煤成油形成环境与成烃机理
煤制油煤化工知识
煤制油煤化工知识现代新型煤制油化工技术是以煤炭为基本原料，经过气化、合成、液化、热解等煤炭利用的技术途径，生产洁净能源和大宗化工产品，如合成气、天然气、柴油、汽油、航空煤油、液化石油气、聚乙烯、聚丙烯、甲醇、二甲醚等。
改变传统的煤炭燃烧、电石、炼焦等以高污染、低效率为特点的传统利用方式。
1.煤炭液化技术之——煤炭直接液化（煤加氢液化, Direct Coal Liquefaction）煤直接液化，将煤在氢气和催化剂作用下通过液化生成粗油，再经加氢精制转变为汽油、柴油等石油燃料制品的过程，因液化过程主要采用加氢手段，故又称煤加氢液化法。
煤直接液化典型的工艺过程主要包括煤的破碎与干燥、煤浆制备、催化剂制备、氢制取、加氢液化、固液分离、液体产品分馏和精制，液化大规模制备氢气通常采用煤气化或者天然气转化。
煤加氢液化的过程基本分为三大步骤。
（1）当温度升至300℃以上时，煤受热分解，即煤的大分子结构中较弱的桥键开始断裂，产生大量以结构单元为基体的自由基碎片，自由基的相对分子质量在数百范围；（2）在具有供氢能力的溶剂环境和较高氢气压力的条件下、自由基加氢得到稳定，成为沥青烯及液化油分子。
能与自由基结合的氢并非是分子氢（H2），而应是氢自由基，即氢原子，或者是活化氢分子，氢原子或活化氢分子的来源有：①煤分子中碳氢键断裂产生的氢自由基；②供氢溶剂碳氢键断裂产生的氢自由基；③氢气中的氢分子被催化剂活化；④化学反应放出的氢。
当外界提供的活性氢不足时，自由基碎片可发生缩聚反应和高温下的脱氢反应，最后生成固体半焦或焦炭；（3）沥青烯及液化油分子被继续加氢裂化生成更小的分子。
一般来讲，煤炭直接液化的用煤要求如下：(1)煤中的灰分要低，一般小于5%，因此原煤要进行洗选,生产出精煤进行液化；(2)煤的可磨性要好；(3)煤中的氢含量越高越好，氧的含量越低越好；(4)煤中的硫分和氮等杂原子含量越低越好，以降低油品加工提质的费用；煤直接液化技术早在19世纪即已开始研究。
形成煤成油田的制约条件
形成煤成油田的制约条件
郭春清
【期刊名称】《石油勘探与开发》
【年(卷),期】2005(032)005
【摘要】煤成油田的形成受到多方面因素的制约.形成煤成油田的有利条件是:煤系沉积于湖湾沼泽相或三角洲间湾沼泽相,具备较佳的生油显微组分和较好的地球化
学综合指标,具备较低的热演化程度、较佳的孔隙结构并经受了适宜的地质营力;含
煤盆地在宏观上具备完整的湖(海)平面变化旋回层序,局部有良好的岩性组合和构造;最直接的标志是已发现的原油或油砂具备典型煤成油的地球化学特征,即族组成中
饱和烃含量异常高、饱/芳值高、非烃和沥青质含量低;具有反映高等植物生源的甾、萜烷分布特征;处于低成熟演化阶段;沉积环境偏氧化;富集重碳同位素.表2参46【总页数】5页(P69-73)
【作者】郭春清
【作者单位】中国石化胜利油田地质科学研究院
【正文语种】中文
【中图分类】P593
【相关文献】
1.鄂尔多斯盆地侏罗系煤生、排油能力实验及其形成煤成油可能性探讨 [J], 罗霞;李剑;胡国艺;伍大茂;李志生;张英;姚建军
2.吐哈盆地“煤成油”形成机制探讨 [J], 苏传国;朱建国;孟旺才;蒋兵;王天鹏
3.获1997年度国家自然科学奖二等奖项目煤成油的形成环境和成烃机理 [J],
4.关于煤成油形成演化阶段及有关问题的讨论 [J], 王春江
5.煤成油生成、运移与油气藏形成 [J], 赵长毅
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煤成油形成环境与成烃机理共37页文档共39页
