Azərbaycanca
Беларускі
Dansk
Deutsch
Española
Français
Indonesia
Italiana
日本語
Қазақ
Lietuvos
Nederlands
Português
Русский
සිංහල
แบบไทย
Türkçe
Українська
中國人
United State
Afrikaans
Хімія горючих сланців (рос. химия горючих сланцев, англ. chemistry of oil shale, oil shale chemistry, нім. Chemie des Brennschiefer, Chemie des Ölschiefer) — розділ хімії, що розглядає питання походження горючих сланців (Г.с.), їх хімічний склад і фізико-хімічні властивості, хімічні основи переробки Г.с. в корисні продукти, зв'язок хімічного складу Г.с. з виходом, складом та якістю продуктів.
Світові ресурси
Згідно з даними Committee on Industry, Research and Energy of the European Parliament на 2007 р., світові ресурси Г.с. становлять 11 трлн т. Проте дані про передбачувані або розвідані запаси і про видобуток Г.с., наведені в матеріалах різних енергетичних організацій і відомств, істотно відрізняються між собою. Через різну якість найбільш коректно ресурси Г.с. обчислювати в барелях масла, одержуваного ретортним способом. При такому підході ресурси Г.с. становлять понад 3 трлн бар. Світові ресурси Г.с. розподілені вкрай нерівномірно — 66 %знаходиться в Північній Америці і тільки 12 % — у Європі.
Г.с. також сильно розрізняються за якістю. Г.с. з виходом масла 45—90 л/т становлять 43 %, 90—150 л/т — 31 %, менше 45 л/т — 25 %, більше 150 л/т — усього 1 %.
По країнах станом на 2006 р. наводяться такі дані (Colorado School of Mines and U.S. Geological Survey; у млрд бар): 1. США, Green River — 1499,0; 2. США, інші родовища — 619,0; 3. Росія — 270,944; 4. Бразилія — 52,0; 5. Марокко — 37,8; 6. Йорданія — 34,17; 7. Австралія — 30,96; 8. Естонія — 16,286; 9. Китай — 15,6; 10. Канада — 15,24; 11. Таїланд — 6,4; 12. Швеція — 6,114; 13. Єгипет — 5,7; 14. Україна — 4,193; 15. Ізраїль — 4,0; 16. Казахстан — 2,837; 7. Туреччина — 1,985; менш надійні дані: Конго (Кіншаса) — 100; Італія — 63; Туркменістан і Узбекистан — 7,687; Франція — 7; Німеччина — 2.
Склад горючих сланців
Г.с. складаються з мінеральної (неорганічної) та органічної частини (керогену). Іноді, особливо в США, керогеном називають нерозчинну в органічних розчинниках частину органічної маси (ОМ) сланців. Тому розрізняють терміни Shale oil і oil shale. Shale oil — це нафта або нафтоподібна рідина, що знаходиться в сланці у вільному стані (вміст розчинних хлороформом і спирто-бензолом бітумоїдів А і С у сланці невеликий — близько 2-3 мас.%). Oil shale вилучається з Г.с. при термічному впливі. Умовна органічна маса (УОМ) — різниця між сухою масою Г.с. та сумою карбонатності (вміст мінеральної вуглекислоти) і зольності. У табл. 1 наведені характеристики Г.с. найбільших родовищ США (Green River) і Бразилії (Irati), найбільш розроблюваного Прибалтійського, а також Болтиського родовища України (запаси 3,8 млрд т).
Мінералогічний склад горючих сланців
Мінералогічний склад Г.с.: кальцит, кварц, польовий шпат, гідрослюди, каолініт, монтморилоніт, пірит, сидерит, арагоніт, гейландит та ін. У Г.с. крім основних хімічних елементів (Si, Ca, Mg, Fe, Al, Na, K, S), у невеликих кількостях наявні майже всі інші хімічні елементи (мікроелементи): V, U, Au, Ag, Cu, Ti, Mo, Cr, Ba, Zn, As, Ni, Sr, Zr. У деяких родовищах окремі мікроелементи наявні в кількостях, що становлять інтерес для промисловості. Наприклад, шведські сланці містять урану 250—325 г/т, і передбачається, що з них може бути видобуто до 300 тис. т урану.
