A. 煤、石油、天然氣是怎麼形成的
答:化石燃料的形成:
煤的形成:煤是古代植物遺體的堆積層埋在地下後,經過長時期的地質作用而形成的。據研究,幾乎所有的植物遺體,只要具備了成煤的條件,都可以轉化成煤。不過,低等植物遺體所形成的煤,分布范圍小,厚度薄,很少被人利用。那些分布廣、規模大、利用廣泛的煤,都是高等植物的遺體(主要是古代的蕨類、松柏類以及一些被子植物的遺體)形成的。在地球的歷史上,最有利於成煤的地質年代主要是晚古生代的石炭紀、二疊紀,中生代的侏羅紀以及新生代的第三紀。這是因為,在這幾個時期內,地球上的氣候非常溫暖潮濕,地球表面到處長滿了高大的綠色植物,尤其在湖沼、盆地等低窪地帶和有水的環境里,封印木、鱗木等古代蕨類植物生長得特別茂盛。當時,高大的樹木倒下以後,就會被水淹沒了,這就造成了倒木和氧隔絕的情況。在缺氧的環境里,植物體不會很快地分解、腐爛。隨著倒木數量的不斷增加,最終形成了植物遺體的堆積層。這些古代植物遺體的堆積層在微生物的作用下,不斷地被分解,又不斷地化合,漸漸形成了泥炭層,這是煤的形成的第一步。由於地殼的運動,泥炭層下沉了。泥炭層被泥沙、岩石等沉積物覆蓋起來。這時,泥炭層一方面受到上面的泥沙、岩石等的沉重壓力,另一方面,也是更重要的方面,泥炭層又受到地熱的作用。在這樣的條件下,泥炭層開始進一步發生變化:先是脫水,被壓緊,從而比重加大,而且石炭的含量逐漸增加,氧的含量逐漸減少,腐殖酸的含量逐漸降低。完成這幾個過程以後,泥炭就變成了褐煤。褐煤如果繼續不斷地受到增高的溫度和壓力的作用,就會引起內部分子結構、物理性質和化學性質的進一步變化,褐煤就逐漸變成了煙煤或無煙煤了。開灤、陽泉等煤田,是在古生代的石炭紀至二疊紀時期形成的,這個時期的成煤植物是古代的蕨類植物。大同的武寧煤田,是在中生代的侏羅紀形成的,這個時期的成煤植物有古代的蘇鐵、松柏類、銀杏類等裸子植物。撫順和雲南的小龍潭煤田,是在新生代的第三紀形成的,這個時期的成煤植物是古代裸子植物中的松柏類和原始的被子植物。石油的形成:石油主要由碳氫化合物組成。在岩層孔隙內,常以液體或氣態(天然氣)存在;有時部份凝結成固態。石油是古代生物遺骸,堆積在湖裡、海里,或是陸地上,經高溫、高壓的作用,由復雜的生物及化學作用轉化而成的。石油在地層中一點一滴地生成,並浮游於地層中。由於浮力的關系,油點在每年緩慢地沿著地層或斷層向上移動,直到受不透油的封閉地層阻擋而停留下來。當此封閉內的油點越聚越多,便形成了油田。儲油氣構造一個良好的儲存油氣的封閉構造,除應具有良好的孔隙率及滲透率的儲油層外,此儲油層的上方必須有緻密不透油、氣、水的岩層,如頁岩、泥岩等,這就是所謂的蓋層,其作用為封蓋住進來的油氣,不讓油氣向上逃逸。一般常見的儲油氣封閉構造依其型態可分為構造封閉如背斜、斷層等,及地層封閉,聯合封閉。天然氣的形成:根據形成機理天然氣可劃分為有機成因氣和無機成因氣兩大類。所謂有機成因氣是指分散的沉積有機質或可燃有機礦產(油、煤和油頁岩),在其成岩成熟過程中,由微生物降解和熱解作用形成的以烴氣為主的天然氣,就目前的研究程度來看,現今發現的天然氣絕大部分屬於有機成因氣。顯然,這是一個非常龐大的類型。由前面的敘述可知,根據成氣的主要作用因素,可進一步將有機成因氣分為生物成因氣(包括成岩氣)和熱解氣;後者是有機成因氣的主體,還可根據成氣有機質類型的不同再進一步劃分:將由成油有機質(Ⅰ、Ⅱ型乾酪根)形成與石油相伴生成的天然氣稱為油型氣;而將Ⅲ型乾酪根和成煤有機質在成煤變質過程中形成的天然氣稱為煤型氣。這樣就將天然氣劃分為四種基本的成因類型,即生物成因氣、油型氣、煤型氣和無機成因氣(表)。有關各類型有機成因氣與有機質演化各個階段的關系見表。
