Pyrobitumen - Pyrobitumen
| Pyrobitumen | |
|---|---|
 Abraham ve Curiale'den Uyarlanmış Bitümler İçin Sınıflandırma Sistemi
| |
| Genel | |
| Kategori | Organik madde |
| Renk | Değişken |
Pyrobitumen , bir tür katı, amorf organik maddedir. Pyrobitumen çoğunlukla çözünmez içinde karbon disülfid ve bir sonucu olarak başka organik solventler moleküler çapraz bağlama , daha önce çözünür organik madde hale (yani, bitüm çözünmez). Bazı katı bitümler (örneğin gilsonit ), CS dahil olmak üzere yaygın organik çözücülerde çözünür olduğundan , tüm katı bitümler pirobitümen değildir.
2 , diklorometan ve benzen - metanol karışımları.
Bitüm ve pirobitüm arasındaki birincil ayrım çözünürlük iken, moleküler çapraz bağlanmayı sağlayan termal süreçler aynı zamanda hidrojenin karbon atomik oranını birden büyükten birden aza ve nihayetinde yaklaşık olarak yarıya düşürür . Hem çözünürlük hem de atomik H / C oranlarının bir süreklilik oluşturduğu ve çoğu katı bitümün hem çözünür hem de çözünmez bileşenlere sahip olduğu da anlaşılmalıdır. Olgun bir kaynak kayadaki pirobitümen ve artık kerojen arasındaki ayrım , kaya dokusu içindeki sıvı akışının mikroskobik kanıtına dayanır ve genellikle belirlenmez.
Bitüm ve pirobitüm terimleri, yer kabuğunda ve laboratuvarda ilgili tanımlara sahiptir. Jeolojide bitüm, organik maddenin birikmesi ve olgunlaşmasının ürünüdür. Elde edilebilir organik malzeme içinde (EOM) petrol içeren kaya ve rezervuar kayaçlar bitüm olarak tanımlanır. Jeolojik zaman içinde yüksek bölgesel sıcaklıklara maruz kaldıktan sonra , bitüm, daha hafif petrol ve gaz ürünlerini uzaklaştıran ve çözünmez, karbonca zengin bir kalıntı bırakan termal olarak aktive edilen reaksiyonların bir sonucu olarak pirobitümene dönüşür. Pirobitüm, katajenez sırasında kerojenden oluşan petrol sıvılarının nihai kaderinin önemli bir bölümünü temsil eder. Laboratuvarda, organik olarak zengin kayaçlar (petrol şistleri ve petrol kaynağı kayaları) üzerinde yapılan deneyler, başlangıçta çözünmeyen organik maddenin (kerojen olarak tanımlanan) ayrışması, gazlı ve sıvı ürünler üretir. Isıtılmış kayaçta kalan çözünür sıvı, bitüm olarak tanımlanır. Daha fazla termal maruziyet üzerine, bitüm gelişmeye devam eder ve orantısız hale gelerek pirobitümene ve daha fazla petrol ve gaza dönüşür.
Bitüm ve asfalt terimleri , MÖ beşinci binyıldan beri inşaatta kullanılan yüksek viskoziteli katı petrol formlarını tanımlamak için sıklıkla birbirinin yerine kullanılır. Bitüm, kömürün piroliziyle (yıkıcı damıtma) oluşan bir ürünü doğru bir şekilde tanımlayan katrandan farklıdır veya Odun. Eğim bazen zift ya da asfalt denilen damıtılarak petrolden iyileşti.
Etimoloji
"Zift" ifadesi, "zift" anlamına gelen jatu ve "zift oluşturma", "zift üreten" ( iğne yapraklı veya reçineli ağaçlara atıfta bulunan) anlamına gelen jatu-krit kelimelerini bulduğumuz Sanskritçe'de ortaya çıkmıştır . Latince eşdeğer orijinal gwitu-men (son ilgili olarak) olduğu bazı talep edilen ve diğerleri tarafından, pixtumens (yayan veya sahayı köpüren) daha sonra zift kısaltılmış, olduğu.
