Xem mẫu
Chương I : BITUM TRONG T
I . Kaustobiolit – Đá sinh v t cháy
NHIÊN
Kaustobiolit là khoáng v t thu c d ng tr m tích, ñư c hình thành trong môi trư ng nư c, có ngu n g c sinh v t và có kh năng cháy ñ sinh ra nhi t. Thành ph n hoá h c ch y u c a Kaustobiolit cũng là các nguyên t có m t trong d u m và khí ñ t (vì chúng ñư c hình thành t xác c a ñ ng - th c v t), bao g m các nguyên t : C , H , S , O , N … Các h p ch t d nguyên t là nh ng h p ch t h u cơ trong thành ph n ngoài: Carbon và Hidro còn ch a nh ng nguyên t như: S , O , N … Các v t ch t h u cơ (xác c a ñ ng - th c v t) ñư c l ng ñ ng trong môi trư ng không có ho c r t ít Oxi như trong các h nư c tù (không có s ñ i lưu c a các dòng nư c). Do hàm lư ng c a Oxi r t th p cho nên m c ñ phân hu các v t li u h u cơ kém, do ñó chúng ñư c b o t n m c ñ nào ñó tuỳ thu c vào hàm lư ng c a Oxi (kho ng vài % v t li u h u cơ ñư c b o t n) khi các v t li u h u cơ ñư c b o t n chúng s ñư c l ng ñ ng và ñư c chôn vùi cùng v i các v t li u tr m tích. T các h p ch t ñơn gi n s ñư c polime hoá l i thành các h p ch t h u cơ không tan trong môi trư ng nư c và các dung môi h u cơ. S n ph m phân hu c a các h p ch t h u cơ trong môi trư ng kh ñư c g i là Kerogen (Kerogen không có kh năng hoà tan trong nư c và các dung môi h u cơ). VCHC Xác ĐV-TV H2O + CO2 + mùn ( không khí ) Than và khí (CO2 ; CH4)
( không có ho c ít Oxi ) phân hu Th c v t b c cao Th c v t b c th p và Đ ng v t
mùn Th c v t Trôn vùi Cacbonate hoá T, P (kerogen lo i 3) (Than hoá) phân hu ch t h u cơ Polime hoá Kerogen (phân tán trong ñá tr m tích) (lo i 1 , 2)
T < 500C P cao Đá d u
nén ép Bi n ch t
T > 500C
D um và khí ñ t
Đá phi n cháy Đá d u – Pirobitum : là nh ng ñá h t m n giàu v t ch t h u cơ khi ñưa vào gia nhi t s cho ta s n ph m gi ng như d u m . D u khí ch y u bao g m các v t ch t h u cơ (phân h y t th c v t và ñ ng vât b c th p) ñư c l ng ñ ng trong môi trư ng kh phân hu cho ra s n ph m Kerogen, n u ñư c trôn vùi nhi t ñ : ♦ T < 500C → Đá d u và ñá phi n cháy. ♦ T > 500C → T o thành d u m (dư i tác d ng c a nhi u y u t ch y u là nhi t ñ ). Kerogen lo i III : ñư c phân hu t th c v t b c cao ñư c g i là: Humic. Kerogen lo i I , II : ñư c phân hu t TV - ĐV b c th p và ñ ng v t ñư c g i là Sapropel.
