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[技术讨论]煤来自天然石油 [复制链接]

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只看楼主 倒序阅读 使用道具 0楼 发表于: 2017-05-06 | 石油求职招聘就上: 阿果石油英才网
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只看该作者 1楼 发表于: 2017-05-14 | 石油求职招聘就上: 阿果石油英才网
《煤来自天然石油》:13-1
煤来自天然石油
——访大庆油田勘探开发研究院崔永强博士
本报记者 陈丹江


2016117《中国化工报·油气周刊》第2版《幔源油气理论引领低价油气到来》的报道,在阿果石油论坛引起热烈讨论,得到广大网友的关注。该报道在微信朋友圈被广泛转发。
20161226国家发改委能源局发布了《“十三五”能源发展战略》,明确十三五煤制油项目将继续建设,产能达到1300万吨。据2017年3月10日消息,国家免征煤制油五年消费税。
煤制油是工业化费-托合成反应。在石油成因理论中,1763年俄国学者M.B.罗蒙诺索夫最早提出了石油是煤在地热作用下干馏产生的构想。并由此被尊称为石油有机成因的始祖。既然石油有机成因理论已经被热力学第二定律一票否决,那么,煤的成因应该如何解释?煤到底来自哪里?
本报记者带着这个问题,再次采访了提出幔源油气理论的崔永强博士。

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只看该作者 2楼 发表于: 2017-05-14 | 石油求职招聘就上: 阿果石油英才网

《煤来自天然石油》:13-2

中国化工报记者:在上次采访中,您提出地幔是天然石油的唯一来源。那么,您如何解释沙皇俄国科学家罗蒙诺索夫关于石油来自煤地下热馏的提法。
崔永强:煤成油和煤成气是石油有机成因理论的最后一块阵地。煤的无机成因研究已经推翻了煤来自树木的传统认识。因此,煤制油也好,工业化费-托合成也好,都不能改变天然石油来自地幔的结论。
1959年,在石炭系煤层发现世界第十大气田——荷兰格罗宁根特大型气田。从此,煤成气开始被人们所重视。1983年我国首次把“煤成气的开发研究”列为“六五”重点科技攻关项目,此后,我国开展了长达30年的煤成气国家级攻关研究。
煤成气的定义是,指以腐殖型为主的有机质(包括煤层)在适宜的热演化阶段生成的气体,经运移离开源岩并在适宜的圈闭中聚集形成了工业矿藏。如果由煤系源岩生成的天然气未经运移而吸附在源岩内部,则称为煤层气。
从定义上看,煤成气研究并没有脱离有机质生气、干酪根生气的范畴。煤层气的定义与页岩气的定义相比,仅仅是把“煤层”两字换成“页岩”。因此,我们完全可以理解,在石油有机成因理论的束缚下,煤成气研究不可能取得真正的创新成果。因为该项目建立在煤的有机成因这一传统的、错误的认识基础之上,而煤的真正来源却恰恰是石油烃类本身。
生命分子在地层中自发向石油烃类分子演化的途径已经被热力学第二定律所禁止。因为煤本身就是石油演化的产物,无论煤生烃与否,都不支持石油有机成因理论。

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只看该作者 3楼 发表于: 2017-05-14 | 石油求职招聘就上: 阿果石油英才网