21、要知道对好事的称颂过于夸大，也会招来人们的反感轻蔑和嫉妒。——培根 22、业精于勤，荒于嬉；行成于思，毁于随。——韩愈
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煤变油的原理
煤变油的原理煤变油，也被称为煤直接液化，是指通过一系列化学反应将固体煤转化为液体石油产品的过程。
这一技术的原理涉及煤的物理、化学和热学性质，包括煤的成分、结构以及反应条件的控制等。
煤是一种由碳、氢、氧、氮和少量硫组成的固体燃料，其主要成分是碳氢化合物，如芳香烃、脂肪烃和多环芳烃等。
煤的结构主要由环状芳香核和脂肪链组成，其中芳香核是由苯环和其他脂肪链连接而成的。
这种结构使得煤的分子中存在大量的化学键，这些键的断裂和重组是煤转化为液体石油的关键步骤。
在煤变油的过程中，煤首先经过物理破碎、研磨和预处理等步骤，将煤变为均匀的颗粒状物质。
然后，在高温高压的反应器中加入催化剂，并通过加氢反应来进行煤的氢化反应。
在这个过程中，煤中的碳氢化合物被部分裂解为小分子气体，如甲烷、乙烷等，而另一部分碳氢化合物则与氢气发生反应，生成烃类化合物。
在氢化反应中，煤中的化学键被断裂，形成自由基、碳离子和烷基自由基等中间体。
随后，这些中间体经过重组和裂解反应，在催化剂的催化下生成具有较高分子量的烃类化合物。
这些烃类化合物包括石蜡、润滑油、重整油和高芳烃等。
煤变油的反应条件对于反应的选择性和反应速率起到重要的影响。
一般来说，反应温度通常在350-450摄氏度之间，反应压力在10-30兆帕之间。
此外，催化剂的选择也非常关键。
通常使用的催化剂包括金属催化剂、酸性催化剂和碱性催化剂等，不同的催化剂可以选择不同的反应路径和产物。
煤变油的过程中还涉及到热学性质的影响。
在反应过程中，需要提供大量的热能以促进煤的分子断裂和重组。
这通常通过添加热载体和再循环产物来实现。
同时，产生的石油产品需要经过冷却和净化等步骤，以得到高质量的油品。
总结起来，煤变油的原理是通过加氢反应将煤中的碳氢化合物转化为烃类化合物，从而实现煤向石油的直接转化。
这一过程涉及煤的物理、化学和热学性质，包括煤的成分、结构、反应条件和催化剂的选择等。
通过合理控制这些因素，可以有效地将煤转化为液体石油产品，从而提高能源利用效率和减少对传统石油资源的依赖。
煤成油形成环境与成烃机理
残殖煤 由等植物中壳质组分富集 而成，一般含量50~60%。
腐殖—腐泥煤：两者过渡类型 腐泥煤：由低等生源物质构成
煤成油形成环境与成烃机理
显微组分的特征1
胶质镜质体和结构镜质体1，胶 质镜质体（橙红）充填于细胞 腔内，细胞排列规则。浑源， P1s，透射光125X
（1）开放体系热模拟
自然界演化轨迹基本一致。
煤成油形成环境与成烃机理
4、烃源岩评价标准 煤层烃源岩尚未有一个统一的标准，石勘院黄第藩等参考Tissot和
Welte的生油岩生烃潜力分级（1979，1984），对含煤地层S1+S2与有机碳 含量、氯仿沥青量和烃含量分别进行了相关性研究，确定了各项指标的 对应关系和生油岩的评价标准。
煤成油形成环境与成烃机理
显微组分的特征
1、角质体，七克台乡煤矿南大槽煤层，J2x，QS-2，紫色反射荧光，160X3； 2、孢子体，三缝孢，恰1井，J2x2，H74，蓝色反射荧光，320X3； 3、树脂体，具氧化边，七克台乡化工厂煤矿南大槽煤层，J2x，QH—11，蓝色反射荧光160X3； 4、木栓质体，弱荧光，七泉湖红星煤矿红灰槽煤层，J1b，HXH—10，蓝色反射荧光，160X3