Кероген горючих сланців
У керогені Г.с. усіх родовищ більше 90 % загальної кількості органічної речовини становить колоальгініт. Він являє собою чистий безструктурний мікрокомпонент і є продуктом перетворення фітопланктону. Елементний склад керогену Г.с. різноманітний і можна вказати тільки граничні значення (%): для керогену сапропелітового типу — C 75-78; H 9-10; O 2-12; N 1,2-2,3; S 1,5-1,7; гумусо-сапропелітового типу — C 60-70; H 7-8; O до 20; N 0,2-1,0; S 1,2-9,8. За хімічними властивостями і природою біологічного попередника можна умовно виділити чотири типи керогену. Вони відрізняються також за видом нафтових продуктів, які утворюються після дозрівання. У табл. 2 представлені основні відмінності між типами керогену. Тип I є відносно рідкісним. Для більшості Г.с. найбільш характерним є тип II. Значну роль в структурі керогену цього типу відіграють складноефірні зв'язки. Вуглецевий скелет геополімеру містить численні циклічні структури з декількома конденсованими ядрами. Окремо виділено II-S тип через підвищений вміст органічної сірки. Впливом сірки обумовлено різну поведінку типів II і II-S при термічній деструкції. Для керогену II типу було запропоновано декілька хімічних структур, що відносяться до різних етапів термічної еволюції. Одна з можливих структур представлена на рисунку. Тип III утворений головним чином залишками наземних рослин, знайдених у вугіллі, і в принципі генерує природний газ. Тип IV включає окиснені залишки рослин і частинки деревного вугілля.
Енергохімічна переробка горючих сланців
Існує кілька технологічних способів непаливної переробки Г.с., основними з яких є напівкоксування і газифікація. В Естонії, наприклад, використовується напівкоксування (500—600 0С), а в США вважається перспективною підземна перегонка шляхом нагрівання породи до температури 350—400 0С. У табл. 3 і 4 наведені характеристики первинних продуктів напівкоксування Г.с. — смоли («сланцевої нафти»), напівкоксу і сланцевого газу. При хіміко-технологічній переробці Г.с. може бути отримано понад 200 різних корисних речовин і продуктів: бензин, дизельне паливо, горючий газ і синтез-газ, феноли, кетони, складні ефіри, бензол, толуол, шпалопросочувальне та мінеральне масло, електродний кокс і багато іншого. Із частини золи виробляються високомарочний цемент і розкиснювачі ґрунтів.
Промислове непаливне використання
Промислове непаливне використання Г.с. почалося в 1694 р. в Шотландії, де була споруджена фабрика для отримання сланцевого масла. У 1832 р. у Франції була розроблена ефективна технологія отримання сланцевого освітлювального масла. Естонські сланці стали досліджувати в 1771 р., а промисловий видобуток почався в 1918 р. У 2006 р. близько 11 млн т спалювалося на електростанціях, а 3 млн т використовувалося в сланцевохімічній промисловості, де вироблялося 0,3 млн т сланцевого масла. Світовий видобуток Г.с. досяг піку в 1980 р. і дорівнював 47 млн т, із них більше 70 % — в Естонії (решта в Росії, Китаї, Бразилії, Австралії). Нині для хімічної (непаливної) переробки Г.с. видобуваються тільки в Естонії, Росії, Бразилії, Китаї та Австралії (десятки млн т). В Україні переробку Г.с. Болтиського родовища спільно з Естонією передбачається розпочати в найближчі 5 років.
Див. також
Література
| Вікісховище має мультимедійні дані за темою: Хімія горючих сланців |
- Клесмент И. Р. О генезисе Прибалтийских горючих сланцев // Горючие сланцы. — 1985. — № 2/1. — С. 12—22. (рос.)
- Urov K. and Sumberg A. Characteristics of oil shales and shale-like rocks of known deposits and outcrops. Monograph. Estonian Academy Publishers: Tallinn, 1999 // Oil Shale. — 1999. Vol. 16, № 3. — P. 1-64.