《煤来自天然石油》:13-3

中国化工报记者:您说的煤来自石油烃类本身,石油是如何演化成煤的呢?
崔永强:煤来自石油的沥青化和沥青的煤化。 液态石油和固态煤的化学成分之间存在明显的继承性。
据赵师庆《实用煤岩学》(1991)一书介绍,煤中有机化合物的成分主要是芳香族和稠环芳香缩合的混合物,也存在烷烃、环烷烃及含O、N、S杂环化合物(如吡咯、吡啶等);有含羟基的芳香族的酚和醌。含有甾族(由骈环戊烯菲骨架组成)化合物;含有杂环化合物卟啉,主要是介卟啉和介初卟啉。
石油中有机化合物主要是链烷烃(正、异构烷,正链烷多);也有环烷烃、芳烃、多环芳烃、杂环化合物沥青和含O、N、S杂环化合物。含有浓度颇高的(0.5%)异戊二烯烃类化合物;含有浓度颇高的五环三萜烯和饱和甾醇;含有卟啉,主要是脱氧植红素和脱氧初卟啉。
显然,液态石油和固态煤的化学成分之间存在明显的继承性。从石油到沥青再到煤,由于石油的低压分解和氧化,轻质部分显著减少,而重质部分则显著增多。
据J. F. Kenney等(2001),在天然石油中的卟啉分子与植物叶绿素和动物血红素中的卟啉并不相同。叶绿素中央螯合的金属元素是镁;在血红素中央螯合的金属元素是铁。而发现于石油的卟啉分子,中央螯合的金属元素是钒和镍。金属钒和镍是生物中实际上不存在的元素。众多对石油、油页岩、煤和石煤中卟啉的检测数据证明了上述结论。以往作为煤和石油来自生命的证据卟啉化合物,现在变成了反证。
煤和石油成分中的姥鲛烷和植烷是类异戊二烯中简单的支链烷烃,以往作为生物分子标记物。现在已经明确,费-托反应可以合成类异戊二烯产物,包括植烷和姥鲛烷。在陨石和地幔岩捕掳体中萃取的有机质中检测到它们的踪迹。胆甾烷,C27H48,是天然石油的组成部分,是高度简单的碳氢化合物,没有受到氧化作用、生命作用及分子胆固醇的影响。胆甾烷和胆固醇具有相似的几何结构,具有相似的碳骨架,相似的支链。从甾醇类的分子结构来看,如C28H44O(麦角固醇、麦角甾醇)、C27H46O胆固醇、胆甾醇、胆甾烷醇)、C28H46O双氢速甾醇)、C29H50Obeta-谷甾醇、植物甾醇)、C29H48O(豆固醇、豆甾醇),甾醇就是甾烷水化的产物。用一个羟基(OH)取代了甾烷分子的一个氢(H)形成甾醇。
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只看该作者 4楼 发表于: 2017-05-14 | 石油求职招聘就上: 阿果石油英才网

《煤来自天然石油》:13-4

中国化工报记者:除了有机分子,煤和石油还有区别动植物分子的其他共性吗?
崔永强:我们还可以在煤和石油中检测出与生命分子不能共存的金属元素。在煤和原油中,能检测到地球上几乎所有元素。
蔡超等(2007采用现有分析技术手段,从煤及其解吸气体样品中检测到86种元素。其中有害元素22种:AgAsBaBeCdC1CoCrCuFHgMnMoNiPbSeSbVZnT1ThU。有毒元素:T1BeCdHgPb为有毒元素。致癌元素:BeCdCrNiPbAs
郭占谦(2001)报道大庆、辽河、大港、新疆原油中测出60个元素。其中生物圈中尚未发现的化学成分有18个元素:BeGaZrNbAgCdInSnSbTeHfTaWReAuT1BiTh等。
在煤和原油中,能检测到地球上几乎所有元素,包括生物圈中尚未发现的元素和对生物生长有毒有害的元素。这个地质事实一方面把石油和煤与生物成因予以区隔,另一方面反映石油和煤的共性。

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只看该作者 5楼 发表于: 2017-05-14 | 石油求职招聘就上: 阿果石油英才网
《煤来自天然石油》:13-5

中国化工报记者:您说石油变成沥青,和炼油剩下的沥青残渣是一种物质吗?
崔永强:和炼油厂的沥青相比,天然沥青的低分子组分更多些。天然气沥青存在于几乎所有的地质环境,沉积层、山系、油气藏和金属矿床中都有。它们是石油氧化和水化的产物。
纪友亮等(1995)在讨论东濮凹陷断层和不整合面控制储层沥青的来源时,认为是早期聚集的石油经大气淡水的淋滤作用形成储层沥青。东淮凹陷胡83井沙三段储层空间的50%~60%被沥青所充填,而与充满沥青的储层相隔一个正断层、埋深较大的另一个区块相同层位储集空间则充满石油。
刘洛夫等(2000)研究塔里木盆地志留系沥青砂岩认为,储层中沥青是古油气藏破坏的产物。原油经过挥发、氧化、生物降解、水洗作用和原油脱沥青作用,形成一些焦油状沥青质重油以及固体浅层氧化沥青或硬质沥青。
王广利等(2014)报道了川西北地区固体沥青和油砂的烃类组成显现出一系列共有的地球化学特征,并认为二者有相同的来源。该文油源分析中,分析了生物标志物分布特征,认为寒武系烃源岩与沥青和油砂的可比性较差。
张景廉等(1997)以英国北威尔士、新疆乌尔禾、塔里木的沥青为例,讨论了古代沥青的成因和年龄[17]。认为沥青的前身物是石油,沥青生成的时代比习惯认为的要古老得多。三个地区原油运移、沥青沉淀的年龄,分别为248Ma、122Ma、250Ma。