3b、 Ⅱ 型油滴，葫形，七克台化工厂煤矿南大槽煤层， J2x， QH—2，紫色反射荧光，64X3；
4a、油滴，七克台化工厂煤矿南大槽煤， J2x， QH—2，紫色反射荧光，128X3；
4b、同4a，可见牛顿晕环，干物镜白反射光，128X3
煤成油形成环境与成烃机理
显微组分
5、裂缝中Ⅲ型油滴（褐灰色），柯柯亚煤矿南大槽煤层， J1b，KND—1，蓝色反射荧光，205X3； 6、基质镜质体B中渗出的油，雁3井煤， J2x1+2，H96，蓝色反射荧光，160X3； 7、裂纹中渗入丝质体细胞腔内的油滴，地湖南大槽煤层， J2x，DH—15，紫色反射荧光，160X3； 8、裂纹中的油滴，哈密县一矿6号煤层， J2x，HS—6—1，紫色反煤成射油荧形光成，环1境60与X成3烃机理
煤制油的原理
煤的液化：煤制油原理
“煤液化”并非将固体煤制成液体煤，而是将煤这种固体燃料转化为更有价值的液体燃料，例如转化为汽油，大众媒体将其叫作“煤制油”。
2004年，我国第一个“煤制油”中试基地在上海开始建设，这个总投资2400亿元的项目，成为我国在“十五”期间的12大高技术工程之一。
6月，国家发改委牵头的中方联合工作小组与南非公司就在中国建设煤制油项目签定了一项合作意向书，拟在我国西部省区建立两座设计规模为年产600万吨的煤制油装置。
煤液化技术以两位德国化学家在1926年发现的一类反应为基础，这类反应后来以他们的名字命名为Fischer-Tropsch 反应。
煤液化的第一步是将煤转化为“合成气”(CO 和H 2的混合气体),然后将合成气在高温、高压和催化剂存
在条件下转化为混合烃（汽油）。
图给出反应可能存在的机理。
图中的粗线段表示固态催化剂。
CO 和H 2 在催化剂表面发生化学吸附，
并裂解为各自的组成原子。
裂解产生的原子相互反应生成H 2O 和继续留在催化
剂表面的CH 2(亚甲基)。
如果没有更多的H 2存在，两个亚甲基的聚合产物会是
乙烯（H 2C = CH 2），足够H 2存在的条件下，聚合产物则是饱和烃的混合物。
煤
液化的关键技术是催化剂。
从1926年到现在，化学家们一直在为实现该过程的工业化而努力，主要精力是寻找既高效又经济的催化剂。
我国是一个煤多油少的国家，每年进口大量石油，为经济发展和国家安全造成不小的压力。
发展“煤液化”技术成为解决能源结构的一条重要途径。
煤是如何变成“油”的
煤是如何变成“油”的（学习版）编制人：__________________审核人：__________________审批人：__________________编制学校：__________________编制时间：____年____月____日序言下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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煤石油天然气演化过程的差异与成因联系
【煤石油天然气演化过程的差异与成因联系】引言：煤、石油和天然气是我们生活中不可或缺的能源资源。
它们的形成过程是一个漫长而复杂的过程，涉及地质、化学等多个学科领域的知识。
在这篇文章中，我们将探讨煤石油天然气演化过程的差异与成因联系，希望能够更全面地理解这三种能源资源的形成过程。
一、煤的形成过程及其成因1. 煤的形成过程煤是由植物残体经过长时间的生物、地质作用形成的矿物质。
在古代的湖泊、沼泽等地方，大量的植物残体被淤泥覆盖，经过压实和生物作用，逐渐形成了煤层。
2. 煤的成因联系煤的形成与地质构造和气候条件有密切关系。