B. 煤,石油,天然氣是怎麼形成的
煤、石油、天然氣形成如下:
煤是古代植物埋藏在地下經歷了復雜的生物化學和物理化學變化逐漸形成的固體可燃性礦產,一種固體可燃有機岩,主要由植物遺體經生物化學作用,埋藏後再經地質作用轉變而成。
石油的成油機理有生物沉積變油和石化油兩種學說,前者較廣為接受,認為石油是古代海洋或湖泊中的生物經過漫長的演化形成,屬於生物沉積變油,不可再生;後者認為石油是由地殼內本身的碳生成,與生物無關,可再生。
天然氣的成因是多種多樣的,天然氣的形成則貫穿於成岩、深成、後成直至變質作用的始終,各種類型的有機質都可形成天然氣,腐泥型有機質則既生油又生氣,腐植形有機質主要生成氣態烴。
C. 煤,石油,天然氣是怎麼形成的,其形成過程有何區別和聯系
摘要 天然氣與石油生成過程聯系與區別:石油主要形成於深成作用階段,由催化裂解作用引起,而天然氣的形成則貫穿於成岩、深成、後成直至變質作用的始終;與石油的生成相比,無論是原始物質還是生成環境,天然氣的生成都更廣泛、更迅速、更容易,各種類型的有機質都可形成天然氣——腐泥型有機質則既生油又生氣,腐植形有機質主要生成氣態烴。因此天然氣的成因是多種多樣的。歸納起來,天然氣的成因可分為生物成因氣、油型氣和煤型氣。
D. 煤,石油,天然氣主要含什麼元素
煤主要含有碳元素,石油中主要含有碳元素和氫元素,天然氣的主要成分是甲烷.它們都是化石燃料.故填:碳;碳元素;氫;甲烷;化石燃料.
E. 石油\天然氣\煤 到底怎麼形成的
煤主要是由於森林長期被埋在地下形成的;石油、天然氣主要是由於動物屍體長期被埋在地下,經過化學變化形成的。
F. 石油和煤是什麼形成的
石油的原料是生物的屍體,生物的細胞含有脂肪和油脂,脂肪和油脂則是由碳、氫、氧等3種元素組成的.生物遺體沉降於海底或湖底並被淤泥覆蓋之後,氧元素分離,碳和氫則組成碳氫化合物.
我們已經在地球上發現3000種以上的碳氫化合物,石油是由其中350種左右的碳氫化合物形成的,比石油更輕的碳氫化合物則成為天然氣.煤礦與石油的成因很類似,但煤是植物的化石,又是固態.
大量產生碳氫化合物的岩石即稱為「石油源岩」.埋沒於地中的石油源岩受到地熱和壓力的影響,再加上其他多種化學反應之後就產生石油,而石油積存於岩石間隙之間便形成油田.
地殼變動而石油生成
我們最近逐漸了解地球內部的變化與石油的生成有十分密切的關系,在描述此種關系之前,讓我們先來了解一下地球內部的狀況.
地球的半徑大約是6400公里,覆蓋地球表面的地殼下方是由岩石形成厚達2900公里的「地慢」,其下方則是由金屬形成的「地核」,並以大約5100公里深處分界,分為「外核」與「內核」.外核主要是由液態金屬鐵組成,內核則主要是固態鐵.地球表面鋪滿堅硬的「板塊」,厚度約有100公里,是由向上噴出的「洋脊」產生的,』在緩緩移動到「海溝」後就沉降於 另一板塊下方. 80年代後期,人們學會捕捉地震波傳遞到地球內部時的立體圖,於是發現令人驚訝的地慢活動狀況.高溫又巨型的上升流「超級卷流」由地底湧上後,以蘑菇形態分別存在於夏威夷和非洲大陸正下方.此外,低溫的巨型下降流「冷卷流」則以水滴形態占據亞洲大陸及南美洲大陸正下方的冷卷流似乎是沉降到地函底部.
