A. 煤、石油、天然气是怎么形成的
答:化石燃料的形成:
煤的形成:煤是古代植物遗体的堆积层埋在地下后,经过长时期的地质作用而形成的。据研究,几乎所有的植物遗体,只要具备了成煤的条件,都可以转化成煤。不过,低等植物遗体所形成的煤,分布范围小,厚度薄,很少被人利用。那些分布广、规模大、利用广泛的煤,都是高等植物的遗体(主要是古代的蕨类、松柏类以及一些被子植物的遗体)形成的。在地球的历史上,最有利于成煤的地质年代主要是晚古生代的石炭纪、二叠纪,中生代的侏罗纪以及新生代的第三纪。这是因为,在这几个时期内,地球上的气候非常温暖潮湿,地球表面到处长满了高大的绿色植物,尤其在湖沼、盆地等低洼地带和有水的环境里,封印木、鳞木等古代蕨类植物生长得特别茂盛。当时,高大的树木倒下以后,就会被水淹没了,这就造成了倒木和氧隔绝的情况。在缺氧的环境里,植物体不会很快地分解、腐烂。随着倒木数量的不断增加,最终形成了植物遗体的堆积层。这些古代植物遗体的堆积层在微生物的作用下,不断地被分解,又不断地化合,渐渐形成了泥炭层,这是煤的形成的第一步。由于地壳的运动,泥炭层下沉了。泥炭层被泥沙、岩石等沉积物覆盖起来。这时,泥炭层一方面受到上面的泥沙、岩石等的沉重压力,另一方面,也是更重要的方面,泥炭层又受到地热的作用。在这样的条件下,泥炭层开始进一步发生变化:先是脱水,被压紧,从而比重加大,而且石炭的含量逐渐增加,氧的含量逐渐减少,腐殖酸的含量逐渐降低。完成这几个过程以后,泥炭就变成了褐煤。褐煤如果继续不断地受到增高的温度和压力的作用,就会引起内部分子结构、物理性质和化学性质的进一步变化,褐煤就逐渐变成了烟煤或无烟煤了。开滦、阳泉等煤田,是在古生代的石炭纪至二叠纪时期形成的,这个时期的成煤植物是古代的蕨类植物。大同的武宁煤田,是在中生代的侏罗纪形成的,这个时期的成煤植物有古代的苏铁、松柏类、银杏类等裸子植物。抚顺和云南的小龙潭煤田,是在新生代的第三纪形成的,这个时期的成煤植物是古代裸子植物中的松柏类和原始的被子植物。石油的形成:石油主要由碳氢化合物组成。在岩层孔隙内,常以液体或气态(天然气)存在;有时部份凝结成固态。石油是古代生物遗骸,堆积在湖里、海里,或是陆地上,经高温、高压的作用,由复杂的生物及化学作用转化而成的。石油在地层中一点一滴地生成,并浮游于地层中。由于浮力的关系,油点在每年缓慢地沿着地层或断层向上移动,直到受不透油的封闭地层阻挡而停留下来。当此封闭内的油点越聚越多,便形成了油田。储油气构造一个良好的储存油气的封闭构造,除应具有良好的孔隙率及渗透率的储油层外,此储油层的上方必须有致密不透油、气、水的岩层,如页岩、泥岩等,这就是所谓的盖层,其作用为封盖住进来的油气,不让油气向上逃逸。一般常见的储油气封闭构造依其型态可分为构造封闭如背斜、断层等,及地层封闭,联合封闭。天然气的形成:根据形成机理天然气可划分为有机成因气和无机成因气两大类。所谓有机成因气是指分散的沉积有机质或可燃有机矿产(油、煤和油页岩),在其成岩成熟过程中,由微生物降解和热解作用形成的以烃气为主的天然气,就目前的研究程度来看,现今发现的天然气绝大部分属于有机成因气。显然,这是一个非常庞大的类型。由前面的叙述可知,根据成气的主要作用因素,可进一步将有机成因气分为生物成因气(包括成岩气)和热解气;后者是有机成因气的主体,还可根据成气有机质类型的不同再进一步划分:将由成油有机质(Ⅰ、Ⅱ型干酪根)形成与石油相伴生成的天然气称为油型气;而将Ⅲ型干酪根和成煤有机质在成煤变质过程中形成的天然气称为煤型气。这样就将天然气划分为四种基本的成因类型,即生物成因气、油型气、煤型气和无机成因气(表)。有关各类型有机成因气与有机质演化各个阶段的关系见表。
