Главная -> Словарь

Преобразования структуры

К сожалению, очень мало работ, посвященных изучению особенностей поведения порфиринов в нефтяных системах и специфических свойств ископаемых порфиринов. Такие свойства порфиринов, как способность к переносу электронов и протонов от одних органических систем к другим и катализу некоторых органических реакций, вполне могут активно проявляться в условиях нефтезалегания в качестве химических 4акт°Ров преобразования органического вещества нефтей. В этом случае обнаруживаемые в нефти порфиринпептидные соединения можно рассматривать как примитивные аналоги ферментов. Исследования в этом направлении помогут понять особенности эволюции органических систем на небиологическом этапе.

По мере погружения осадка анаэробны?, бактериальные процессы постепенно затухают и окисление органического вещества прекращается. На этом заканчиваются диагенетические преобразования органического вещества и осадка в целом. Керогез вступает в стадию ка-тагенетических преобразований, определяемых температурой и давлением в недрах.

Как показал баланс продуктов ката -енетического преобразования органического вещества, выделение значительного количества углеводородных и других газов и миграция нефтяных углеводородов в однофазовом газовом состоянии при наличии необходимых давлений и температур вполне возможны. С изменением температуры и давления они будут в результате ретроградной конденсации выделяться из раствора в виде кондгнсата.

Однако роль бактерий в общем ходе преобразования органического вещества растительных и животных остатков очень велика. Бактерии разлагают эти остатки, причем большая часть их превращается в газы, главным образом в С02 и СШ. В результате этих начальных преобразований растительных и животных остатков формируется состав органического вещества, которое является в дальнейшем исходным материалом для образования нефти и газа. Частично образуются высокомолекулярные углеводороды нефти.

по разрезу толщи осадочных пород. Приведенные кривые характеризуют интенсивность образования углеводородов. В верхней биохимической зоне образуется метан, но он рассеивается в атмосферу. Биохимические процессы быстро затухают по мере углубления, но при этом повышается температура. В среднем примерно с глубин 1—1,5 км начинается термокаталитическая зона, где температура и катализ становятся важнейшими факторами преобразования органического вещества. В верхней части этой зоны до глубин 6—7 км образуются нефть и углеводородный газ. Первоначально возникшая смесь нефтяных углеводородов подвергается здесь дальнейшим изменениям.

По исходному органическому веществу По степени преобразования органического вещества

ройников микробиальной деятельности. Известно также, что количество циклических нефтей третичного возраста примерно в два раза превышает количество нефтей метановых, хотя с точки зрения исчезновения метановых углеводородов следовало бы ожа-дать обратного отношения. Окислительный метаморфизм, даже если отвлечься от крайне желательного его истолкования, требует кислорода воздуха, которого не имеется в недрах даже на незначительных глубинах, так как среда нефтяного пласта всегда имеет явно восстановительный характер. Весь вопрос о происхождении нефти из рассеянного органического вещества приобретает особенное значение именно ввиду большой распространенности его. В. А. Успенский и О. А. Радчеько считают поэтому, что именно рассеянное органическое вещество явилось начальным источником нефти. На стр. 198 было уже показано, что содержание углеводородной части в нем крайне незначительно. Очевидно, выделение этих углеводородов и последующее аккумулирование их в промышленное нефтяное месторождение требует пояснений относительно причин и возможностей подобного аккумулирования. Предполагается, что газы, образующиеся при начальных изменениях органического вещества, способны переносить жидкие углеводороды и отлагать их во вторичных коллекторах в порядке обратной растворимости нефти в газах. Едва ли можно сомневаться в том, что в природе подобные процессы имели место, например при образовании так называемых газоконденсатных скоплений легкой нефти, однако пока не имеется оснований распространять явление обратной растворимости на все нефтяные месторождения. Кроме того, ничтожное содержание рассеянных углеводородов в породах необходимым образом требует допущения об очень далекой миграции нефти, в противном случае запасов этой потенциальной нефти явно не хватает для образования крупных нефтяных залежей. Это затруднение частично обходится В. А. Успенским предположением, что углеводороды не только выделяются и переносятся в готовом виде, до также в какой-то степени образуются из органического вещества, по-видимому, в форме метановых углеводородов, характеризующих, согласно этому автору, начальную нефть. Во всяком случае характерной чертой в гипотезе происхождения нефти из органического вещества является рассеянное состояние этого вещества, причем углеводороды находятся в нем уже и готовом виде, вследствие чего самое образование промышленных месторождений надо рассматривать с этих точек зрения не как химический процесс преобразования органического вещества, а как чисто механический процесс переноса и скопления этих углеводородов. В этом заключается основное отличие рассматриваемой гипотезы В. А. Успенского и О. А. Радченко от представлений о термокаталитическом превращении органического вещества в углеводороды, переходя через различные стадии выделения кислорода с образованием все новых и

с вторичными процессами преобразования органического вещества,

отдельных ароматических колец. Их доля в исходном для нефти веществе организмов очень мала, поэтому образование аре-нов в сапропелевом органическом веществе осадков, пород и в нефтях следует связывать главным образом с вторичными процессами преобразования органического вещества, происходящими в осадках на стадиях диагенеза и особенно катагенеза в зоне повышенных температур.

