупнейшее в мире месторождение горючих сланцев — Бовтишське (Кировоградская область). Запасы этого месторождения составляют около 3,8 млрд т.

Но в связи с тем, что в качестве топливно-энергетической продукции в то время господствовала дешевая западносибирская нефть, то официально Бовтишське месторождение горючих сланцев было зарезервировано, а со временем, фактически забыто.

Мощность продуктивных пластов горючих сланцев достигает 400 м.

2.4. Энергетические характеристики

горючий сланец

Количество горючих веществ в украинской горючих сланцах 12-35%, теплота сгорания 3,75-10,0 МДж / кг, средний выход летучих веществ — 50% на органическую массу, содержание водорода и кислорода в горючей веществе соответственно 6,5-7,5% и 16-20%. серы на сухую массу 1,5-3,5% (65% — сульфиды и дисульфиды, 5-15% — сульфаты).

2.5. Экономичность добычи

По предварительным расчетам стоимость получения 1 тонны сланцевой смолы с учетом на добычу и переработку сланцев составляет 200 — 250 долларов США, что равно стоимости обычной нефти. Однако, при комплексном использовании всех продуктов переработки (газа, минеральной части) положительный экономический эффект может быть больше [1].

2.6. Применение

Основная часть сланцев используется для сжигания на ТЭЦ и ГРЭС.

Смола может использоваться как жидкое топливо, химическое сырье. Используют как местное топливо, сырье для получения жидких топлив, вяжущих строительных материалов, сырье для получения битумов, масел, фенолов, бензола, толуола, ксилолов, нафтолов, ихтиола и другое.

См.. также

Поделиться:
Нет комментариев

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.

×
Рекомендуем посмотреть