B. 煤,石油,天然气是怎么形成的
煤、石油、天然气形成如下:
煤是古代植物埋藏在地下经历了复杂的生物化学和物理化学变化逐渐形成的固体可燃性矿产,一种固体可燃有机岩,主要由植物遗体经生物化学作用,埋藏后再经地质作用转变而成。
石油的成油机理有生物沉积变油和石化油两种学说,前者较广为接受,认为石油是古代海洋或湖泊中的生物经过漫长的演化形成,属于生物沉积变油,不可再生;后者认为石油是由地壳内本身的碳生成,与生物无关,可再生。
天然气的成因是多种多样的,天然气的形成则贯穿于成岩、深成、后成直至变质作用的始终,各种类型的有机质都可形成天然气,腐泥型有机质则既生油又生气,腐植形有机质主要生成气态烃。
C. 煤,石油,天然气是怎么形成的,其形成过程有何区别和联系
摘要 天然气与石油生成过程联系与区别:石油主要形成于深成作用阶段,由催化裂解作用引起,而天然气的形成则贯穿于成岩、深成、后成直至变质作用的始终;与石油的生成相比,无论是原始物质还是生成环境,天然气的生成都更广泛、更迅速、更容易,各种类型的有机质都可形成天然气——腐泥型有机质则既生油又生气,腐植形有机质主要生成气态烃。因此天然气的成因是多种多样的。归纳起来,天然气的成因可分为生物成因气、油型气和煤型气。
D. 煤,石油,天然气主要含什么元素
煤主要含有碳元素,石油中主要含有碳元素和氢元素,天然气的主要成分是甲烷.它们都是化石燃料.故填:碳;碳元素;氢;甲烷;化石燃料.
E. 石油\天然气\煤 到底怎么形成的
煤主要是由于森林长期被埋在地下形成的;石油、天然气主要是由于动物尸体长期被埋在地下,经过化学变化形成的。
F. 石油和煤是什么形成的
石油的原料是生物的尸体,生物的细胞含有脂肪和油脂,脂肪和油脂则是由碳、氢、氧等3种元素组成的.生物遗体沉降于海底或湖底并被淤泥覆盖之后,氧元素分离,碳和氢则组成碳氢化合物.
我们已经在地球上发现3000种以上的碳氢化合物,石油是由其中350种左右的碳氢化合物形成的,比石油更轻的碳氢化合物则成为天然气.煤矿与石油的成因很类似,但煤是植物的化石,又是固态.
大量产生碳氢化合物的岩石即称为“石油源岩”.埋没于地中的石油源岩受到地热和压力的影响,再加上其他多种化学反应之后就产生石油,而石油积存于岩石间隙之间便形成油田.
地壳变动而石油生成
我们最近逐渐了解地球内部的变化与石油的生成有十分密切的关系,在描述此种关系之前,让我们先来了解一下地球内部的状况.
地球的半径大约是6400公里,覆盖地球表面的地壳下方是由岩石形成厚达2900公里的“地慢”,其下方则是由金属形成的“地核”,并以大约5100公里深处分界,分为“外核”与“内核”.外核主要是由液态金属铁组成,内核则主要是固态铁.地球表面铺满坚硬的“板块”,厚度约有100公里,是由向上喷出的“洋脊”产生的,’在缓缓移动到“海沟”后就沉降于 另一板块下方. 80年代后期,人们学会捕捉地震波传递到地球内部时的立体图,于是发现令人惊讶的地慢活动状况.高温又巨型的上升流“超级卷流”由地底涌上后,以蘑菇形态分别存在于夏威夷和非洲大陆正下方.此外,低温的巨型下降流“冷卷流”则以水滴形态占据亚洲大陆及南美洲大陆正下方的冷卷流似乎是沉降到地函底部.