- Dyni J.R. Geology and Resources of Some World Oil-Shale Deposits // Oil Shale. — 2003. — Vol. 20, № 3. — P. 193—252.
- Oil shales in the world and Turkey; reserves, current situation and future prospects: a review / Altun, N.E., Hicyilmaz, C., Hwang, J.-Y. et al // Oil Shale. — 2006. Vol. 23, № 3. — P. 211—227.
- Volkov E.P. New developments in oil shale technology [Електронний ресурс] // 26th Oil Shale Symposium. Colorado School of Mines. — 16-19 October, 2006. — Режим доступу : http://www.cerimines.org/A03a-Eduard[недоступне посилання з липня 2019] Volkov paper.pdf.
- Бурдельная Н. С., Бушнев Д. А. Фрагмент химической структуры II и II-S типов керогена верхнеюрских и верхнедевонских отложений восточно-европейской платформы // Геохимия. — 2010. — № 5. — С. 525—537. (рос.)
- Болтышское месторождение горючих сланцев [Електронний ресурс]. — Режим доступу : http://www.rkm.kiev[недоступне посилання з липня 2019]. ua/capital/wp-content/uploads/boltysch-oil-shales.doc
- Sachsenhofer R.F., Koltun Y.V. Black Shale in Ukraine — A Review // Marine and Petroleum Geology. — 2012. — Vol. 31, Is. 1. — P. 125—136.
- Мала гірнича енциклопедія : у 3 т. / за ред. В. С. Білецького. — Д. : Східний видавничий дім, 2013. — Т. 3 : С — Я. — 644 с.
- В. І. Саранчук, М. О. Ільяшов, В. В. Ошовський, В. С. Білецький. Хімія і фізика горючих копалин. — Донецьк: Східний видавничий дім, 2008. — С. 600.
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Himiya goryuchih slanciv ros himiya goryuchih slancev angl chemistry of oil shale oil shale chemistry nim Chemie des Brennschiefer Chemie des Olschiefer rozdil himiyi sho rozglyadaye pitannya pohodzhennya goryuchih slanciv G s yih himichnij sklad i fiziko himichni vlastivosti himichni osnovi pererobki G s v korisni produkti zv yazok himichnogo skladu G s z vihodom skladom ta yakistyu produktiv Svitovi resursiZgidno z danimi Committee on Industry Research and Energy of the European Parliament na 2007 r svitovi resursi G s stanovlyat 11 trln t Prote dani pro peredbachuvani abo rozvidani zapasi i pro vidobutok G s navedeni v materialah riznih energetichnih organizacij i vidomstv istotno vidriznyayutsya mizh soboyu Cherez riznu yakist najbilsh korektno resursi G s obchislyuvati v barelyah masla oderzhuvanogo retortnim sposobom Pri takomu pidhodi resursi G s stanovlyat ponad 3 trln bar Svitovi resursi G s rozpodileni vkraj nerivnomirno 66 znahoditsya v Pivnichnij Americi i tilki 12 u Yevropi G s takozh silno rozriznyayutsya za yakistyu G s z vihodom masla 45 90 l t stanovlyat 43 90 150 l t 31 menshe 45 l t 25 bilshe 150 l t usogo 1 Po krayinah stanom na 2006 r navodyatsya taki dani Colorado School of Mines and U S Geological Survey u mlrd bar 1 SShA Green River 1499 0 2 SShA inshi rodovisha 619 0 3 Rosiya 270 944 4 Braziliya 52 0 5 Marokko 37 8 6 Jordaniya 34 17 7 Avstraliya 30 96 8 Estoniya 16 286 9 Kitaj 15 6 10 Kanada 15 24 11 Tayiland 6 4 12 Shveciya 6 114 13 Yegipet 5 7 14 Ukrayina 4 193 15 Izrayil 4 0 16 Kazahstan 2 837 7 Turechchina 1 985 mensh nadijni dani Kongo Kinshasa 100 Italiya 63 Turkmenistan i Uzbekistan 7 687 Franciya 7 Nimechchina 2 Sklad goryuchih slancivG