Tanım
Hunt, bitümü , öncelikle karbon ve hidrojenden oluşan değişken renk, viskozite ve uçuculuğa sahip doğal bir madde olarak tanımlar . Ayrıca petrolü, rezervuarda gaz veya sıvı olan ve bir borudan üretilebilen bir bitüm formu olarak tanımlar. Diğer ziftler çok ağdalı arasında değişir (örneğin, Athabasca ve Venezüella ağır yağlar, La Brea katran çukurları ) katı kadar (örneğin gilsonit , ozocerite , Grahamit , İmpsonit ). Pirobitüm, bitümün termal ayrışması ve moleküler çapraz bağlanmasıyla oluşur. Pirobitüm, suyla yıkama ve geleneksel yağın biyolojik olarak parçalanması (örneğin Athabasca bitümlü kumları ) ile oluşturulan yüksek viskoziteli petrol kumları içinde erken olgunlaşmış kerojen bakımından zengin kaynak kayalardan (örneğin gilsonit) ve yarı katı bitümlerden ekstrüde edilen diğer katı bitümlerden farklıdır. bunlardan karbon disülfür içinde çözünür.
Sınıflandırma
Bitümleri sınıflandırmak için arkaik sınıflandırma sistemleri, son 50 yılda geliştirilen kapsamlı organik jeokimya bilgisi olmadan inşa edildi. Pyrobitumen başlangıçta çözünmeyen ve erimeyen katı bir bitüm olarak tanımlandı. Curiale'den uyarlanan Abraham'ın katı bitümüne yönelik orijinal sınıflandırma sistemi Şekil 1'de gösterilmektedir. Curiale, tarihi sınıflandırma şemasının müze koleksiyonlarını sıralamak için yararlı olmasına rağmen, genetik ilişkiler kurmak için yararlı olmadığını söylüyor ve alternatifi önerdi. Şekil 2'de gösterilen sınıflandırma.
Şekil 1 ve 2'deki sınıflandırma sistemleri arasında doğrudan bir ilişki olmamasına rağmen, bir tür pirobitüm, kerojen ve yağın termal bozunmasıyla oluşan yağ sonrası katı bitümün bir alt kümesidir. Curiale tarafından incelenen 27 numuneden üç impsonit numunesi düşük çözünürlük (<% 3) ve düşük H / C oranı (<0.9) yüksek derecede olgun organik madde karakteristiğine sahipti. Bu numuneler aynı zamanda çözünür fraksiyonda en düşük asfalten , en yüksek aromatik ve en yüksek uçucu içeriğe sahipti . Uranyum nodülleriyle ilişkili karbon yatakları da düşük çözünürlüklere ve 1.0'dan daha düşük H / C oranlarına sahipti ve inorganik kökenli pirobitümenlere karşılık geliyordu. Karşılaştırma için, kömür katranı zifti yaklaşık 0.8 atomik H / C oranına sahiptir. Petrol jeokimyası topluluğunda pirobitüm, daha önce kerojen olgunlaşması sırasında oluşan termal olarak değiştirilmiş petrolün kalıntılarıdır - bu petrolün çoğu bir petrol rezervuarına taşınmış ve birikmiştir. Doğal petrol oluşumunun iyi bir laboratuar simülasyonu olarak kabul edilen sulu piroliz kalıntılarının petrografik çalışmaları, kerojen dönüşümünün erken aşamalarında bir kısmı yüksek termal maruziyette pirobitümene dönüşen sürekli bir bitümlü ağ oluşumunu göstermektedir. Bu tanım, Petrol Mühendisleri Sözlüğü'nde pirobitümen için verilenle tutarlıdır: “[kaya] gözenekleri içinde sert, doğal bir asfalt. Normalde hareket etmez veya reaksiyona girmez. " Hunt, hem kaynak kayada hem de rezervuarlarda tutulan çok yüksek vadelerde petrolün kaderi için malzeme dengelerini hesaplamak için bu termal olarak olgun kalıntı tanımını kullanır. Termal olarak olgun petrol rezervuarlarındaki pirobitümen, Hwang tarafından karakterize edilmiştir. Daha yakın zamanlarda, kaynak kayada tutulan pirobitümenin şeyl gazının depolanması ve üretiminde önemli bir rol oynadığı düşünülmektedir . Petrol şist retortinginde, pirobitüm kalıntısının atomik H / C oranı yaklaşık 0,5'tir ve genellikle kok olarak adlandırılır , bu da benzerini yıkıcı damıtma yoluyla petrol ve kömür kok üretiminde kullanır.