我们现在的知道的是,地幔内部落热对流是以冷卷流向超级卷注移动的形态而形成的.此种运动不仅影响板块运动,似乎也对整个地球的地质和环境的变化产生很大的影响.
超级卷流是石油制造者?
现在全球生产的石没之中,有60%是产生了恐龙称霸地球时期所形成的石油源岩,所形成的“黑色页岩”则遍布世界各地.黑色页岩主要是由未经氧化的藻类等浮游植物遗骸堆积而成.由此可知当时必须有可让浮游植物繁殖又不会产生氧化的缺氧环境条件,大量的黑色页岩才会形成.
最近发现,石油源岩在此时代的形成似乎与超级卷流运动的活化可以促使由地下涌出的地幔物质所形成的洋脊体积增大,海面因而上升,使得较低的陆地变成浅海,而浅海则具有可当石油原料的藻类等浮游植物极易繁殖的环境.
浅海地区的藻类等浮游植物因而出现大幅增加和大量死亡的现象,周围的细菌为分解其残骸而消耗氧气,于是出现了缺氧环境.
地球温暖化也会改变深层海水的流动状况,由于高纬度地区与低纬度地区海水的温度高低不同,较低温但含有丰富氧气的高纬度地区深层海水会流向低纬度地区海洋.但地球温暖化的现象减少.氧气较少的海域因而扩大,无法氧化的浮游植物便逐渐堆积,所留下的大量有机物则形成石油源岩.
生物的演化改变了石油的性质
由于石油的原料是生物的遗骸,因此调查石油的性质便可以得知古老时期的生物演化过程和地球环境历史.
生命的演化大概有下述的过程.生命是于38亿年前诞生,并逐渐地进行演化,到了距今5亿5000万年前的古生代寒武纪时期,爆发性的演化才开始,大约4亿4500万年前,生命也登上了陆地.
4亿4000万年至4亿年前时期,石油源岩的主要成分是当时繁茂的浮游植物所形成的耐碳氢化合物.另一方面,羊齿类植物在此时期繁琐盛于海岸近处,因此以陆上植物为原料的石油源岩也出现了.
2亿9000万年前,广大的陆地普遍出现由裸子植物组成的森林,并到处形成被沼泽地包围的湖沼,藻类便在湖沼中开始繁殖.由此也产生了以藻类为原料的新种石油源岩,这也是陆上植物的繁盛促使新性质石油源岩诞生的一例.
9000万年前时期,被子植物和针叶树林开始逐渐扩张到高纬度地区和高地,因而出现以陆地木材为原料的石油源岩.另一方面,树木的树脂成为轻质原油的原料,形成新的石油源岩.针叶树林的增加竟使得木材取代了藻类,成为石油源岩的主要原料.
最近石油性质的分析技术有长足的进步,我们已逐渐可以取得有关石油原料性质,以及由热能引起的变化过程等的详细资料.由此种资料即能进一步了解原料生物遗骸逐渐堆积时的环境状况.
大约1亿7000万年到200万年前所发生的全球性规模“阿尔卑斯造山运动期”也造出了巨油田,在此时期,分布于广大范围的1亿年前前后形成的石油源岩都没入地中.现有的石油和天然气有大约3分之2就是此时期形成的. 石油的成分
石油中碳氢两种元素所组成的化合物,成分很复杂,并且随产地不同而异.按其结构又分为烷烃(包括直链和支链烷烃)、环烷烃(多数是烷基环戊烷、烷基环己烷)和芳香烃(多数是烷基苯),一般石油中不含有烯烃.
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.在石油的某些加工产物中还含有硫化氢(H2S).
石油中含氧化合物主要有环烷酸和酚类(以苯酚为主),此外还含有少量脂肪酸.环烷酸是指含有11~30个碳原子的羧酸,分子中含有一个或多个骈合脂环,羧基可以在脂环上或在侧链上.如:
在炼油生产中常把环烷酸和酚叫做石油酸.