Quá trình hình thành Kaustobiolit
╚╚ *** Đi Ch t D u K50 #@#@# 2005 - 2010 *** ╝╝ 1
V t ch t h u cơ
(Xác ñ ng - th c v t) Môi trư ng Oxi hoá Môi trư ng kh
H2O + CO2 + mùn
Xác th c v t b c th p và ñ ng v t
Xác th c v t b c cao
L ng ñ ng và chôn vùi cùng tr m tích Ch t h u cơ ñơn gi n phân tán trong tr m tích Polime hoá Kerogen lo i I và II (không tan trong nư c và dung môi h u cơ) T > 50oC D u m và Khí ñ t Mùn th c v t (Kerogen lo i III) Chôn vùi và b Carbonate hoá Than + CO2 + CH4 (Khí ch y u là CO2 và CH4
T < 50oC và Pcao
Đá d u (ñá h t m n giàu VCHC)
S n ph m gi ng d u m Nén ép bi n ch t Đá phi n cháy
II. Bitum
Bitum là m t ph n c a Kaustobiolit có kh năng hoà tan trong dung môi h u cơ và ñư c ñ c trưng b i t s c a các nguyên t : H / C ≥ 1,3 và O / C ≤ 0,3 . Trong ñi u ki n t nhiên Bitum t n t i 3 d ng: R n – L ng – Khí . ♦ D ng khí : Là các Hidrocacbua có s nguyên t cacbon t C1 → C4 trong ñi u ki n TOC và Patm c a v a . ♦ D ng l ng : D u m là nh ng Bitum nh t . ♦ D ng r n : Là nh ng h p ch t ch a d nguyên t , thành ph n c a nó trong d u m tăng lên tuỳ thu c vào m c ñ Oxi hoá và bi n ch t c a d u m . Bao g m 2 d ng : 1. Smol : T n t i d ng l ng ho c quánh . 2. Asfalt : T n t i th r n . Oxi hoá Sơ ñ , Oxi hoá c a d u m : D u Smol Oxi hoá Asfalt Như v y, khi m c ñ Oxi hoá càng cao thì Bitum càng tr nên r n hơn, và do ñó: ╚╚ *** Đi Ch t D u K50 2005 - 2010 *** ╝╝
#@#@#
2
Bitum = Hidrocacbua + Smol + Asfalt
Ngoài ra, trong t nhiên Bitum có th n m d ng : ♦ Phân tán : V t li u h u cơ trôn vùi cùng tr m tích → D u m . ♦ T p trung: D u m b tích t l i r i b nén ép kh i ñá sinh d u, sau ñó di chuy n và tích t trong các b y ch a d u. Các tích t này có th là các tích t khí, tích t d u – khí, tích t d u. Ngoài ra, còn m t tr ng thái khác là khí Condensat. Khí Condensat, ñư c hình thành ñi u ki n nhi t ñ và áp su t cao (ñi u ki n v a) → bay hơi r i hoà tan vào trong khí nén. Trong quá trình khai thác d u m làm cho áp su t c a v a gi m, do ñó thành ph n d u m bay hơi trong khí nén s ñư c ngưng t l i và cho ta s n ph m có tên là Condensat. Các h p ph n bay hơi là các h p ph n nh như C5 , C6… khi nhi t ñ tăng thì Cn càng l n (trong ñi u ki n 1500C các h p ph n bay hơi có th lên ñ n C16). M t khác, Bitum còn có th hoà tan trong nư c (v i m t lư ng nh ), ho c Bitum có th tr n l n v i các lo i ñá – ñá ch a Bitum. Do Bitum có th hoà tan trong dung môi h u cơ, cho nên d a vào tính ch t này ta có th chi t Bitum ra kh i ñá. Hàm lư ng Bitum trong dung môi h u cơ ñư c th hi n b ng h s Bitum ( β ) :
β =
∑ Bitum
TOC
=
HC + Smol + Asfalt TOC
Trong ñó: TOC – T ng hàm lư ng Cacbon h u cơ, th hi n hàm lư ng v t ch t h u cơ trong ñá. Đôi khi, ngư i ta còn dùng h s Hidrocacbua ( µ ) : µ = HC / TOC Hàm lư ng Bitum trong ñá r t nh (t n ‰ ÷ n % ). Tuy nhiên, lư ng Bitum có trong tr m tích trên toàn Trái Đ t là r t l n: n . 1015 t n ( n = 2,5 ÷ 7,2 ).
