Горючие сланцы - полезное ископаемое из группы твердых каустобиолитов, дающее при сухой перегонке значительное количество смолы (близкой по составу к нефти).
Сланцы в основном образовались 450 млн лет назад на дне моря из растительных и животных остатков.
Tермин «Горючие сланцы» иногда применяют для обозначения всех высокозольных твердых каустобиолитов, содержащих органические вещества различного происхождения и различных условий преобразования (углистых, битуминозных и липтобиолитовых сланцев).
Горючие сланцы - это, по сути, горная порода, содержащая:
- соединение под названием кероген, из которой при термическом разложении выделяется сланцевая нефть;
- горючие газы;
- подсмольные воды.
- минеральная часть:
- пиробитуминозные сланцы - осадочные породы:
- карбонатно-глинистого (мергелистого), глинистого или кремнистого состава, содержащие 10-50% сингенетичного осадконакоплению органического вещества керогена,
- со слоистой (пластинчатой) структурой серого, темно-серого, черного, коричневого, желтого и оливкового цвета или массивной текстурой,
- легко распадается на отдельные плитки, слои,
- основные минеральные компоненты:
- кальцит, кварц и глинистые минералы,
- подчиненное значение имеют полевые шпаты, пирит, акцессорные минералы;
- органическая часть - кероген:
- одна из форм нетрадиционной нефти,
- в процессе преобразования органического материала в сырую нефть на протяжении многих лет существуют определенные этапы. Кероген - один из таких этапов;
- внешне он напоминает смолу.
- при сгорании - тепло;
- при термическом разложении керогена:
- сланцевую нефть,
- сланцевый газ;
- оба процесса сопровождаются образованием золы.
Воспламеняются и горят в нем только органические вещества.
Чтобы преобразовать кероген, имеющийся в нефтеносном сланце, используют 2 метода:
- добыча горючего сланца и последующее нагревание его в среде с низким содержанием кислорода;
- непосредственное нагревание нефти на месте путем воздействия теплом на пласт сланца и добыча нефти на месте после завершения процесса нагревания;
- различие между этими методами заключается в том, что метод добычи горючего сланца требует больше тепла, чем метод нагревания на месте, при котором тепло закачивается непосредственно в пласт.
По расчетам геологов запасов горючих сланцев на порядок больше, чем обычной нефти.
Однако, залежи сланца не играют ведущей экономической роли.
Он относится к альтернативным источникам тепла и химического сырья.
Лидером как в промышленной добыче и переработке горючих сланцев в СССР, так и локомотивом научных разработок и инноваций сланцевой отрасли промышленности была Эстония. <br>
Вся энергетика Эстонии базировалась на технологии переработки горючих сланцев: при прямом сжигании получают тепло и электроэнергию, при глубокой переработке - нефтепродукты: сланцевую нефть, а также высококалорийный газ, и химическое сырье, из которого производили сорбенты, фенолы, тиофеновые соединения, нефтеполимерные смолы и другую высоколиквидную продукцию. <br>
Сланцевый газ в последнее время стал более популярен, чем ГС в связи с со стремительным развитием его добычи, особенно в США. <br>
Кероген
Kероген - сингенетичное осадконакоплению органическое вещество c высоким выходом смол при сухой перегонке, при ограниченном выходе битумов, экстрагируемых органическими растворителями при низкой температуре.Он богат водородом и по его содержанию ближе к нефти, чем к углю.
Геологически кероген - это протонефть, его содержание в горючих сланцах составляет от 10% до 50%.
Исходный материал:
- биомасса преимущественно низших водорослей (сапропелевые компоненты);
- в меньшей степени - высших растений (гумусовые компоненты);
- частично животных организмов.
- сапропелиты (ГС Прибалтийского сланцевого бассейна, Bолжского бассейнов и Болтышского месторождения);
- сапрогумиты (менилитовые сланцы Карпат).
Oрганическое вещество горючих сланцев характеризуется высоким содержанием водорода (7-10%), большим выходом летучих при термической переработке (до 90%), высокой удельной теплотой сгорания (Qbdaf = 29-37 МДж/кг).