石油中含氮化合物主要有吡啶、吡咯、喹啉和胺类(RNH2)等.因吡咯在空气中易氧化,颜色逐渐变深,这踉汽油久存颜色变深有关.
石油的化学组成是没有一定的,随产地不同而异.根据含烃的成分不同一般将石油分为烷烃基石油、环烷基石油、混合基石油和芳烃基石油等几大类.但许多产油国家常根据本国的资源情况而有不同的分类.
●煤的成分
通常说煤炭,有的地方习惯叫石炭.但煤不是碳.煤是由古代植物遗体埋在地层下或在地壳中经过一系列非常复杂的变化而形成的.是由有机物和无机物所组成的复杂的混合物,主要含有碳元素,此外还含有少量的氢、氮、硫、氧等元素以及无机矿物质(主要含硅、铝、钙、铁等元素).煤的结构复杂.视频(煤的组成和分类)
无烟煤
(含碳量95%左右)
煤的主要成分
煤的组成以有机质为主体,构成有机高分子的主要是碳、氢、氧、氮等元素.煤中存在的元素有数十种之多,但通常所指的煤的元素组成主要是五种元素、即碳、氢、氧、氮和硫.在煤中含量很少,种类繁多的其他元素,一般不作为煤的元素组成,而只当作煤中伴生元素或微量元素.
一、煤中的碳
一般认为,煤是由带脂肪侧链的大芳环和稠环所组成的.这些稠环的骨架是由碳元素构成的.因此,碳元素是组成煤的有机高分子的最主要元素.同时,煤中还存在着少量的无机碳,主要来自碳酸盐类矿物,如石灰岩和方解石等.碳含量随煤化度的升高而增加.在我国泥炭中干燥无灰基碳含量为55~62%;成为褐煤以后碳含量就增加到60~76.5%;烟煤的碳含量为77~92.7%;一直到高变质的无烟煤,碳含量为88.98%.个别煤化度更高的无烟煤,其碳含量多在90%以上,如北京、四望峰等地的无烟煤,碳含量高达95~98%.因此,整个成煤过程,也可以说是增碳过程.
二、煤中的氢
氢是煤中第二个重要的组成元素.除有机氢外,在煤的矿物质中也含有少量的无机氢.它主要存在于矿物质的结晶水中,如高岭土(Al203·2Si02·2H2O)、石膏(CaS04·2H20 )等都含有结晶水.在煤的整个变质过程中,随着煤化度的加深,氢含量逐渐减少,煤化度低的煤,氢含量大;煤化度高的煤,氢含量小.总的规律是氢含量随碳含量的增加而降低.尤其在无烟煤阶段就尤为明显.当碳含量由92%增至98%时,氢含量则由2.1%降到1%以下.通常是碳含量在80~86%之间时,氢含量最高.即在烟煤的气煤、气肥煤段,氢含量能高达6.5%.在碳含量为65~80%的褐煤和长焰煤段,氢含量多数小于6%.但变化趋势仍是随着碳含量的增大而氢含量减小.
三、煤中的氧
氧是煤中第三个重要的组成元素.它以有机和无机两种状态存在.有机氧主要存在于含氧官能团,如羧基(--COOH),羟基(--OH)和甲氧基(--OCH3)等中;无机氧主要存在于煤中水分、硅酸盐、碳酸盐、硫酸盐和氧化物中等.煤中有机氧随煤化度的加深而减少,甚至趋于消失.褐煤在干燥无灰基碳含量小于70%时,其氧含量可高达20%以上.烟煤碳含量在85%附近时,氧含量几乎都小于10%.当无烟煤碳含量在92%以上时,其氧含量都降至5%以下.
