煤成气及鉴别理论研究进展

煤系成烃理论形成经历了3个阶段:20世纪40年代发现煤能生气并可成藏,但未关注成油,创立了纯朴的煤成气理论;60年代发现煤中壳质组成油贡献大,可形成煤成油田,产生煤成油理论,但未关注成烃中的油气比例;70年代中国学者发现煤系成烃以气为主以油为辅,创立了完整的煤成气理论.煤系成烃以气为主以油为辅的根据:一是8个煤种中都发现有成气作用产物的气孔;二是煤的原始物质是由生气为主、低H/C原子值的纤维素和木质素组成;三是化学结构上煤以利于生气的甲基和缩合芳环为主;四是从泥炭至无烟煤热模拟实验获得大量气346~422 m3/t,只有少量轻质油.以往天然气类型鉴别以气相组分为主,现在把鉴别指标发展为气液固(干酪根)三相,扩大了鉴别范畴.从碳同位素、轻烃和生物标志物三方面,综合研制了鉴别煤成气和油型气的26个指标,还研编了若干鉴别图版和δ~(13)C-Ro关系式,提高了天然气鉴别可信度.煤成气理论开辟了天然气勘探新领域,使指导勘探天然气理论从"一元论"(油型气)发展为"两元论"(煤成气和油型气),为中国天然气工业快速发展提供了理论依据.2016年中国天然气和煤成气储量、产量与煤成气理论出现之前的1978年相比,分别提高了52,408,10和216.6倍,使中国从贫气国变为世界第6产气大国.     

天然气耦合煤炭的低碳能源系统:中国向低碳能源过渡时期的解决方案?

基于我国向低碳能源过渡时期所面临的以高碳能源为主的能源结构与绿色、低碳发展迫切需求之间的巨大矛盾,本文根据绿色碳科学的概念,提出了"天然气耦合煤炭的低碳能源系统"的设想,即根据我国煤层气、页岩气、致密气等天然气资源和煤炭资源地理分布的一致性,就地利用低碳高氢的天然气与高碳低氢的煤炭耦合制合成气,取消水煤气变换装置,提高系统的碳效和能效,使得碳氧化生成CO2反应发生于能源使用过程而非能源工业自身,最终实现二氧化碳的减排,使其成为近期我国向低碳能源过渡时期最有可能实现的低碳能源战略解决方案.在此基础上,构建了集成煤-天然气制油系统(CGTL)、集成煤-天然气制甲醇-MTG制汽油系统(CGTG)和集成微藻生物质-煤-天然气制油系统(BCGTL),并对其进行相应技术评价.     

沉积有机质芳核与侧链碳同位素组成分布特征

碳同位素组成是油气对比和有机质演化研究的重要手段.国内外先后提出了不同的天然气δ~(13)C_1与R_o的演化模式.认为在相同演化阶段Ⅲ型母质形成天然气比Ⅰ～Ⅱ型母质δ~(13)C_1偏重,即煤型气δ~(13)C_1重于油型气.但由于这些模式大多是局部或区域性的,很难完全代表有机质的完整演化序列.     

用于合成气制烯烃的疏水性FeMn@Si催化剂

<正>烯烃在能源化工领域是一类非常重要的基础化工原料,可用其合成橡胶、塑料、纤维、润滑油等大宗产品,在国民经济中占有十分重要的地位.近年来,随着烯烃需求量的日益增加和石油资源的逐渐枯竭,开发非石油基生产烯烃的路线备受关注.基于我国"富煤、贫油"的能源格局,发展煤制烯烃技术逐渐成为了能源化工界的主流.费-托(F-T)合成反应可将煤炭资源经合成气(CO和H2)转化为液体燃料和高碳化学品,该技术已主导煤化工领域近百年.     

开发能源资源的思考与选择

人类大约在２１世纪后期将面临石油资源枯竭的问题。按传统的石油地质知识和理论,几乎没有可能再发现巨大的油田,从全球发展的角度,结合中国国情,我国未来能源的选择是：（１）研究和拓宽常规石油和天然气资源勘探领域,开发海域和西北诸盆地油气资源;（２）研究和发展非常规石油和天然气资源;非生物成因气、深层油气、甲烷水合物、煤层气等;（３）发展清洁煤技术和气化、液化技术,清洁高效、控制利用煤,以煤转电并注意保护     

中国主要含油气盆地天然气的C_(5-8)轻烃单体系列碳同位素研究

中国含油气盆地天然气的烷烃气(C_(1-4))碳同位素已有较多的研究成果.由于C_(1-4)烷烃气的分子种类有限而结构简单,及其碳同位素提供的信息有局限性.在湿气中C_(5-8)轻烃可见率大,并且其分子比C_(1-4)分子的结构复杂和种类多,研究其碳同位素,可取得更大量和丰富的科学信息,对探索和研究天然气的成因、鉴别气的类型和气源对比有重要意义.但天然气中C_(5-8)轻烃单体系列碳同位素研究,在国内、外都还很薄弱,在我国也仅有简单的研究报道.     

节能与生活

能源是指为人类提供能量的天然物质.它包括煤、石油、天然气和水能等,也包括太阳能、风能、生物质能、地热能、海洋能(潮汐能)和核能等新能源.     