我們現在的知道的是,地幔內部落熱對流是以冷卷流向超級卷注移動的形態而形成的.此種運動不僅影響板塊運動,似乎也對整個地球的地質和環境的變化產生很大的影響.
超級卷流是石油製造者?
現在全球生產的石沒之中,有60%是產生了恐龍稱霸地球時期所形成的石油源岩,所形成的「黑色頁岩」則遍布世界各地.黑色頁岩主要是由未經氧化的藻類等浮游植物遺骸堆積而成.由此可知當時必須有可讓浮游植物繁殖又不會產生氧化的缺氧環境條件,大量的黑色頁岩才會形成.
最近發現,石油源岩在此時代的形成似乎與超級卷流運動的活化可以促使由地下湧出的地幔物質所形成的洋脊體積增大,海面因而上升,使得較低的陸地變成淺海,而淺海則具有可當石油原料的藻類等浮游植物極易繁殖的環境.
淺海地區的藻類等浮游植物因而出現大幅增加和大量死亡的現象,周圍的細菌為分解其殘骸而消耗氧氣,於是出現了缺氧環境.
地球溫暖化也會改變深層海水的流動狀況,由於高緯度地區與低緯度地區海水的溫度高低不同,較低溫但含有豐富氧氣的高緯度地區深層海水會流向低緯度地區海洋.但地球溫暖化的現象減少.氧氣較少的海域因而擴大,無法氧化的浮游植物便逐漸堆積,所留下的大量有機物則形成石油源岩.
生物的演化改變了石油的性質
由於石油的原料是生物的遺骸,因此調查石油的性質便可以得知古老時期的生物演化過程和地球環境歷史.
生命的演化大概有下述的過程.生命是於38億年前誕生,並逐漸地進行演化,到了距今5億5000萬年前的古生代寒武紀時期,爆發性的演化才開始,大約4億4500萬年前,生命也登上了陸地.
4億4000萬年至4億年前時期,石油源岩的主要成分是當時繁茂的浮游植物所形成的耐碳氫化合物.另一方面,羊齒類植物在此時期繁瑣盛於海岸近處,因此以陸上植物為原料的石油源岩也出現了.
2億9000萬年前,廣大的陸地普遍出現由裸子植物組成的森林,並到處形成被沼澤地包圍的湖沼,藻類便在湖沼中開始繁殖.由此也產生了以藻類為原料的新種石油源岩,這也是陸上植物的繁盛促使新性質石油源岩誕生的一例.
9000萬年前時期,被子植物和針葉樹林開始逐漸擴張到高緯度地區和高地,因而出現以陸地木材為原料的石油源岩.另一方面,樹木的樹脂成為輕質原油的原料,形成新的石油源岩.針葉樹林的增加竟使得木材取代了藻類,成為石油源岩的主要原料.
最近石油性質的分析技術有長足的進步,我們已逐漸可以取得有關石油原料性質,以及由熱能引起的變化過程等的詳細資料.由此種資料即能進一步了解原料生物遺骸逐漸堆積時的環境狀況.
大約1億7000萬年到200萬年前所發生的全球性規模「阿爾卑斯造山運動期」也造出了巨油田,在此時期,分布於廣大范圍的1億年前前後形成的石油源岩都沒入地中.現有的石油和天然氣有大約3分之2就是此時期形成的. 石油的成分
石油中碳氫兩種元素所組成的化合物,成分很復雜,並且隨產地不同而異.按其結構又分為烷烴(包括直鏈和支鏈烷烴)、環烷烴(多數是烷基環戊烷、烷基環己烷)和芳香烴(多數是烷基苯),一般石油中不含有烯烴.
石油中含硫化合物主要有硫醇(RSH)、硫醚(RSR)、二硫化物(RSSR)和噻吩等.在石油的某些加工產物中還含有硫化氫(H2S).