III . Phân lo i Bitum
♦ Theo G.Goffo , thì Bitum ñư c phân lo i theo tr ng thái t n t i. Bitum : R n , l ng , khí và h n h p . ♦ Theo K.I.Bagdanovic , thì Bitum ñư c chia ra làm 3 lo i. 1 . Piro Bitum . 2 . Bitum s ch (d u m và khí ñ t) . 3 . Bitum nhân t o ( các s n ph m chưng c t t d u m ) . ♦ Theo U.Khov , thì Bitum cũng ñư c chia ra làm 3 lo i. 1 . Bitum lo i 1 . 2 . Bitum lo i 2 . → (Tương ng v i ba lo i Bitum c a Bagdanovic) 3 . Bitum lo i 3 . ♦ Theo nhi u tác gi chia ra. 1 . Bitum lo i A : là lo i Bitum chi t tách ñư c t ñá, khi m u ñá còn chưa s lí axit 2 . Bitum lo i C : là lo i Bitum chi t tách ñư c t ñá, sau khi m u ñá ñư c s lí b ng axit ( Không có Bitum lo i B trong cách phân lo i này, vì Bitum lo i B ñư c chi t tách t than ñi u ki n áp su t cao, khi m u ñư c s lí b ng axit ) ♦ Cách phân lo i theo thành ph n, Bitum ñư c chia ra. 1 . D u : là thành ph n Bitum tan trong ete d u m và không b h p th b i Silicogen : là thành ph n Bitum tan trong ete d u m và b h p th b i Silicogen 2 . Smol ╚╚ *** Đi Ch t D u K50 #@#@# 2005 - 2010 *** ╝╝ 3
3 . Asfalten : là thành ph n Bitum có kh năng hoà tan Cloroform Trong thành ph n c a d u ch y u là Hidrocacbua, trong thành ph n c a Smol có hàm lư ng Hidrocacbua th p mà ch y u ch a các h p ch t ch a d nguyên t , còn trong thành ph n c a Asfalten thành ph n ch y u là các h p ch t d nguyên t gi ng như thành ph n c a Smol. Nhưng Asfalten khác v i Smol ch : Các nguyên t trong thành ph n c a Asfalten có kích thư c phân t l n, phân t lư ng cao và có c u trúc m ch ph c t p hơn. Phân t lư ng c a Smol: MS = 500 ÷ 1000 ñvC và chi m g n 40% lư ng Bitum, trong c u trúc phân t c a Smol có th có t 1 ÷ 10 vòng Naften ho c vòng Aromatic. Phân t lư ng c a Asfalten là: MA = n .103 ÷ 20.000 ñvC và chi m 2 ÷ 3% lư ng Bitum, trong c u trúc phân t c a Asfalten có th có trên 10 vòng Naften ho c vòng Aromatic. Hàm lư ng c a Smol và Asfalten trong d u càng l n thì d u càng tr nên n ng hơn. Ngoài ra, theo thành ph n các nguyên t thì trong d u m còn có Cacben – tính ch t c a nó là: không hoà tan trong dung môi h u cơ. Bitum có th ñư c chi t b ng các dung môi khác nhau và b ng các phương pháp khác nhau, lư ng Bitum l y ra tuỳ thu c vào: phương pháp chi t, th i gian chi t và dung môi dùng ñ chi t.
Chương II: D U M
§1: TÍNH CH T HOÁ H C C A D U M
D u m là h n h p c a nhi u ch t ph c t p trong ñó thành ph n ch y u c a nó là HC.
I . Thành ph n nguyên t
Các nguyên t trong d u m chi m t i trên 1/2 các nguyên t trong b ng h th ng tu n hoàn Mendeleev, ch y u là các nguyên t : C , H , S , O , N… Trong ñó : C = 80 ÷ 88 % H = 12 ÷ 14 % S+O+N < 8%(S = 8%;O = 5%;N = 3%) Ngoài ra, trong thành ph n c a d u m còn có các nguyên t : Si , Fe , Bo , Br , I2 , Cr , Co , Ni… các nguyên t này có hàm lư ng không vư t quá 10-2 %
II . Thành ph n ñ ng v
a . Thành ph n ñ ng v c a Cacbon
Cacbon có 4 ñ ng v : C11 → C14 . Trong ñó : C11 : có chu kì bán phân hu là : T = 20,3 tháng (ñ ng v phóng x ). C12 : chi m t i 98,892 % t ng hàm lư ng cacbon . C13 : chi m t i 1,108 % t ng hàm lư ng cacbon . C14 : có chu kì bán phân hu là : T = 6.670 năm (ñ ng v phóng x ) . T l C12/C13 có trong thành ph n c a d u m th hi n môi trư ng mà nó ñư c thành t o ra. T l này r t ít khi thay ñ i, n u có thì thay ñ i v i m t hàm lư ng không ñáng k . Đ ñ c trưng cho ñ c tính này, ngư i ta ñưa ra khái ni m - T s ñ ng v Carbon ( σ C13 ):
C13 / C12 md (‰) σ C = C13 / C12 − 1 *1000 mc
13
╚╚ *** Đi Ch t D u K50
#@#@#
2005 - 2010 *** ╝╝
4
Trong ñó : C12/C13 m u ñá C12/C13 m u chu n T s ñ ng v Carbon ( σ C13 ): Đ xác ñ nh hàm lư ng c a các nguyên t v i ñ chính xác t i 10-4 ñơn v b ng phương pháp quang ph kh i. C12/C13 m u chu n: l y t m u ñá Belimmít c a thành h Pidi t i bang California (M ), m u chu n này có hàm lư ng Carbon C13 = 1,1112 % . C12/C13 m u ñá (m u d u ): c n ph i xác ñ nh hàm lư ng C12 và C13, r i sau ñó thay s và công th c ta s ñư c t s ñ ng v Carbon ñ c trưng cho m u ñá ho c m u d u.