四、煤中的氮
煤中的氮含量比较少,一般约为0.5~3.0%.氮是煤中唯一的完全以有机状态存在的元素.煤中有机氯化物被认为是比较稳定的杂环和复杂的非环结构的化合物,其原生物可能是动、植物脂肪.植物中的植物碱、叶绿素和其他组织的环状结构中都含有氮,而且相当稳定,在煤化过程中不发生变化,成为煤中保留的氮化物.以蛋白质形态存在的氮,仅在泥炭和褐煤中发现,在烟煤很少,几乎没有发现.煤中氮含量随煤的变质程度的加深而减少.它与氢含量的关系是,随氢含量的增高而增大.
五、煤中的硫
煤中的硫分是有害杂质,它能使钢铁热脆、设备腐蚀、燃烧时生成的二氧化硫(SO2)污染大气,危害动、植物生长及人类健康.所以,硫分含量是评价煤质的重要指标之一.煤中含硫量的多少,似与煤化度的深浅没有明显的关系,无论是变质程度高的煤或变质程度低的煤,都存在着有机硫或多或少的煤.煤中硫分的多少与成煤时的古地理环境有密切的关系.在内陆环境或滨海三角训平原环境下形成的和在海陆相交替沉积的煤层或浅海相沉积的煤层,煤中的硫含量就比较高,且大部分为有机硫.根据煤中硫的赋存形态,一般分为有机硫和无机硫两大类.各种形态的硫分的总和称为全硫分.所谓有机硫,是指与煤的有机结构相结合的硫.有机硫主要来自成煤植物中的蛋白质和微生物的蛋白质.煤中无机硫主要来自矿物质中各种含硫化合物,一般又分为硫化物硫和硫酸盐硫两种,有时也有微量的单质硫.硫化物硫主要以黄铁矿为主,其次为白铁矿、磁铁矿((Fe3O4)、闪锌矿(ZnS)、方铅矿(PbS)等.硫酸盐硫主要以石膏(CaSO4·2H20)为主,也有少量的绿矾 (FeSO4·7H 20 )等.
G. 煤中含有的主要元素是什么石油中含有的主要元素是什么天然气的主要成分是什么
煤中含有的主要元素是:碳
碳含量在82—93%之间,氢在3.6—5%之间,氧在1.3—10%之间,氮和硫仅分别约占1—2%。
石油中含有的主要元素是:碳
石油是许多性质不同的有机物质的混合物,其中75%以上是各种各样的烃类(由碳和氢元素组成),其它组分足合氧、台氮、含硫以及合金属的化合物。
天然气的主要成分是甲烷
甲烷的浓度常常高于96%,甲烷由碳和氢元素组成.
H. 石油和天然气的化学组成
(一)石油的化学组成和类型
石油是指以液态形式存在于地下的碳氢化合物的混合物。石油的组成和性质受到原始母质、形成条件和后期变化等因素的共同影响。因此,石油的成分变化较大。
组成石油的主要元素为碳、氢,主要以碳氢化合物的形式存在;其次为氧、氮、硫,主要形成非烃类化合物。其中,碳占82%~87%(Hunt,1961),氢占12%~15%,氧、氮、硫的含量仅为0.5%~5%。此外,石油中还含有40余种微量元素,其中V、Ni含量较高。石油与有机质的微量元素含量分布极为相似,但与泥岩中微量元素的分布相差较大(图4-11)。上述元素组成特点表明石油与有机质在成因上密切相关,而且有机质向石油的演化过程是一个脱氧、加氢、富碳的过程。
图4-11 有机质、石油和泥岩中25种微量元素深浓度的分布
石油的烃类组成可以用各族烃在石油中所占的百分含量来表示,主要包括以下三个部分:饱和烃,包括正构、异构烷烃和环烷烃,约占57.2%;芳香烃,包括芳香烃、环烷芳香烃和环状的含硫化合物,约占28.6%;胶质和沥青质,约占14.2%。沥青质和胶质是含氧、氮、硫原子的多环分子,分子量高,其含量多少决定了石油的密度、黏度的大小。
(二)天然气的化学组成及其类型