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只看该作者 6楼 发表于: 2017-05-14 | 石油求职招聘就上: 阿果石油英才网
《煤来自天然石油》:13-6

中国化工报记者:沥青湖也是石油变来的吗?
崔永强:沥青湖最典型的例子就是比奇湖,它在不断补充,中间部位正在喷出石油。
现代石油沥青化最好研究实例是座落在拉丁美洲加勒比海上特立尼达岛西南拉布雷特角的彼奇湖(Pitch Lake)。该沥青湖在距首都西班牙港约96km的丛林里,面积0.36km2。湖面沥青干硬,可以行人行车。从1870年沥青湖被开采以来,每年开采量是10×104t以上,湖面几乎没下降。湖中有一块很软很软的地方,源源不绝地涌生沥青。

基于沥青来自石油的认识,可以得到该沥青湖深部石油供给能力巨大和石油沥青化的速度很快的结论。湖最深处约83m,蕴藏量为1200×104t,每年开采量是10×104t以上,经过140多年的开采,开采量早已超过对沥青储量。如能检测沥青湖中的石油,可以肯定其生成年龄可与大洋热液石油年龄相仿。该沥青湖将取之不尽,用之不竭。
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只看该作者 7楼 发表于: 2017-05-14 | 石油求职招聘就上: 阿果石油英才网
《煤来自天然石油》:13-7
中国化工报记者:坚硬的沥青和煤很像,沥青变硬的过程就是煤化过程吗?
崔永强:坚硬的沥青和煤很难区分,因此,沥青煤和煤化沥青就是沥青和煤过渡的产物。
沥青和煤没有本质的区别,甚至有的煤层干脆就叫沥青煤。据中国煤炭新闻网2003年9月24日报道:四川省地质勘探院在青川勘探发现,我国最大的沥青煤矿藏在青川的建峰、白家一带,目前已探明其藏量约400×104t,估计远景储量约1400×104t
在我国南方下古生界广泛发育煤化沥青,它是一种既不同于一般的煤又不同于一般石油沥青的独特矿物,对它的成因,人们长期争论不已。王元祯等(1986)通过野外实地观察与室内多项理化分析,确认它是一种均质性很强的胶体有机物质,其原始有机物来自下寒武统或上震旦统的黑色沉积物,在热力与动力的作用之下沿孔隙或断裂次生富集起来。这些煤化沥青的产出层位限于志留系及其以下层位。煤化沥青的δ13C值与上震旦统、下寒武统的石煤和炭质页岩、天然焦和石油沥青相近,均在-27.9‰~-30.6‰之间,而与石炭系、侏罗系腐泥煤相距甚远,二者δ13C值分别为-16.9‰和-20.9‰。石煤、炭质页岩、石油沥青灰分的δ13C值为-28.3‰~-28.9‰,说明三者的具有亲缘关系。
这里提出的“沿孔隙或断裂次生富集起来”的“黑色沉积物”,只能是石油。王元祯等(1986)疑惑道:“上述研究成果是否适用于石油?我们认为对此问题必须十分慎重。煤化沥青完全不同于原油,它是一种组分单纯的固体物质,而原油是由饱和烃、芳烃、非烃、沥青质等各种组分以及溶解性气体、自由水等混合而成。如果原油的δ13C值是它各组分δ13C值的平均值,则由于不同原油的化学组分不同,δ13C值也会不同”。显然,受到石油有机成因理论的束缚,作者无法理解自己的实验数据。因为这一数据显示石煤、炭质页岩、天然焦和石油沥青具有亲缘关系,同时排除了腐殖煤作为上述物质研究的基础,与作者所信奉的石油有机成因理论相互抵触。
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只看该作者 8楼 发表于: 2017-05-14 | 石油求职招聘就上: 阿果石油英才网
《煤来自天然石油》:13-8