b.
ng d ng c a thành ph n ñ ng v Carbon
♦ Xác ñ nh ngu n g c c a v t li u hay khoáng v t (ñư c thành t o trên l c ñ a hay dư i bi n): Đ i v i sinh v t s ng trên l c ñ a thì trong ñi u ki n không khí thì hàm lư ng C13 cu nó nh hơn hàm lư ng c a C13 c a sinh v t có xu t x t bi n và ñ i dương (do chúng s d ng khí CO2 c a nư c, mà khí CO2 trong nư c ñư c hình thành do: Ca(HCO3)2 → CaCO3 + CO2 + H2O ). Ngoài ra, Carbon có liên quan ñ n ngu n g c magma có hàm lư ng C13 l n nh t. ♦ Xác ñ nh môi trư ng l ng ñ ng và phân hu v t ch t h u cơ: Đ xác ñ nh ñư c môi trư ng l ng ñ ng và phân hu các v t ch t h u cơ c n ph i xác ñ nh ñư c ch s CPI. Ch s CPI : là m t trong nh ng ñ c ñi m c a cơ th sinh v t, nó hình thành nên các h p ch t h u cơ có s lư ng nguyên t Cacbon ch n hay l n u: CPI > 4 : thì VCHC ñư c l ng ñ ng và phân h y trong môi trư ng l c ñ a CPI = 1 ÷ 4 : thì VCHC ñư c l ng ñ ng và phân h y trong MT vũng v nh, ñ m l y CPI < 1 : thì VCHC ñư c l ng ñ ng và phân h y trong môi trư ng bi n. ♦ Xác ñ nh ñá m sinh d u: Khi mà Hidrocacbua di chuy n và ñư c n p vào trong các b y ch a thì σ C13 gi m ñi (bi n ñ i t 1 ÷ 2 ‰) và d u tr nên nh hơn (hàm lư ng C12↑, và hàm lư ng C13↓). Do hàm lư ng c a C13↓ nhưng ch gi m v i m t lư ng nh nên ta có th xác ñ nh m t cách khái quát t ng ñá nào là t ng sinh d u trong các t ng ñá xung quanh các b y ch a. ♦ Xác ñ nh hư ng di chuy n c a d u ♦ Xác ñ nh lo i khí hay ngu n g c c a khí: 1. Khí CH4 có ngu n g c sinh v t: σ C13 = -55 ÷ -85 ‰ th m chí có th lên ñ n - 90‰. Khí lo i này ñư c thành t o dư i ñáy các ñ m h , có ngu n g c sinh hoá (t v t ch t h u cơ lên men) do vi khu n và men vi sinh t o nên. 2. Khí CH4 (C2 , C3 , C4 …): n m trong các tích t d u khí thì có: σ C13 = -29 ÷ - 54 ‰ , chúng còn ñư c g i là khí d u – là s n ph m ñư c t o ra do ph n ng Cracking nhi t. Khi mà tr s âm c a σC13 càng nh thì hàm lư ng C12 càng cao và do ñó d u càng tr nên nh . Khi di chuy n ñ n p vào các b y ch a d u tr nên nh hơn v thành ph n ñ ng v Carbon: σ C13 = -20 ÷ -30 ‰ và T0C = 60 ÷1300C
III . Thành ph n nhóm Hidrocacbua c a d u m
Thành ph n nhóm Hidrocacbua c a d u m chia thành 3 nhóm cơ b n:
1 . Nhóm Alkan ( Parafin , nhóm Metan , Alifan ) : Cn H2n + 2 ( n = 60 )
C1 ÷ C4 (C5) – th khí 2005 - 2010 *** ╝╝