Pirobitümenin bazı arkaik tanımları, turba ve linyiti içerir , ancak bu malzemeler, pirobitümeni bırakın, akışkan bitüm oluşturmak için gerekenlere kıyasla çok az jeolojik ısınma yaşadı. Yeryüzündeki hümik türevli katılar için, kömür olgunlaşma yolundaki benzer bir konum, onu orta-uçucu bitümlü aralıkta minimuma yerleştirir (yani, H / C <0.8, O / C <0.05 ve vitrinit yansıtma> 1.0 Petrol sistemleri için Mukhopadhyay, katı bitümün vitrinit yansıtma oranı% 0.45'e ulaştığında, yani kerojenin petrole ve gaza dönüşümünün erken aşamalarında oluşmaya başladığını belirtmektedir . Bitüm ayrıca olgunlaştıkça daha yansıtıcı hale gelir ve asfalt / albertit ve epi-impsonit arasındaki sınıra karşılık gelen% 1.0'lık bir vitrinit yansıtması için% 0.6'lık eşdeğer bir bitüm yansıtma oranı verir. Pirobitümenin arkaik tanımı, albertit gibi düşük olgunluktaki katı bitümleri içermesine rağmen, kerojenden petrolün oluşumu ve tahribatı ile daha yakından bağlantılı bir tanım, pirobitümeni 1.0'dan daha düşük bir H / C oranına sahip olarak tanımlayacaktır. Aslında, Biomarker Kılavuzu, pirobitümeni, H / C oranının 0,5'ten daha az olması olarak tanımlar; bu, yaklaşık% 2,0'lik vitrinit yansıtma oranına ve düşük uçucu bitümlü ila yarı antrasit kömür sıralamasına karşılık gelir . Hwang vd. katı rezervuar bitümlerinin çözünürlüğünün,% 0.7'lik bir vitrinit yansıtması için% 50'nin altına ve% 1.0'dan daha büyük vitrinit yansıtması için% 20'nin altına düştüğünü ve% 1.1'lik bir vitrinit yansıtma oranı 0.8'lik bir atomik H / C oranına karşılık geldiğini bulmuştur . Warner vd. ayrıca Tengiz alanında 0.8 H / C ile pirobitümen bulundu. Ayrıca, mozaik yansıtma dokusunun oluşumu da dahil olmak üzere yüksek yansıtıcılığa sahip olarak alıntı yapıyorlar. Piroliz, türetildiği yağa benzer bir miktar yağ verdi. Bordenave, pirobitümeni% 1.5 ile 2.5 arasında bir yansıtma özelliğine ve 80 mg hidrokarbon / g organik karbondan daha az bir piroliz verimine sahip olarak tanımlamaktadır. Bu açıklamalardan ve diğer piroliz çalışmalarından, Peters tarafından verilen 0,5'lik H / C oranının, bu olgunluktan önce bitüm çözünmez hale gelmesine ve dolayısıyla pirobitümene rağmen, bu tür piroliz veriminin sonuna karşılık geldiği anlaşılmaktadır.