1. Definición de esquisto bituminoso
El esquisto bituminoso, también conocido como esquisto kerógeno, es una materia prima importante para calentar "petróleo artificial" (también conocido como "combustible líquido sintético") Después de la retorta, se puede descomponer en aceite de esquisto bituminoso, gas de retorta y semicoque de esquisto. El aceite de esquisto bituminoso se puede utilizar como fueloil y procesarse posteriormente para producir gasolina, diésel y productos químicos. La pizarra bituminosa también se puede utilizar como combustible para calderas, quemándose en el horno para generar vapor y generar electricidad.
Diferentes geólogos y académicos han definido el esquisto bituminoso con diferentes connotaciones desde diferentes perspectivas de investigación.
Gavin (1924): El esquisto bituminoso es una roca sedimentaria de capas densas que contiene más del 33% de ceniza. Se produce durante la destilación y no se diferencia del petróleo durante la extracción normal con disolventes.
Tissot y Welte (1978): De hecho, no existe una definición geológica o química de esquisto bituminoso. De hecho, cualquier roca poco profunda cuya producción de petróleo de pirólisis alcance un cierto estándar comercial puede considerarse esquisto bituminoso.
Н.И.Πогребнов et al. (1983): El esquisto bituminoso es un tipo de roca de minerales combustibles sólidos, rico en saprolita o humus, y la materia orgánica representa del 20 al 80%. - Rocas sedimentarias de origen clástico.
Hou Xianglin (1984): El esquisto bituminoso es uno de los minerales inflamables. El esquisto bituminoso está compuesto de minerales y materia orgánica. El contenido de hidrógeno en la materia orgánica es alto. La temperatura de retorta es similar a la del petróleo natural de esquisto bituminoso.
Zhao Longye et al. (1990): La pizarra bituminosa es un organismo combustible sólido con un alto contenido de cenizas. Como mineral industrial, requiere un contenido de aceite superior a 5,0 y un poder calorífico superior a 7,5 MJ/kg. Puede ser sapropel, humus o causas mixtas. La principal diferencia entre este y el carbón es que el contenido de cenizas supera el 40, y la principal diferencia entre este y el esquisto carbonoso es que el contenido de petróleo es superior al 5.
Dyni (2003) et al.: El esquisto bituminoso es una roca sedimentaria de grano fino que contiene una gran cantidad de materia orgánica. Se puede extraer una gran cantidad de petróleo y gas combustible mediante procesos de trituración y destilación.
Liu Zhaojun et al. (2004): El esquisto bituminoso, también conocido como esquisto kerógeno, es un mineral orgánico combustible sólido con un alto contenido de cenizas que se puede obtener mediante carbonización a baja temperatura. contenido de aceite >3,5 y un alto contenido de materia orgánica, principalmente tipo sapropel, tipo sapropel-humus y tipo sapropel-humus, su poder calorífico es generalmente ≥4,19mJ/kg.
En la actualidad, la comunidad geológica internacional generalmente se refiere al esquisto con un contenido de petróleo de ≥2,5 barriles de esquisto bituminoso/tonelada (equivalente a un contenido de petróleo de >3,5 o más) como esquisto bituminoso. La principal diferencia con el carbón es que el contenido de cenizas supera el 40. La principal diferencia con el esquisto carbonoso es que el contenido de petróleo es superior al 3,5. El esquisto bituminoso es una roca madre inmadura. El petróleo crudo obtenido de la pizarra bituminosa mediante destilación seca, pirólisis y otros métodos se denomina aceite de pizarra bituminosa. Existen diferencias obvias entre el petróleo de esquisto bituminoso y el petróleo de esquisto bituminoso: primero, los significados son diferentes. El petróleo de esquisto bituminoso se refiere al petróleo obtenido de rocas generadoras inmaduras mediante calentamiento y craqueo a alta temperatura, mientras que el petróleo de esquisto bituminoso se refiere a rocas generadoras maduras que se han generado. y retenido en el petróleo. La acumulación de petróleo en el esquisto bituminoso; en segundo lugar, los métodos de extracción son diferentes.