╚╚ *** Đi Ch t D u K50
#@#@#
5
nguon tai.lieu . vn
I . Kaustobiolit – Đá sinh v t cháy
NHIÊN
Kaustobiolit là khoáng v t thu c d ng tr m tích, ñư c hình thành trong môi trư ng nư c, có ngu n g c sinh v t và có kh năng cháy ñ sinh ra nhi t. Thành ph n hoá h c ch y u c a Kaustobiolit cũng là các nguyên t có m t trong d u m và khí ñ t (vì chúng ñư c hình thành t xác c a ñ ng - th c v t), bao g m các nguyên t : C , H , S , O , N … Các h p ch t d nguyên t là nh ng h p ch t h u cơ trong thành ph n ngoài: Carbon và Hidro còn ch a nh ng nguyên t như: S , O , N … Các v t ch t h u cơ (xác c a ñ ng - th c v t) ñư c l ng ñ ng trong môi trư ng không có ho c r t ít Oxi như trong các h nư c tù (không có s ñ i lưu c a các dòng nư c). Do hàm lư ng c a Oxi r t th p cho nên m c ñ phân hu các v t li u h u cơ kém, do ñó chúng ñư c b o t n m c ñ nào ñó tuỳ thu c vào hàm lư ng c a Oxi (kho ng vài % v t li u h u cơ ñư c b o t n) khi các v t li u h u cơ ñư c b o t n chúng s ñư c l ng ñ ng và ñư c chôn vùi cùng v i các v t li u tr m tích. T các h p ch t ñơn gi n s ñư c polime hoá l i thành các h p ch t h u cơ không tan trong môi trư ng nư c và các dung môi h u cơ. S n ph m phân hu c a các h p ch t h u cơ trong môi trư ng kh ñư c g i là Kerogen (Kerogen không có kh năng hoà tan trong nư c và các dung môi h u cơ). VCHC Xác ĐV-TV H2O + CO2 + mùn ( không khí ) Than và khí (CO2 ; CH4)
( không có ho c ít Oxi ) phân hu Th c v t b c cao Th c v t b c th p và Đ ng v t
mùn Th c v t Trôn vùi Cacbonate hoá T, P (kerogen lo i 3) (Than hoá) phân hu ch t h u cơ Polime hoá Kerogen (phân tán trong ñá tr m tích) (lo i 1 , 2)
T < 500C P cao Đá d u
nén ép Bi n ch t
T > 500C
D um và khí ñ t
Đá phi n cháy Đá d u – Pirobitum : là nh ng ñá h t m n giàu v t ch t h u cơ khi ñưa vào gia nhi t s cho ta s n ph m gi ng như d u m . D u khí ch y u bao g m các v t ch t h u cơ (phân h y t th c v t và ñ ng vât b c th p) ñư c l ng ñ ng trong môi trư ng kh phân hu cho ra s n ph m Kerogen, n u ñư c trôn vùi nhi t ñ : ♦ T < 500C → Đá d u và ñá phi n cháy. ♦ T > 500C → T o thành d u m (dư i tác d ng c a nhi u y u t ch y u là nhi t ñ ). Kerogen lo i III : ñư c phân hu t th c v t b c cao ñư c g i là: Humic. Kerogen lo i I , II : ñư c phân hu t TV - ĐV b c th p và ñ ng v t ñư c g i là Sapropel.