s skladayutsya z mineralnoyi neorganichnoyi ta organichnoyi chastini kerogenu Inodi osoblivo v SShA kerogenom nazivayut nerozchinnu v organichnih rozchinnikah chastinu organichnoyi masi OM slanciv Tomu rozriznyayut termini Shale oil i oil shale Shale oil ce nafta abo naftopodibna ridina sho znahoditsya v slanci u vilnomu stani vmist rozchinnih hloroformom i spirto benzolom bitumoyidiv A i S u slanci nevelikij blizko 2 3 mas Oil shale viluchayetsya z G s pri termichnomu vplivi Umovna organichna masa UOM riznicya mizh suhoyu masoyu G s ta sumoyu karbonatnosti vmist mineralnoyi vuglekisloti i zolnosti U tabl 1 navedeni harakteristiki G s najbilshih rodovish SShA Green River i Braziliyi Irati najbilsh rozroblyuvanogo Pribaltijskogo a takozh Boltiskogo rodovisha Ukrayini zapasi 3 8 mlrd t Mineralogichnij sklad goryuchih slanciv Mineralogichnij sklad G s kalcit kvarc polovij shpat gidroslyudi kaolinit montmorilonit pirit siderit aragonit gejlandit ta in U G s krim osnovnih himichnih elementiv Si Ca Mg Fe Al Na K S u nevelikih kilkostyah nayavni majzhe vsi inshi himichni elementi mikroelementi V U Au Ag Cu Ti Mo Cr Ba Zn As Ni Sr Zr U deyakih rodovishah okremi mikroelementi nayavni v kilkostyah sho stanovlyat interes dlya promislovosti Napriklad shvedski slanci mistyat uranu 250 325 g t i peredbachayetsya sho z nih mozhe buti vidobuto do 300 tis t uranu Kerogen goryuchih slancivU kerogeni G s usih rodovish bilshe 90 zagalnoyi kilkosti organichnoyi rechovini stanovit koloalginit Vin yavlyaye soboyu chistij bezstrukturnij mikrokomponent i ye produktom peretvorennya fitoplanktonu Elementnij sklad kerogenu G s riznomanitnij i mozhna vkazati tilki granichni znachennya dlya kerogenu sapropelitovogo tipu C 75 78 H 9 10 O 2 12 N 1 2 2 3 S 1 5 1 7 gumuso sapropelitovogo tipu C 60 70 H 7 8 O do 20 N 0 2 1 0 S 1 2 9 8 Za himichnimi vlastivostyami i prirodoyu biologichnogo poperednika mozhna umovno vidiliti chotiri tipi kerogenu Voni vidriznyayutsya takozh za vidom naftovih produktiv yaki utvoryuyutsya pislya dozrivannya U tabl 2 predstavleni osnovni vidminnosti mizh tipami kerogenu Tip I ye vidnosno ridkisnim Dlya bilshosti G s najbilsh harakternim ye tip II Znachnu rol v strukturi kerogenu cogo tipu vidigrayut skladnoefirni zv yazki Vuglecevij skelet geopolimeru mistit chislenni ciklichni strukturi z dekilkoma kondensovanimi yadrami Okremo vidileno II S tip cherez pidvishenij vmist organichnoyi sirki Vplivom sirki obumovleno riznu povedinku tipiv II i II S pri termichnij destrukciyi Dlya kerogenu II tipu bulo zaproponovano dekilka himichnih struktur sho vidnosyatsya do riznih etapiv termichnoyi evolyuciyi Odna z mozhlivih struktur predstavlena na risunku Tip III utvorenij golovnim chinom zalishkami nazemnih roslin znajdenih u vugilli i v principi generuye prirodnij gaz Tip IV vklyuchaye okisneni zalishki roslin i chastinki derevnogo vugillya Energohimichna pererobka goryuchih slancivIsnuye kilka tehnologichnih sposobiv nepalivnoyi pererobki G s osnovnimi z yakih ye napivkoksuvannya i gazifikaciya V Estoniyi napriklad vikoristovuyetsya napivkoksuvannya 500 600 0S a v SShA vvazhayetsya perspektivnoyu pidzemna