石油中含氧化合物主要有環烷酸和酚類(以苯酚為主),此外還含有少量脂肪酸.環烷酸是指含有11~30個碳原子的羧酸,分子中含有一個或多個駢合脂環,羧基可以在脂環上或在側鏈上.如:
在煉油生產中常把環烷酸和酚叫做石油酸.
石油中含氮化合物主要有吡啶、吡咯、喹啉和胺類(RNH2)等.因吡咯在空氣中易氧化,顏色逐漸變深,這踉汽油久存顏色變深有關.
石油的化學組成是沒有一定的,隨產地不同而異.根據含烴的成分不同一般將石油分為烷烴基石油、環烷基石油、混合基石油和芳烴基石油等幾大類.但許多產油國家常根據本國的資源情況而有不同的分類.
●煤的成分
通常說煤炭,有的地方習慣叫石炭.但煤不是碳.煤是由古代植物遺體埋在地層下或在地殼中經過一系列非常復雜的變化而形成的.是由有機物和無機物所組成的復雜的混合物,主要含有碳元素,此外還含有少量的氫、氮、硫、氧等元素以及無機礦物質(主要含硅、鋁、鈣、鐵等元素).煤的結構復雜.視頻(煤的組成和分類)
無煙煤
(含碳量95%左右)
煤的主要成分
煤的組成以有機質為主體,構成有機高分子的主要是碳、氫、氧、氮等元素.煤中存在的元素有數十種之多,但通常所指的煤的元素組成主要是五種元素、即碳、氫、氧、氮和硫.在煤中含量很少,種類繁多的其他元素,一般不作為煤的元素組成,而只當作煤中伴生元素或微量元素.
一、煤中的碳
一般認為,煤是由帶脂肪側鏈的大芳環和稠環所組成的.這些稠環的骨架是由碳元素構成的.因此,碳元素是組成煤的有機高分子的最主要元素.同時,煤中還存在著少量的無機碳,主要來自碳酸鹽類礦物,如石灰岩和方解石等.碳含量隨煤化度的升高而增加.在我國泥炭中乾燥無灰基碳含量為55~62%;成為褐煤以後碳含量就增加到60~76.5%;煙煤的碳含量為77~92.7%;一直到高變質的無煙煤,碳含量為88.98%.個別煤化度更高的無煙煤,其碳含量多在90%以上,如北京、四望峰等地的無煙煤,碳含量高達95~98%.因此,整個成煤過程,也可以說是增碳過程.
二、煤中的氫
氫是煤中第二個重要的組成元素.除有機氫外,在煤的礦物質中也含有少量的無機氫.它主要存在於礦物質的結晶水中,如高嶺土(Al203·2Si02·2H2O)、石膏(CaS04·2H20 )等都含有結晶水.在煤的整個變質過程中,隨著煤化度的加深,氫含量逐漸減少,煤化度低的煤,氫含量大;煤化度高的煤,氫含量小.總的規律是氫含量隨碳含量的增加而降低.尤其在無煙煤階段就尤為明顯.當碳含量由92%增至98%時,氫含量則由2.1%降到1%以下.通常是碳含量在80~86%之間時,氫含量最高.即在煙煤的氣煤、氣肥煤段,氫含量能高達6.5%.在碳含量為65~80%的褐煤和長焰煤段,氫含量多數小於6%.但變化趨勢仍是隨著碳含量的增大而氫含量減小.
三、煤中的氧
氧是煤中第三個重要的組成元素.它以有機和無機兩種狀態存在.有機氧主要存在於含氧官能團,如羧基(--COOH),羥基(--OH)和甲氧基(--OCH3)等中;無機氧主要存在於煤中水分、硅酸鹽、碳酸鹽、硫酸鹽和氧化物中等.煤中有機氧隨煤化度的加深而減少,甚至趨於消失.褐煤在乾燥無灰基碳含量小於70%時,其氧含量可高達20%以上.煙煤碳含量在85%附近時,氧含量幾乎都小於10%.當無煙煤碳含量在92%以上時,其氧含量都降至5%以下.