2. Clasificación del esquisto bituminoso
La clasificación del esquisto bituminoso nacional se basa principalmente en la clasificación genética industrial (Zhao Longye et al., 1990). El esquema de clasificación se muestra en la Tabla 13. 5. Este sistema de clasificación selecciona el contenido de petróleo y la composición de cenizas como los principales indicadores para la clasificación genética industrial basada en las características del esquisto bituminoso chino.
3. Tipos de origen de la pizarra bituminosa
La pizarra bituminosa es una roca de origen orgánico. Los componentes orgánicos están compuestos por carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, azufre y otros elementos. Los tipos genéticos de esquisto bituminoso se clasifican principalmente según el tipo de kerógeno y los parámetros de pirólisis, y se dividen en tipo sapropel (I), tipo mixto (II) (tipo sapropel húmico (II1), tipo húmico sapropel (II2)) y tipo húmico. (III) tipo 3.
Querógeno tipo I: tiene un alto contenido original de hidrógeno y un bajo contenido de oxígeno, una relación atómica H/C entre 1,25 y 1,75, una relación atómica O/C entre 0,026 y 0,12 y contiene compuestos lipídicos. Principalmente, existen muchos alcanos lineales, pocos hidrocarburos aromáticos policíclicos y grupos funcionales que contienen oxígeno; el potencial de generación de petróleo es grande, equivalente al 80% de la masa de muestras inmaduras poco profundas.
Kerógeno tipo II: Aunque el contenido de hidrógeno original es mayor, es ligeramente menor que el kerógeno tipo I. La relación atómica H/C es de 0,65 a 1,25 y la relación atómica O/C es de 0,01 a 0,13. . Es un esqueleto de carbono policíclico altamente saturado, que contiene muchos alcanos y cicloalcanos lineales de longitud media, se deriva de materia orgánica mixta de plancton y microorganismos marinos y terrestres, y tiene un potencial medio de generación de petróleo.
Querógeno tipo III: tiene un contenido original bajo en hidrógeno y alto contenido en oxígeno, con una relación atómica H/C de 0,46 a 0,93 y una relación atómica O/C de 0,05 a 0,30. Contiene principalmente hidrocarburos aromáticos policíclicos y grupos funcionales que contienen oxígeno, con pocas cadenas de hidrocarburos saturados, conectados en una estructura de rejilla policíclica; derivado de plantas terrestres superiores en comparación con los tipos I y II, es desfavorable para la producción de petróleo, pero está enterrado cuando es lo suficientemente profundo; , puede convertirse en una beneficiosa fuente de vitalidad.
Tabla 13-5 Clasificación del esquisto bituminoso en mi país según propiedades industriales y genéticas
Nota: T - rendimiento de alquitrán; Q - poder calorífico.
(Según Zhao Longye et al., 1990)
A través del análisis gráfico de la relación hidrógeno-carbono y la relación oxígeno-carbono, se puede ver que China el esquisto bituminoso es principalmente de tipo I-II (Fig. 131): ① el esquisto bituminoso de tipo sapropel (Tipo I) se distribuye principalmente en Xinjiang Demon Mountain, Qinghai Xiaoxia, Fuxin y Fushun, Liaoning, Jilin Huadian, Meihe y otros lugares; Tipo humus saprolito (Tipo II1), distribuido principalmente en el río Heilongjiang Darian, Luozigou en Jilin, Maoming en Guangdong, Río Sangong en Xinjiang y Dongsheng en Mongolia Interior ③ Tipo humus sapropel (tipo II2), menos distribuido, distribuido principalmente en; Dameigou, Qinghai, Tongchuan, Shaanxi y Yunnan Weixi y otros lugares.
Figura 13-1 Ilustración de la proporción de hidrógeno a carbono y de oxígeno a carbono del esquisto bituminoso chino
Ⅰ—tipo sapropel; Ⅱ1—tipo humus y sapropel Ⅱ2; —sapropel y humus Tipo; III—tipo húmico