Quá trình hình thành Kaustobiolit
╚╚ *** Đi Ch t D u K50 #@#@# 2005 - 2010 *** ╝╝ 1
V t ch t h u cơ
(Xác ñ ng - th c v t) Môi trư ng Oxi hoá Môi trư ng kh
H2O + CO2 + mùn
Xác th c v t b c th p và ñ ng v t
Xác th c v t b c cao
L ng ñ ng và chôn vùi cùng tr m tích Ch t h u cơ ñơn gi n phân tán trong tr m tích Polime hoá Kerogen lo i I và II (không tan trong nư c và dung môi h u cơ) T > 50oC D u m và Khí ñ t Mùn th c v t (Kerogen lo i III) Chôn vùi và b Carbonate hoá Than + CO2 + CH4 (Khí ch y u là CO2 và CH4
T < 50oC và Pcao
Đá d u (ñá h t m n giàu VCHC)
S n ph m gi ng d u m Nén ép bi n ch t Đá phi n cháy
II. Bitum
Bitum là m t ph n c a Kaustobiolit có kh năng hoà tan trong dung môi h u cơ và ñư c ñ c trưng b i t s c a các nguyên t : H / C ≥ 1,3 và O / C ≤ 0,3 . Trong ñi u ki n t nhiên Bitum t n t i 3 d ng: R n – L ng – Khí . ♦ D ng khí : Là các Hidrocacbua có s nguyên t cacbon t C1 → C4 trong ñi u ki n TOC và Patm c a v a . ♦ D ng l ng : D u m là nh ng Bitum nh t . ♦ D ng r n : Là nh ng h p ch t ch a d nguyên t , thành ph n c a nó trong d u m tăng lên tuỳ thu c vào m c ñ Oxi hoá và bi n ch t c a d u m . Bao g m 2 d ng : 1. Smol : T n t i d ng l ng ho c quánh . 2. Asfalt : T n t i th r n . Oxi hoá Sơ ñ , Oxi hoá c a d u m : D u Smol Oxi hoá Asfalt Như v y, khi m c ñ Oxi hoá càng cao thì Bitum càng tr nên r n hơn, và do ñó: ╚╚ *** Đi Ch t D u K50 2005 - 2010 *** ╝╝
#@#@#
2
Bitum = Hidrocacbua + Smol + Asfalt
Ngoài ra, trong t nhiên Bitum có th n m d ng : ♦ Phân tán : V t li u h u cơ trôn vùi cùng tr m tích → D u m . ♦ T p trung: D u m b tích t l i r i b nén ép kh i ñá sinh d u, sau ñó di chuy n và tích t trong các b y ch a d u. Các tích t này có th là các tích t khí, tích t d u – khí, tích t d u. Ngoài ra, còn m t tr ng thái khác là khí Condensat. Khí Condensat, ñư c hình thành ñi u ki n nhi t ñ và áp su t cao (ñi u ki n v a) → bay hơi r i hoà tan vào trong khí nén. Trong quá trình khai thác d u m làm cho áp su t c a v a gi m, do ñó thành ph n d u m bay hơi trong khí nén s ñư c ngưng t l i và cho ta s n ph m có tên là Condensat. Các h p ph n bay hơi là các h p ph n nh như C5 , C6… khi nhi t ñ tăng thì Cn càng l n (trong ñi u ki n 1500C các h p ph n bay hơi có th lên ñ n C16). M t khác, Bitum còn có th hoà tan trong nư c (v i m t lư ng nh ), ho c Bitum có th tr n l n v i các lo i ñá – ñá ch a Bitum. Do Bitum có th hoà tan trong dung môi h u cơ, cho nên d a vào tính ch t này ta có th chi t Bitum ra kh i ñá. Hàm lư ng Bitum trong dung môi h u cơ ñư c th hi n b ng h s Bitum ( β ) :
β =
∑ Bitum
TOC
=
HC + Smol + Asfalt TOC
Trong ñó: TOC – T ng hàm lư ng Cacbon h u cơ, th hi n hàm lư ng v t ch t h u cơ trong ñá. Đôi khi, ngư i ta còn dùng h s Hidrocacbua ( µ ) : µ = HC / TOC Hàm lư ng Bitum trong ñá r t nh (t n ‰ ÷ n % ). Tuy nhiên, lư ng Bitum có trong tr m tích trên toàn Trái Đ t là r t l n: n . 1015 t n ( n = 2,5 ÷ 7,2 ).