四、煤中的氮
煤中的氮含量比較少,一般約為0.5~3.0%.氮是煤中唯一的完全以有機狀態存在的元素.煤中有機氯化物被認為是比較穩定的雜環和復雜的非環結構的化合物,其原生物可能是動、植物脂肪.植物中的植物鹼、葉綠素和其他組織的環狀結構中都含有氮,而且相當穩定,在煤化過程中不發生變化,成為煤中保留的氮化物.以蛋白質形態存在的氮,僅在泥炭和褐煤中發現,在煙煤很少,幾乎沒有發現.煤中氮含量隨煤的變質程度的加深而減少.它與氫含量的關系是,隨氫含量的增高而增大.
五、煤中的硫
煤中的硫分是有害雜質,它能使鋼鐵熱脆、設備腐蝕、燃燒時生成的二氧化硫(SO2)污染大氣,危害動、植物生長及人類健康.所以,硫分含量是評價煤質的重要指標之一.煤中含硫量的多少,似與煤化度的深淺沒有明顯的關系,無論是變質程度高的煤或變質程度低的煤,都存在著有機硫或多或少的煤.煤中硫分的多少與成煤時的古地理環境有密切的關系.在內陸環境或濱海三角訓平原環境下形成的和在海陸相交替沉積的煤層或淺海相沉積的煤層,煤中的硫含量就比較高,且大部分為有機硫.根據煤中硫的賦存形態,一般分為有機硫和無機硫兩大類.各種形態的硫分的總和稱為全硫分.所謂有機硫,是指與煤的有機結構相結合的硫.有機硫主要來自成煤植物中的蛋白質和微生物的蛋白質.煤中無機硫主要來自礦物質中各種含硫化合物,一般又分為硫化物硫和硫酸鹽硫兩種,有時也有微量的單質硫.硫化物硫主要以黃鐵礦為主,其次為白鐵礦、磁鐵礦((Fe3O4)、閃鋅礦(ZnS)、方鉛礦(PbS)等.硫酸鹽硫主要以石膏(CaSO4·2H20)為主,也有少量的綠礬 (FeSO4·7H 20 )等.
G. 煤中含有的主要元素是什麼石油中含有的主要元素是什麼天然氣的主要成分是什麼
煤中含有的主要元素是:碳
碳含量在82—93%之間,氫在3.6—5%之間,氧在1.3—10%之間,氮和硫僅分別約佔1—2%。
石油中含有的主要元素是:碳
石油是許多性質不同的有機物質的混合物,其中75%以上是各種各樣的烴類(由碳和氫元素組成),其它組分足合氧、台氮、含硫以及合金屬的化合物。
天然氣的主要成分是甲烷
甲烷的濃度常常高於96%,甲烷由碳和氫元素組成.
H. 石油和天然氣的化學組成
(一)石油的化學組成和類型
石油是指以液態形式存在於地下的碳氫化合物的混合物。石油的組成和性質受到原始母質、形成條件和後期變化等因素的共同影響。因此,石油的成分變化較大。
組成石油的主要元素為碳、氫,主要以碳氫化合物的形式存在;其次為氧、氮、硫,主要形成非烴類化合物。其中,碳佔82%~87%(Hunt,1961),氫佔12%~15%,氧、氮、硫的含量僅為0.5%~5%。此外,石油中還含有40餘種微量元素,其中V、Ni含量較高。石油與有機質的微量元素含量分布極為相似,但與泥岩中微量元素的分布相差較大(圖4-11)。上述元素組成特點表明石油與有機質在成因上密切相關,而且有機質向石油的演化過程是一個脫氧、加氫、富碳的過程。
圖4-11 有機質、石油和泥岩中25種微量元素深濃度的分布
石油的烴類組成可以用各族烴在石油中所佔的百分含量來表示,主要包括以下三個部分:飽和烴,包括正構、異構烷烴和環烷烴,約佔57.2%;芳香烴,包括芳香烴、環烷芳香烴和環狀的含硫化合物,約佔28.6%;膠質和瀝青質,約佔14.2%。瀝青質和膠質是含氧、氮、硫原子的多環分子,分子量高,其含量多少決定了石油的密度、黏度的大小。
(二)天然氣的化學組成及其類型