中国化工报记者:您是石油地质出身,现在研究煤的成因,您的结论煤田地质学专家会承认吗?
崔永强:一切靠证据说话。我引用的都是煤田地质学专家们撰写的教材。他们承认煤化的起点就是石油沥青。
武汉地质学院煤田教研室编《煤田地质学》(1979):“在成岩和变质作用过渡的老褐煤阶段,腐殖物质的成岩凝胶化作用已经结束,即镜煤组分已经全部生成,已没有未变化的植物残余成分存在;稳定组分开始发生沥青化,首先是蜡质叶片表层和孢子花粉外层脱去甲氧基,生成石油型烃类,即易软化、强塑性和具粘结性的沥青,并使这些稳定组分开始具有反射力”。
以上表述明确指出,沥青煤化的起点是“生成石油型烃类,即易软化、强塑性和具粘结性的沥青”。所以说,石油的沥青化是沥青煤化的前提。
姜海定(1996)通过对浙江省碳沥青(沥青煤)成因的实验室分析,得到了碳沥青是由烃中高分子沥青进一步聚合成碳沥青的结果。尽管作者站在有机成因的角度理解烃类的成因,但是他认为是碱性卤水携带的大量烃类,在pH值较低的储层水中释放并聚集起来。这些烃进一步聚合成碳沥青,并依次缩合成沥青中相对分子质量最大的成分——碳青质。
本文认为,这个叙述过程是合理的。尤其是作者提出在碳沥青有机基质中未发现任何生物分子或木质结构体、壳体、菌核体、藻体等,这一事实本身已经否定了煤的有机成因。遗憾的是,作者进一步解释道,这种均一有机基质是由低等生物经过转化以后的产物,原始母质的本来面貌已经完全消失,与石煤基本形态完全不同。这是一种唯心主义不可知论的解释。可见,石油有机成因力理论妨碍了科学结论的获得。
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只看该作者 9楼 发表于: 2017-05-14 | 石油求职招聘就上: 阿果石油英才网
《煤来自天然石油》:13-9

中国化工报记者:既然人工沥青中的低分子组分少于天然沥青,这是否意味着煤阶越高,其中低分子组分越少呢?
崔永强:沥青煤化和煤变质的过程就是原来石油组分中的低分子化合物不断减少的过程。
据谢克昌编著《煤的结构与反应性》(2002)介绍,随着煤化程度的加深,煤中可溶有机组分的含量将进一步下降。褐煤的可溶有机组分为最高,抽提率达10%,年轻烟煤的抽提率一般小于5%,中等变质程度烟煤抽提率小于1%,更老的煤抽提率接近0。煤中可溶烃类主要是正构烷烃,从C1C30以上,甚至还有发现C70的报道,此外还有少量环烷烃、长链烯烃及16环的芳烃(以12环为主)等。可溶含氧有机化合物包括长链脂肪酸、醇和甾酮类等。例如,高挥发烟煤(C77.8%)的可溶有机化合C6以上成分的分布是:烷烃(包括少量烯烃)占37%,脂环烃占29%,氢化芳烃和芳烃占29%,杂环烃占5%
据李增学等编写的《煤地质学》(2005),在全部煤化作用的过程中,煤中有机质的基本结构单元(缩合稠环芳烃体系)不断减少所带有的侧链和官能团,,同时生成各种挥发性产物,其中甲烷逐渐增多,特别是烟煤转变为无烟煤的第三次跃变,释放出来大量甲烷。烟煤在产出甲烷的过程中,发生芳核进一步缩合。碳元素进一步聚集到碳网中,随煤化作用的进一步加深,基本结构单元中缩聚芳核的数目不断增加,到无烟煤阶段则主要由缩聚芳核组成。

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