III . Phân lo i Bitum
♦ Theo G.Goffo , thì Bitum ñư c phân lo i theo tr ng thái t n t i. Bitum : R n , l ng , khí và h n h p . ♦ Theo K.I.Bagdanovic , thì Bitum ñư c chia ra làm 3 lo i. 1 . Piro Bitum . 2 . Bitum s ch (d u m và khí ñ t) . 3 . Bitum nhân t o ( các s n ph m chưng c t t d u m ) . ♦ Theo U.Khov , thì Bitum cũng ñư c chia ra làm 3 lo i. 1 . Bitum lo i 1 . 2 . Bitum lo i 2 . → (Tương ng v i ba lo i Bitum c a Bagdanovic) 3 . Bitum lo i 3 . ♦ Theo nhi u tác gi chia ra. 1 . Bitum lo i A : là lo i Bitum chi t tách ñư c t ñá, khi m u ñá còn chưa s lí axit 2 . Bitum lo i C : là lo i Bitum chi t tách ñư c t ñá, sau khi m u ñá ñư c s lí b ng axit ( Không có Bitum lo i B trong cách phân lo i này, vì Bitum lo i B ñư c chi t tách t than ñi u ki n áp su t cao, khi m u ñư c s lí b ng axit ) ♦ Cách phân lo i theo thành ph n, Bitum ñư c chia ra. 1 . D u : là thành ph n Bitum tan trong ete d u m và không b h p th b i Silicogen : là thành ph n Bitum tan trong ete d u m và b h p th b i Silicogen 2 . Smol ╚╚ *** Đi Ch t D u K50 #@#@# 2005 - 2010 *** ╝╝ 3
3 . Asfalten : là thành ph n Bitum có kh năng hoà tan Cloroform Trong thành ph n c a d u ch y u là Hidrocacbua, trong thành ph n c a Smol có hàm lư ng Hidrocacbua th p mà ch y u ch a các h p ch t ch a d nguyên t , còn trong thành ph n c a Asfalten thành ph n ch y u là các h p ch t d nguyên t gi ng như thành ph n c a Smol. Nhưng Asfalten khác v i Smol ch : Các nguyên t trong thành ph n c a Asfalten có kích thư c phân t l n, phân t lư ng cao và có c u trúc m ch ph c t p hơn. Phân t lư ng c a Smol: MS = 500 ÷ 1000 ñvC và chi m g n 40% lư ng Bitum, trong c u trúc phân t c a Smol có th có t 1 ÷ 10 vòng Naften ho c vòng Aromatic. Phân t lư ng c a Asfalten là: MA = n .103 ÷ 20.000 ñvC và chi m 2 ÷ 3% lư ng Bitum, trong c u trúc phân t c a Asfalten có th có trên 10 vòng Naften ho c vòng Aromatic. Hàm lư ng c a Smol và Asfalten trong d u càng l n thì d u càng tr nên n ng hơn. Ngoài ra, theo thành ph n các nguyên t thì trong d u m còn có Cacben – tính ch t c a nó là: không hoà tan trong dung môi h u cơ. Bitum có th ñư c chi t b ng các dung môi khác nhau và b ng các phương pháp khác nhau, lư ng Bitum l y ra tuỳ thu c vào: phương pháp chi t, th i gian chi t và dung môi dùng ñ chi t.
Chương II: D U M
§1: TÍNH CH T HOÁ H C C A D U M
D u m là h n h p c a nhi u ch t ph c t p trong ñó thành ph n ch y u c a nó là HC.
I . Thành ph n nguyên t
Các nguyên t trong d u m chi m t i trên 1/2 các nguyên t trong b ng h th ng tu n hoàn Mendeleev, ch y u là các nguyên t : C , H , S , O , N… Trong ñó : C = 80 ÷ 88 % H = 12 ÷ 14 % S+O+N < 8%(S = 8%;O = 5%;N = 3%) Ngoài ra, trong thành ph n c a d u m còn có các nguyên t : Si , Fe , Bo , Br , I2 , Cr , Co , Ni… các nguyên t này có hàm lư ng không vư t quá 10-2 %
II . Thành ph n ñ ng v
a . Thành ph n ñ ng v c a Cacbon
Cacbon có 4 ñ ng v : C11 → C14 . Trong ñó : C11 : có chu kì bán phân hu là : T = 20,3 tháng (ñ ng v phóng x ). C12 : chi m t i 98,892 % t ng hàm lư ng cacbon . C13 : chi m t i 1,108 % t ng hàm lư ng cacbon . C14 : có chu kì bán phân hu là : T = 6.670 năm (ñ ng v phóng x ) . T l C12/C13 có trong thành ph n c a d u m th hi n môi trư ng mà nó ñư c thành t o ra. T l này r t ít khi thay ñ i, n u có thì thay ñ i v i m t hàm lư ng không ñáng k . Đ ñ c trưng cho ñ c tính này, ngư i ta ñưa ra khái ni m - T s ñ ng v Carbon ( σ C13 ):
C13 / C12 md (‰) σ C = C13 / C12 − 1 *1000 mc
13
╚╚ *** Đi Ch t D u K50
#@#@#
2005 - 2010 *** ╝╝
4
Trong ñó : C12/C13 m u ñá C12/C13 m u chu n T s ñ ng v Carbon ( σ C13 ): Đ xác ñ nh hàm lư ng c a các nguyên t v i ñ chính xác t i 10-4 ñơn v b ng phương pháp quang ph kh i. C12/C13 m u chu n: l y t m u ñá Belimmít c a thành h Pidi t i bang California (M ), m u chu n này có hàm lư ng Carbon C13 = 1,1112 % . C12/C13 m u ñá (m u d u ): c n ph i xác ñ nh hàm lư ng C12 và C13, r i sau ñó thay s và công th c ta s ñư c t s ñ ng v Carbon ñ c trưng cho m u ñá ho c m u d u.