廣義地講,一切經自然過程生成的氣體都叫做天然氣。除宇宙氣體外,它們在成因上與地殼中有機質分解和裂解作用、岩石變質作用、岩漿作用、地幔去氣作用等有關。天然產出的氣體大多以分散形式存在,只有少部分聚集起來形成了有經濟價值的礦藏。狹義地講,天然氣是指在沉積有機質演化過程中生成的可燃氣體。這類氣體由烴類氣和非烴類氣組成。不同成因類型、不同地區的天然氣的組成變化較大。
烴類氣體中CH4所佔的比例最高,此外還有數量不等的C2~C6烴類。根據CH4以上重烴(C2+)的含量,可將天然氣分為干氣和濕氣。C2+低於5%的為干氣,干氣不與油伴生,可形成純氣藏。C2+大於5%的為濕氣,常與油伴生。
非烴類氣包括CO2、H2S、N2和少量稀有氣體,其含量一般不高(小於10%)。在個別地區的天然氣中,CO2、H2S、N2含量很高,可形成CO2、H2S、N2氣田。
根據天然氣的成因類型,可將天然氣分成生物成因氣、油型氣和煤成氣。生物成因氣是指在成岩作用階段,沉積物中的有機質經厭氧微生物的發酵作用而形成的氣體。其中CH4的含量高達98%以上,重烴的含量小於1%,其他的是CO2和N2。油型氣(包括濕氣、凝析氣和裂解氣)是在沉積有機質熱裂解成油過程中與石油同時形成的,或在過成熟階段由有機質和液態烴熱裂解形成。煤成氣是指煤系地層或亞煤系地層中的有機質在整個煤化過程中形成的天然氣。
I. 煤。石油。天然氣的成分是啥
天然氣 天然氣是一種多組分的混合氣體,主要成分是烷烴,其中甲烷占絕大多數,另有少量的乙烷、丙烷和丁烷,此外一般還含有硫化氫、二氧化碳、氮和水氣,以及微量的惰性氣體,如氦和氬等。在標准狀況下,甲烷至丁烷以氣體狀態存在,戊烷以上為液體。
煤炭是一種可以用作燃料或工業原料的礦物。它是古代植物經過生物化學作用和地質作用而改變其物理、化學性質,由碳、氫、氧、氮等元素組成的黑色固體礦物
石油由碳氫化合物為主混合而成的,具有特殊氣味的、有色的可燃性油質液體!
J. 煤,石油,天然氣是怎麼形成的!
1、煤的形成是古代植物在腐敗分解之前就被埋在地底,轉化成泥炭,然後轉化成褐煤,然後為次煙煤,之後煙煤,最後是無煙煤。煤產生之碳氫化合物經過地殼運動空氣的壓力和溫度條件下作用,產生的碳化化石礦物,亦即,煤炭就是植物化石。這涉及了很長時期的生物和地質過程。
2、石油是古代海洋或湖泊中的生物經過漫長的演化形成,屬於生物沉積變油,不可再生。
3、天然氣的形成:成岩作用(階段)早期,在淺層生物化學作用帶內,沉積有機質經微生物的群體發酵和合成作用形成的天然氣稱為生物成因氣。其中有時混有早期低溫降解形成的氣體。生物成因氣出現在埋藏淺、時代新和演化程度低的岩層中,以含甲烷氣為主。
(10)石油天然氣煤由什麼組成擴展閱讀:
煤特點
煤炭資源量豐富,且因世界各地都有煤炭礦藏,因此開采及供給皆很穩定,價錢也較石油及天然氣便宜。
石油特點
有的石油硫含量高,膠質含量高,屬含硫石蠟基。其直餾汽油餾分產率高,感鉛性也好。柴油餾分的十六烷值高,閃點高,硫含量高,酸度大,經精製後可生產輕柴油與專用柴油。潤滑油餾分中,有一部分組分的粘度指數在90以上,是生產內燃機油的良好的原料。
天然氣特點
採用天然氣作為能源,可減少煤和石油的用量,因而大大改善環境污染問題;天然氣作為一種清潔能源,能減少二氧化硫和粉塵排放量近100%,減少二氧化碳排放量60%和氮氧化合物排放量50%,並有助於減少酸雨形成,舒緩地球溫室效應,從根本上改善環境質量。
天然氣作為汽車燃料,具有單位熱值高、排氣污染小、供應可靠、價格低等優點,已成為世界車用清潔燃料的發展方向,而天然氣汽車則已成為發展最快、使用量最多的新能源汽車。