质体中沉积有机质的模拟生烃动力学研究
- 作者:admin 来源:网络 日期:2010-1-17 2:47:33
- 集中在170~210 kJ/mol。相对误差小,理论值和实验值基本吻合,说明用若干平行一级反应模型来描述干酪根热解过程是比较合理的。因此从动力学角度反映了干酪根和固体沥青的化学结构是一个大分子网络体系,其热解过程涉及许多不同能级化学键的断裂。
图3 样品干酪根(a)与沥青(b)的活化能分布图 从图3可以看出,用平行一级反应模型模拟Ⅰ、Ⅱ类干酪根的热解试验,只有一个活化能的反应对应的x0较大,其它活化能的反应x0较小,所得模型的x计算值和试验值一致。因此实验采用的动力学模型对干酪根是适当的,比较符合实际的结果。从表4可知,随着热解反应温度的增加,样品的表4 干酪根主要热解反应速率常数与温度的关系样品Ro/%E/kJ•mol-1不同温度下速率常数/s-1300℃400℃500℃600℃SH13 2. 441672092. 65×10-178. 0×10-254. 75×10-109. 53×10-161. 07×10-52. 66×10-108. 49×10-31. 14×10-6渡口2. 661672095. 97×10-191. 04×10-241. 07×10-111. 24×10-152. 40×10-73. 45×10-101. 91×10-41. 47×10-6两个主要平行反应的速率常数逐渐增大。对同类样品而言,随着样品成熟度升高和反应活化能增大,其相应的主要热解反应的速率常数呈逐渐减小趋势,但也有个别例外,原因可能主要是样品的母质组成和结构上不同造成的。
干酪根和固体沥青热解动力学参数活化能和指前因子,在样品母质类型判别和成熟度确定方面具有一定的指示作用;活化能E和指前因子A之间的相关性在样品热演化研究中具有一定的重要性;关于热解动力学在母质类型判别、成熟度确定以及热演化中的应用还有待进一步深入探讨。
3 结论
本研究采用平行一级反应动力学模型的假设条件:①热解过程是由N个同时发生的平行反应组成;②各反应具有不同活化能和频率因子;③所有反应均为一级反应;④反应在恒速升温的条件下进行。对高演化沉积有机质热解反应作一级反应近似处理,按平行一级反应模型求出了其相应的动力学参数。
假定样品的热解过程是由五个不同活化能级的平行一级反应构成,计算表明,主要反应集中在活化能为170~210 kJ/mol的范围内。热解过程涉及不同能级化学键的断裂和反应类型。固体沥青的活化能分布与干酪根的活化能分布相比,二者动力学特征上存在一定的差别,固体沥青活化能的分布相对比较集中,主要由于成熟度作用使大分子结构的组成和结构上的不同造成。基本特征是样品的成熟度越高,其表观平均活化能相对较高,其相应的主要热解反应的速率常数呈逐渐减小趋势。
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