Обобщение большого материала по изучению условий накопления и преобразования органического материала в природе привело Жем-чужникова к формированию представлений о разнообразных стадиях образования залежей твердых горючих ископаемых, различающихся протекающими в них процессами. В соответствии с этими представлениями образование всех видов твердых горючих ископаемых идет вследствие однонаправленного процесса - обуглероживания, конечным этапом которого является графит, не содержащий никаких других элементов, кроме углерода .

Содержание серы в органической массе колеблется в широких пределах - от долей процента до нескольких процентов, что обусловлено генетическими причинами. По данным Юровского , углей с высоким содержанием органической серы немного - это угли Южной Родезии, лнгниты Италии, угли Кизеловского бассейна и некоторые угли Иркутского бассейна , причем содержание органической серы первичного происхождения не превышает 0,3-0,7%, а основное количество серы обусловлено вторичными процессами, протекающими в период накопления и преобразования органического материала. Это подтверждается симбатным накоплением пиритной и органической среды. Для изучения сульфидных групп в углях используется реакция взаимодействия этих групп с йодистым метилом, предложенная Постовским и Харлампович . Метод основан на определении количества присоединившегося йода с образованием сульфониевых

Так, например, отмечали, что в условиях промышленного процесса гидроочистки тиофены и бензтиофены удаляются более трудно, чем меркаптаны и сульфиды 17, а наиболее трудно удаляется последняя часть серы 18: после 80% -ной десульфуризации наблюдается перелом кривой потребления водорода как функции удаления серы, т. е. для удаления последней части серы нужны очень глубокие преобразования структуры вещества. Трудность удаления высокомолекулярных и ароматизированных сернистых соединений можно также проиллюстрировать рис. 17, на котором показаны хроматограммы вакуумного газойля и полученного из него гидрогенизата 7. Хотя

Отмечено, что в условиях промышленного процесса гидроочистки нефтяных дистиллятов тиофены и бензтиофены удаляются труднее, чем меркаптаны и сульфиды, а в работе авторы указывают, что наиболее трудно удаляется последняя часть серы: после 80%-ной десульфури-зации наблюдается перелом кривой потребления водорода как функции удаления серы, т. е. для удаления остаточной серы нужны глубокие преобразования структуры вещества. Последнее особенно наглядно проявляется при глубокой гидроочистке дизельных дистиллятов . В этом случае требуется существенное ужесточение режима процесса — повышение давления, снижение объемной скорости подачи сырья и т. д. .

тер микродеформаций кристаллообразований. У стеклоуглерода на базе бакелита "А" разрушение первичных структурных элементов происходит при более низкой температуре , чем у ФМ-2 . При дальнейшей термообработке образовавшиеся при коллапсе структурные составляющие организуются в новые сложные структурные единицы, но уже более высоких порядков и более крупные, как это видно из резкого увеличения параметров 1р и 1С. Следует отметить, что аналогичные процессы преобразования структуры по схеме образование - распад -»образование наблюдаются и при кристаллизации из раствора или расплава полимеров.

Приведенные выше данные указывают на существование этапов принципиальных изменений процессов преобразования органической массы гумусовых углей. Процессами преобразования структуры определяются изменения удельного веса углей. Примерные пределы изменения удельного веса: для бурых углей 1,1-1,4 г/см3, для каменных углей 1,2-1,5 г/см3, для антрацитов 1,4-1,8 г/см3. Значительно влияет на удельный вес углей присутствие минеральных компонентов , как это видно из следующих данных для антрацитов;

Второй скачок углефикации отмечается при R0 - 1,2-1,3%, С - 87-88% и выходе летучих 28-30%, когда образовавшийся на первой стадии битум расщепляется на конденсированный остаток и вещества с более низкой молекулярной массой. На протекание этого процесса указывает исчезновение видимой флуоресценции. Эти скачки углефикации совпадают с максимумами выделения летучих продуктов при метаморфизме и изменении их состава, что указывает на принципиальные преобразования структуры органической массы и обусловливает, очевидно, изменение таких свойств, как спекаемость, растворимость и теплотворная способность, достигающих максимума в период второго скачка углефикации, после которого начинается быстрое увеличение отражательной способности. Поскольку при повышении стадии метаморфизма наблюдается закономерное увеличение содержания углерода и уменьшение выхода летучих веществ, эти показатели длительное время использовались для характеристики стадии метаморфизма. Однако систематические исследования углей Аммосова, Еремина, Бро-невец показали, что эти параметры существенно зависят от петрографического состава