Качество сланцев Кендерлыкского месторождения

22.03.2020

Исследованием качества кендерлыкских сланцев начиная с 1931 г. занимался ряд исследователей. Наиболее полно изучены сланцы пластов Калын-Кара и Лучший, вскрытые горными выработками вне зоны выветривания. По ним были отобраны валовые пробы. Наименее изученными из-за их небольшой мощности оказались верхние горючие сланцы, т. е. сланцы сайканской свиты.

Пласт «Калын-Кара», находящийся в непосредственной близости от угольного пласта, по своему петрографическому и химическому составу занимает промежуточное положение между углистой породой и типичным горючим сланцем, хотя по некоторым показателям ближе к последнему. Так, содержание водорода на горючую массу в нем колеблется от 7,09 до 7,85%. Выход летучих на сухой сланец при зольности от 68 до 73% составляет более 20%. Выход же смолы по сравнению с другими пластами горючего сланца весьма невелик — всего 5—9 %.

Пласт «Лучший» по качеству сланца выделяется среди других пластов (см. табл. 162). Среднее содержание смолы в пласте превышает 10% и в отдельных пробах достигает 27%. Поэтому горючие сланцы пласта «Лучшего» подверглись более детальному исследованию, которое показало, что наиболее выгодно использовать сланец для получения пиролизного газа, который по своим показателям вполне пригоден для производства полимерных соединений (табл. 165). Пылевидный кокс, полученный при пиролизе сланца, можно использовать как дополнительное топливо, так как его теплота сгорания достигает 2430 ккал/кг (табл. 166).

Процесс полукоксования сланцев пласта «Лучшего» дает также некоторые результаты, а именно: выход смолы 16—18% на сухой сланец при большом содержании в сланце углеводородов (табл. 167).

Качество сланцев Кендерлыкского месторождения

Отсюда можно сделать вывод, что смолы кендерлыкских сланцев имеют углеводородный характер группового состава. Количество кислых и нейтральных кислородных соединений относительно невелико, чем кендерлыкские сланцы резко отличаются от прибалтийских, смола которых состоит на 2/3 из кислородных соединений.

Разгонка смолы на фракции показала возможность использования сланцев для получения искусственного топлива (табл. 168).

Средние горючие сланцы имеют лучшее качество на южном крыле месторождения, при этом различные пласты сланцев в разрезе продуктивного горизонта характеризуются различными качественными показателями. Так, для III (сверху) пласта продуктивного горизонта мощностью около 3 м содержание золы 62,8% на сухой сланец, горючего вещества 35,2%, теплота сгорания сланца 2950 ккал/кг, Sсобщ 0,57%, выход смолы 17,4%. В то же время в пласте сланца, расположенном на 6—7 м выше этого пласта и примерно такой же мощности, при зольности 74,3% содержится всего 8,9% горючего вещества, теплота сгорания 700 ккал/кг, а выход смолы 4,1%.

Такие резкие колебания качества сланцев по разрезу зависят не только от содержания золы, но и от петрографического состава органической массы.

Качество сланцев продуктивного горизонта караунгурской свиты меняется и по простиранию. Горючие сланцы этого горизонта в районе р. Акколка имеют наибольшую зольность, соответственно меньший выход смолы (8,5%) и меньшую теплоту сгорания (1545 ккал/кг). По мере движения на юг качество сланцев улучшается и выход смолы в среднем по всем пластам горизонта составляет 14,4% (см. табл. 157). Горючая масса сланцев характеризуется повышенным содержанием водорода — от 9,1 до 9,8% и значительным выходом смолы на горючую массу, но и в этом случае сланцы в районе р. Акколка дают худшие показатели по сравнению с более южными участками месторождения (см. табл. 158).

Сравнение качественных показателей горючих сланцев кендерлыкской и караунгурской свит по валовым пробам, взятым из штолен вне зоны выветривания, свидетельствует о значительном преимуществе сланцев пласта «Лучшего» и продуктивного горизонта караунгурской свиты по качеству над сланцами пласта «Калын-Кара», что особенно заметно по выходу смолы на сухой сланец, содержанию водорода и серы на горючее вещество (табл. 169).



Средний химический состав сланцев по анализам проб, взятых из обнажений, расчисток и канав также подтверждает более высокое качество сланцев пласта «Лучшего» и продуктивного горизонта караунгурской свиты (так называемых средних горючих сланцев). При этом наиболее ценными свойствами, несмотря на несколько большую зольность, обладают сланцы продуктивного горизонта караунгурской свиты (табл. 170, 171, 172). Для сланцев этого горизонта характерно большее содержание водорода и больший выход смолы на горючую массу, характерный состав швельгаза и смол полукоксования.

По своему качеству горючие сланцы сайканской свиты значительно уступают сланцам караунгурнской свиты. Так, средний выход смолы из сланцев первого продуктивного горизонта не более 2% при значительных колебаниях содержания смолы в отдельных прослоях. Около 50% от массы всех сланцев этого горизонта дают выход смолы менее 6%, 20% сланцев — от 6 до 9% смолы, 20% сланцев дают от 9 до 12% смолы.

Сланцы второго горизонта имеют еще более низкие показатели, так как только отдельные прослои сланца дают выход смолы от 6 до 9%, остальные слои сланца содержат менее 6% смолы.

В третьем горизонте горючие сланцы скорее могут быть отнесены к битуминозным породам, так как главная масса этих сланцев содержит менее 3% смолы и лишь отдельные прослои содержат до 6% смолы.

Четвертый горизонт, к которому приурочено залегание так называемых листоватых сланцев, содержит горючие сланцы с выходом смолы 3—5%, но из-за незначительной площади распространения и небольшой мощности пластов также не имеет существенного практического значения. Лабораторное полукоксование дает следующий выход продуктов на сухой сланец: полукокс 61,8%, смола 24,3%, вода пирогенная 6,3%, газ и потери 7,6%. Состав газа полукоксования в объемных процентах при выходе газа 57,1 л/кг сланца: углекислый газ и сероводород 27,7%, непредельные углеводороды 13,2 %, окись углерода 12%, водород 14,5%, предельные углеводороды 29%, азот 5,6%.

Проведенные опыты по анализу пиролизного газа горючих сланцев пласта «Лучшего» продуктивного горизонта свиты показывают, что содержание балластных составляющих не превышает 10—15%, а теплотворная способность газа достигает 4500—6500 ккал/м3. С ростом температуры пиролиза отмечается увеличение в составе пиролизного газа компонентов с малым молекулярным весом, особенно резко увеличивается содержание водорода, которое достигает 53—55% в газе, полученном при температуре реакции 1100° C.

При температуре реактора 900° С на 1 т переработанного сланца получается 86 кг этилена и до 9 кг пропилена. При более высокой температуре получаются газовые смеси, содержащие в своей основе окислы углерода и водорода. Приведенные данные свидетельствуют о возможности синтеза из кендерлыкских сланцев газов различного назначения. Производство и переработка газовых смесей легко сочетаются с получением газа для отопительных нужд и применением твердого остатка в качестве энергетического топлива. Кроме того, существенное значение имеют жидкие продукты, получаемые при высокотемпературном пиролизе пылевидного сланца (смола, газовый бензин), являющиеся денным исходным материалом для выделения ароматических соединений. Суммарный выход ароматических соединений в производственных пиролизных установках будет не менее 5—6% на сухой сланец, что указывает на возможность организации крупнотоннажного производства.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий:
Информационный некоммерческий ресурс fccland.ru © 2020
При цитировании и использовании любых материалов ссылка на сайт обязательна