peregonka shlyahom nagrivannya porodi do temperaturi 350 400 0S U tabl 3 i 4 navedeni harakteristiki pervinnih produktiv napivkoksuvannya G s smoli slancevoyi nafti napivkoksu i slancevogo gazu Pri himiko tehnologichnij pererobci G s mozhe buti otrimano ponad 200 riznih korisnih rechovin i produktiv benzin dizelne palivo goryuchij gaz i sintez gaz fenoli ketoni skladni efiri benzol toluol shpaloprosochuvalne ta mineralne maslo elektrodnij koks i bagato inshogo Iz chastini zoli viroblyayutsya visokomarochnij cement i rozkisnyuvachi gruntiv Promislove nepalivne vikoristannyaPromislove nepalivne vikoristannya G s pochalosya v 1694 r v Shotlandiyi de bula sporudzhena fabrika dlya otrimannya slancevogo masla U 1832 r u Franciyi bula rozroblena efektivna tehnologiya otrimannya slancevogo osvitlyuvalnogo masla Estonski slanci stali doslidzhuvati v 1771 r a promislovij vidobutok pochavsya v 1918 r U 2006 r blizko 11 mln t spalyuvalosya na elektrostanciyah a 3 mln t vikoristovuvalosya v slancevohimichnij promislovosti de viroblyalosya 0 3 mln t slancevogo masla Svitovij vidobutok G s dosyag piku v 1980 r i dorivnyuvav 47 mln t iz nih bilshe 70 v Estoniyi reshta v Rosiyi Kitayi Braziliyi Avstraliyi Nini dlya himichnoyi nepalivnoyi pererobki G s vidobuvayutsya tilki v Estoniyi Rosiyi Braziliyi Kitayi ta Avstraliyi desyatki mln t V Ukrayini pererobku G s Boltiskogo rodovisha spilno z Estoniyeyu peredbachayetsya rozpochati v najblizhchi 5 rokiv Div takozhGoryuchi slanci Himiya vugillya Himiya nafti Himiya prirodnih gazivLiteraturaVikishovishe maye multimedijni dani za temoyu Himiya goryuchih slancivKlesment I R O genezise Pribaltijskih goryuchih slancev Goryuchie slancy 1985 2 1 S 12 22 ros Urov K and Sumberg A Characteristics of oil shales and shale like rocks of known deposits and outcrops Monograph Estonian Academy Publishers Tallinn 1999 Oil Shale 1999 Vol 16 3 P 1 64 Dyni J R Geology and Resources of Some World Oil Shale Deposits Oil Shale 2003 Vol 20 3 P 193 252 Oil shales in the world and Turkey reserves current situation and future prospects a review Altun N E Hicyilmaz C Hwang J Y et al Oil Shale 2006 Vol 23 3 P 211 227 Volkov E P New developments in oil shale technology Elektronnij resurs 26th Oil Shale Symposium Colorado School of Mines 16 19 October 2006 Rezhim dostupu http www cerimines org A03a Eduard nedostupne posilannya z lipnya 2019 Volkov paper pdf Burdelnaya N S Bushnev D A Fragment himicheskoj struktury II i II S tipov kerogena verhneyurskih i verhnedevonskih otlozhenij vostochno evropejskoj platformy Geohimiya 2010 5 S 525 537 ros Boltyshskoe mestorozhdenie goryuchih slancev Elektronnij resurs Rezhim dostupu http www rkm kiev nedostupne posilannya z lipnya 2019 ua capital wp content uploads boltysch oil shales doc Sachsenhofer R F Koltun Y V Black Shale in Ukraine A Review Marine and Petroleum Geology 2012 Vol 31 Is 1 P 125 136 Mala girnicha enciklopediya u 3 t za red V S Bileckogo D Shidnij vidavnichij dim 2013 T 3 S Ya 644 s V I Saranchuk M O Ilyashov V V Oshovskij V S Bileckij Himiya i fizika goryuchih kopalin Doneck Shidnij vidavnichij dim 2008 S 600 ISBN 978 966 317 024 4