广义地讲,一切经自然过程生成的气体都叫做天然气。除宇宙气体外,它们在成因上与地壳中有机质分解和裂解作用、岩石变质作用、岩浆作用、地幔去气作用等有关。天然产出的气体大多以分散形式存在,只有少部分聚集起来形成了有经济价值的矿藏。狭义地讲,天然气是指在沉积有机质演化过程中生成的可燃气体。这类气体由烃类气和非烃类气组成。不同成因类型、不同地区的天然气的组成变化较大。
烃类气体中CH4所占的比例最高,此外还有数量不等的C2~C6烃类。根据CH4以上重烃(C2+)的含量,可将天然气分为干气和湿气。C2+低于5%的为干气,干气不与油伴生,可形成纯气藏。C2+大于5%的为湿气,常与油伴生。
非烃类气包括CO2、H2S、N2和少量稀有气体,其含量一般不高(小于10%)。在个别地区的天然气中,CO2、H2S、N2含量很高,可形成CO2、H2S、N2气田。
根据天然气的成因类型,可将天然气分成生物成因气、油型气和煤成气。生物成因气是指在成岩作用阶段,沉积物中的有机质经厌氧微生物的发酵作用而形成的气体。其中CH4的含量高达98%以上,重烃的含量小于1%,其他的是CO2和N2。油型气(包括湿气、凝析气和裂解气)是在沉积有机质热裂解成油过程中与石油同时形成的,或在过成熟阶段由有机质和液态烃热裂解形成。煤成气是指煤系地层或亚煤系地层中的有机质在整个煤化过程中形成的天然气。
I. 煤。石油。天然气的成分是啥
天然气 天然气是一种多组分的混合气体,主要成分是烷烃,其中甲烷占绝大多数,另有少量的乙烷、丙烷和丁烷,此外一般还含有硫化氢、二氧化碳、氮和水气,以及微量的惰性气体,如氦和氩等。在标准状况下,甲烷至丁烷以气体状态存在,戊烷以上为液体。
煤炭是一种可以用作燃料或工业原料的矿物。它是古代植物经过生物化学作用和地质作用而改变其物理、化学性质,由碳、氢、氧、氮等元素组成的黑色固体矿物
石油由碳氢化合物为主混合而成的,具有特殊气味的、有色的可燃性油质液体!
J. 煤,石油,天然气是怎么形成的!
1、煤的形成是古代植物在腐败分解之前就被埋在地底,转化成泥炭,然后转化成褐煤,然后为次烟煤,之后烟煤,最后是无烟煤。煤产生之碳氢化合物经过地壳运动空气的压力和温度条件下作用,产生的碳化化石矿物,亦即,煤炭就是植物化石。这涉及了很长时期的生物和地质过程。
2、石油是古代海洋或湖泊中的生物经过漫长的演化形成,属于生物沉积变油,不可再生。
3、天然气的形成:成岩作用(阶段)早期,在浅层生物化学作用带内,沉积有机质经微生物的群体发酵和合成作用形成的天然气称为生物成因气。其中有时混有早期低温降解形成的气体。生物成因气出现在埋藏浅、时代新和演化程度低的岩层中,以含甲烷气为主。
(10)石油天然气煤由什么组成扩展阅读:
煤特点
煤炭资源量丰富,且因世界各地都有煤炭矿藏,因此开采及供给皆很稳定,价钱也较石油及天然气便宜。
石油特点
有的石油硫含量高,胶质含量高,属含硫石蜡基。其直馏汽油馏分产率高,感铅性也好。柴油馏分的十六烷值高,闪点高,硫含量高,酸度大,经精制后可生产轻柴油与专用柴油。润滑油馏分中,有一部分组分的粘度指数在90以上,是生产内燃机油的良好的原料。
天然气特点
采用天然气作为能源,可减少煤和石油的用量,因而大大改善环境污染问题;天然气作为一种清洁能源,能减少二氧化硫和粉尘排放量近100%,减少二氧化碳排放量60%和氮氧化合物排放量50%,并有助于减少酸雨形成,舒缓地球温室效应,从根本上改善环境质量。
天然气作为汽车燃料,具有单位热值高、排气污染小、供应可靠、价格低等优点,已成为世界车用清洁燃料的发展方向,而天然气汽车则已成为发展最快、使用量最多的新能源汽车。