火山岩熔岩或火山灰对植物的埋藏会促进煤的形成，而富含植物的泥炭质沉积岩则是煤的主要原料。
二、石油的形成过程及其成因1. 石油的形成过程石油是在地下深层由有机质经过热解、聚合等过程形成的烃类混合物。
大量的有机质在地下深层经过高温高压作用，逐渐转化为石油。
2. 石油的成因联系石油的形成与蕴藏地质构造有直接关系。
富含有机质的古生物富集区域和适宜的沉积环境是石油形成的重要条件，同时构造运动、地层断裂等地质活动也会影响石油的富集和分布。
三、天然气的形成过程及其成因1. 天然气的形成过程天然气是地质条件下由有机质经过厌氧条件下微生物作用形成的气态烃类。
大量的有机质在地下深层经过生物和地质作用，逐渐形成了天然气。
2. 天然气的成因联系天然气的形成与沉积环境和地质构造有密切相关。
有机质丰富的海相沉积和富有机质的盆地是天然气形成的主要地质环境，同时构造运动和地层压力也影响着天然气的生成和储集。
总结与回顾：通过对煤石油天然气演化过程的差异与成因联系的探讨，我们更加全面地理解了这三种能源资源的形成过程。
煤、石油和天然气的形成都与地质条件、沉积环境、构造活动等多种因素有密切联系，这也为我们更深刻地认识能源资源的形成提供了重要依据。
在未来的能源开发和利用中，我们需要更加重视地质条件和环境因素，以实现资源的可持续利用。
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2、问题的提出： 从60年代后期以来，在世界一系列盆地发现了一批与中、 新生界煤系地层有关的重要油气田，引起了人们极大的兴趣，并进行了广 泛的研究。研究的主要问题是：（1）各种煤及各种显微组分的成烃潜力； （2）在煤化作用中煤系地层的成烃演化特征和煤成油的物理化学特点； （3）煤系地层的生物标记化合物的特征、生源分析和油源对比；（4）煤 和各种显微组分的加水或无水热解生烃模拟及其与自然演化的比较；（5） 煤和煤系地层中烃类的排驱和运移及其影响因素。
均质镜质体，红色，宽条带，
具角质体镶边，有时可见垂直
条带的内生裂隙。浑源，P1s， 透射光200X
大孢子镜质体（中部）， 伊24井，P1s，透射光 125X
丝质体，细胸排列规则，腔 空，东胜，J1-2y，透射光 125X
大孢子体，黄色，荧光性强，薄
壁，具纹饰，孢子壁呈花斑状结
煤构成，浑油源形，成P1s环，反境射与兰成光6烃00机X 理
78、、裂裂纹纹中中渗的入油丝滴质，体哈细密胞县腔一内 矿煤的6成号油煤油滴层形，，地成J湖2x环理，南境H大S槽与—煤6成—层烃1，，机J紫2x色，反DH射—荧1光5，，紫16色0X反3射荧光，160X3；
（2）煤和含煤岩系的生油潜力2
1、烃源岩的类型及特征 （2）有机质丰度、类型
有机质丰度：总有机碳一般都>20%，高 达70% 通常以岩石显微组分统计表示。 具有异常高的可溶有机质含量和总烃浓度。 有机质类型：实质上是以占有机质绝大部 分的镜质组、惰性组、壳质组和腐泥组等 组分构成来确定的。
显微组分的特征
5、碎屑稳定体，七克台乡煤矿南大槽煤层， J2x，QS—2，紫色反射荧光，160X3； 6、藻类体，柯柯亚煤矿南大槽煤层J1b，KMD—1，蓝色反射荧光，320X3； 7、沥青质体，柯柯亚煤矿南大槽煤层， J1b，KND—1，蓝色反射荧光，160X3；
8、J基1b质，镜K质ND体—B1（，腐蓝泥色镜反质射体荧）光、，煤角1成6质0X体油3与形不成发环理荧光境的与惰成质体烃，机柯柯亚煤矿南大槽煤层，
显微组分