b.
ng d ng c a thành ph n ñ ng v Carbon
♦ Xác ñ nh ngu n g c c a v t li u hay khoáng v t (ñư c thành t o trên l c ñ a hay dư i bi n): Đ i v i sinh v t s ng trên l c ñ a thì trong ñi u ki n không khí thì hàm lư ng C13 cu nó nh hơn hàm lư ng c a C13 c a sinh v t có xu t x t bi n và ñ i dương (do chúng s d ng khí CO2 c a nư c, mà khí CO2 trong nư c ñư c hình thành do: Ca(HCO3)2 → CaCO3 + CO2 + H2O ). Ngoài ra, Carbon có liên quan ñ n ngu n g c magma có hàm lư ng C13 l n nh t. ♦ Xác ñ nh môi trư ng l ng ñ ng và phân hu v t ch t h u cơ: Đ xác ñ nh ñư c môi trư ng l ng ñ ng và phân hu các v t ch t h u cơ c n ph i xác ñ nh ñư c ch s CPI. Ch s CPI : là m t trong nh ng ñ c ñi m c a cơ th sinh v t, nó hình thành nên các h p ch t h u cơ có s lư ng nguyên t Cacbon ch n hay l n u: CPI > 4 : thì VCHC ñư c l ng ñ ng và phân h y trong môi trư ng l c ñ a CPI = 1 ÷ 4 : thì VCHC ñư c l ng ñ ng và phân h y trong MT vũng v nh, ñ m l y CPI < 1 : thì VCHC ñư c l ng ñ ng và phân h y trong môi trư ng bi n. ♦ Xác ñ nh ñá m sinh d u: Khi mà Hidrocacbua di chuy n và ñư c n p vào trong các b y ch a thì σ C13 gi m ñi (bi n ñ i t 1 ÷ 2 ‰) và d u tr nên nh hơn (hàm lư ng C12↑, và hàm lư ng C13↓). Do hàm lư ng c a C13↓ nhưng ch gi m v i m t lư ng nh nên ta có th xác ñ nh m t cách khái quát t ng ñá nào là t ng sinh d u trong các t ng ñá xung quanh các b y ch a. ♦ Xác ñ nh hư ng di chuy n c a d u ♦ Xác ñ nh lo i khí hay ngu n g c c a khí: 1. Khí CH4 có ngu n g c sinh v t: σ C13 = -55 ÷ -85 ‰ th m chí có th lên ñ n - 90‰. Khí lo i này ñư c thành t o dư i ñáy các ñ m h , có ngu n g c sinh hoá (t v t ch t h u cơ lên men) do vi khu n và men vi sinh t o nên. 2. Khí CH4 (C2 , C3 , C4 …): n m trong các tích t d u khí thì có: σ C13 = -29 ÷ - 54 ‰ , chúng còn ñư c g i là khí d u – là s n ph m ñư c t o ra do ph n ng Cracking nhi t. Khi mà tr s âm c a σC13 càng nh thì hàm lư ng C12 càng cao và do ñó d u càng tr nên nh . Khi di chuy n ñ n p vào các b y ch a d u tr nên nh hơn v thành ph n ñ ng v Carbon: σ C13 = -20 ÷ -30 ‰ và T0C = 60 ÷1300C
III . Thành ph n nhóm Hidrocacbua c a d u m
Thành ph n nhóm Hidrocacbua c a d u m chia thành 3 nhóm cơ b n:
1 . Nhóm Alkan ( Parafin , nhóm Metan , Alifan ) : Cn H2n + 2 ( n = 60 )
C1 ÷ C4 (C5) – th khí 2005 - 2010 *** ╝╝
╚╚ *** Đi Ch t D u K50
#@#@#
5