1、I型油滴（外溢），221兵团煤矿东槽煤层， J2x，DHS—14，紫色反射荧光，16X3； 2、Ⅱ型油滴（串珠状），孢子体，柯柯亚煤矿正槽煤层， J1b， KZ—3，紫色反射荧光，64X3； 3a、 串珠状Ⅱ型油滴，七泉湖红星煤矿红灰槽煤层， J1b， HXH—15，蓝色反射荧光，128X3； 3b、 Ⅱ 型油滴，葫形，七克台化工厂煤矿南大槽煤层， J2x， QH—2，紫色反射荧光，64X3；
煤型烃源的类型一般以煤岩学为基础，可划分为： 腐殖煤：腐殖煤 主要由高等植物物质组成。
残殖煤 由等植物中壳质组分富集 而成，一般含量50~60%。
腐殖—腐泥煤：两者过渡类型 腐泥煤：由低等生源物质构成煤成油形成环境成烃机 理显微组分的特征1
胶质镜质体和结构镜质体1，胶 质镜质体（橙红）充填于细胞 腔内，细胞排列规则。浑源， P1s，透射光125X
44ab、、油同滴4a，，七可克见牛台顿化晕工环厂，煤干矿物南煤镜大成白槽油反煤形射，光成J2x，环理，12Q境8HX与—3 2成，烃紫色机反射荧光，128X3；
显微组分
5、裂缝中Ⅲ型油滴（褐灰色），柯柯亚煤矿南大槽煤层， J1b，KND—1，蓝色反射荧光，205X3； 6、基质镜质体B中渗出的油，雁3井煤， J2x1+2，H96，蓝色反射荧光，160X3；
显微组分的特征
渗出沥青体，充填于菌类体腔内，浑源，P1s， 反射兰光 380X
荧光体，黄绿色荧光，粒状，富5井，T3y， 反射兰光 480X
油 并 T3y质逐，体渐反，扩射兰散兰光成光照条3射8带0下X状沿，基呈质黄镜色质荧体光煤裂，成隙富油溢5井出形，，成环理境与壳 2成4屑井烃体，机，J1-2碎y，屑反<1射0兰，光与6小00孢X子体相伴生，伊
小孢子体，黄色，扁环状，薄 壁，无纹饰，密集成群，浑源， P1s，透射光 160X
显微组分的特征
角质体，荧光性强，内部细微结
构特征清楚，府谷，P1s，反射兰 光激发 600X
树皮体2，橙黄色，半透明似叠 砖状木栓细胞结构排列规整，乐 平，P2，透射光 200X
树脂体，充填在结构镜质体细
胞腔内，府谷，P1s，反射兰光 激发 600X
结构藻质体，藻类结构清楚，群 体的外缘不规则，可见中央空间 空隙，橙黄色荧光较强，浑源， P1s，反射兰光激发 800X
基质沥青体（中部），褐色荧 光，无定形基质，与角质体共
煤成生 发油，60鱼形0河X成堡环，J境1-2y与，反成射烃兰机光激 理
渗出沥青体，充填于裂隙内，
荧光性较强，富5井，T3y，反 射兰光激发 490X
显微组分的特征
1、角质体，七克台乡煤矿南大槽煤层，J2x，QS-2，紫色反射荧光，160X3； 2、孢子体，三缝孢，恰1井，J2x2，H74，蓝色反射荧光，320X3； 3、树脂体，具氧化边，七克台乡化工厂煤矿南大槽煤层，J2x，QH—11，蓝色反射荧光160X3；
4、木栓质体，弱荧光，七泉湖煤红星成煤油矿形红灰成槽环煤境层与，J成1b，烃H机XH—10，蓝色反射荧光，160X3 理
2、煤成油形成环境与成烃机理
（1）引言 （2）煤和含煤岩系的生油潜力 （3）煤成油的地球化学特征 （4）煤成油形成机理与成烃模式
煤成油形成环境与成烃机 理
2、煤成油形成环境与成烃机理
（1）引言
吐鲁番盆地七克台油田 油砂与煤系间互露头
煤成油形成环境与成烃机 理
2、煤成油形成环境与成烃机理
（1）引言
3、意义：继陆相生油之后又开拓了“煤成油”和在煤系地层中找油的新领域。
4、效果：80年代以来，在我国煤系地层中取得了很大实效。准噶尔盆地东 部、塔里木盆地北部、酒东盆地、三塘湖盆地、焉耆盆和吐哈盆地在煤系 地层中发现了大规模的油田。
煤成油形成环境与成烃机 理
（2）煤和含煤岩系的生油潜力1
1、烃源岩的类型及特征 （1）烃源岩类型