我国煤层甲烷异常重碳同位素组成的发现及成因研究

天然气的稳定碳同位素δ~(13)C_(1-n)对于研究气体类型、演化规律、气/气和气源对比有着极为重要的意义。人们业已发现煤层气与油田气在碳同位素组成上存在着较大差异,这表现在煤层气很“干”以及δ~(13)C_1偏负(—40——80‰)两大特征上。近两年我们在重庆南桐煤田龙潭煤系的煤层气体中测得异常重的δ~(13)C_1值,其原因和意义为天然气地质学界所关注。     

埋藏在我们脚下的绿色能源

在我们脚下的地球中有一个巨大的能源宝库,除了我们熟知的石油、煤和天然气外,还有一个我们关注较少的能源。这种新能源不仅储量大,而且污染很小,这种日渐受到重视的能源就是地热。目前,水电、石油、煤和天然气还是世界上主要的能源,然而这些能源并非可持续发展的绿色能源,极大地污染着我们的生存环境。最近,德国能源部门希望小城镇使用绿色环保的地热资源,让小城镇摆脱对水电、石油和天然气的依赖。德国一个名为“下哈兴”的小镇正在进行这方面的试点工作。如果获得成功,德国将在地质条件合适的小城镇全面推广对地热资源的利用。地热是指来…     

天然气水合物:未来的动力原料

如果说 ,20世纪初主要的能源是煤。20世纪中叶主要的能源是石油 ,那么当今时代 ,天然气将跃居一次性能源的首位。     

我国典型区域二氧化碳和细颗粒物精细化协同减排路径

随着碳达峰、碳中和目标的提出,我国环境保护进入减污降碳协同治理新阶段.目前研究主要探寻空气质量政策或气候政策对二氧化碳和细颗粒物的减排效益.而从二氧化碳和细颗粒物排放终端能源消费重点行业、主要能源以及主导因素等角度出发,来探究我国典型区域协同减排路径精细化方法的研究则鲜见报道.本研究基于2000～2020年我国京津冀、长江三角洲、珠江三角洲典型区域能源消耗数据,首先探明了3个典型区域二氧化碳和细颗粒物终端能源消费的重点排放行业均为工业;并进一步甄别了终端能源消费重点行业中PM_2.5排放主要能源为煤类能源,而CO₂排放主要能源由煤类能源逐渐转向煤、气类能源,但煤类仍为主导地位;随后使用因素分解模型解析了能源强度、技术进步等主导因素对单位国内生产总值的二氧化碳以及细颗粒物的影响效应;最终利用能源-环境核算预测模型,基于上述研究识别的终端能源消费重点行业、主要能源以及主导因素进行情景分析,旨在判断典型区域不同情景下碳达峰情况,进而寻找协同减排最优路径.结果发现,“技术进步”因素在前期减排效果最好;“能效提升”因素的减排效果在长时期碳污协同减排将起到...     

天然气研究工作的考察

天然气在我国儲量十分丰富,据現有地貭資料估計,仅四川地区就有远景儲量約万亿立方米。天然气在我国分布又极广泛,已发現的气苗有几百处之多。由于天然气的化学組成主要为甲烷(含量高的可达98％),此外尚有少量其他气体烃和稀有气体、氮气等,因此,天然气可以說是一种最廉价的燃料和化学工业原料气体。利用天然气作为燃料(主要是煎制岩盐)或制作炭黑等,在我国已有千年历史。作为近代工业燃料或原料的应用,近年来已有良好的开始。为了更好地規划开展天然气研究的工作,为祖国宝貴资源的开发利用創造条件,中国科学院在今年     

将碳达峰、碳中和纳入生态文明建设整体布局

正人类的经济活动和能源消费是二氧化碳排放的主要来源。人类经济社会发展史,也是一部能源发展史。自第一次工业革命以来,碳基能源(煤、油、气)的发现和利用,极大提高了劳动生产率。以传统化石能源为主的碳基能源推动人类进步的同时,也产生了严重的环境问题和气候变化问题。地球温室气体效应使大气变暖,导致了地球平均气温在上升。     

可燃冰:21世纪的能源新宠

随着世界上石油、天然气资源的日渐耗尽,各国的科学家正在致力寻找新的替代能源. 可燃冰(天然气水合物)被称为21世纪最具商业开发前景的战略资源,正受到各国政府的重视.据专家估算:在全世界的边缘海、深海槽区及大洋盆地中,目前已发现的水深3 km以内沉积物天然气水合物中,甲烷资源量为2.1亿亿m3,水合物中甲烷的碳总量相当于全世界已知煤、石油和天然气总量的两倍,可满足人类1000年的需求.     

可控核聚变:人类的终极能源

<正>能源与人类的生存密切相关,它是提高人民生活水平、发展世界文明和征服自然的物质基础。如果我们正视现实,那就不得不承认,我们正面临着前所未有的能源危机。目前广泛使用的能源主要是煤、石油和天然气,但是这些化石燃料的储量十分有限     

论非生物成因天然气

从能源气体研究的角度出发,天然气通常指以甲烷为优势组分的可燃性气体.依据甲烷的形成过程可将天然气划分为:(1)生物(或细菌)气,主要指沉积物中的有机质在厌氧细菌作用下分解产生的气体;(2)热降解气,主要指沉积物中的有机质在一定的温度、压力等作用下降解产生的气体;(3)非生物气,主要指源于地球深部的原始气体,或在地球深部由无机反应合成的烃类气体.沉积物中的有机质在细菌、温度、压力等作用下可形成具商业开采价值的天然气藏的生物成因观点已被绝大多数地质学家所认可.然而,非生物成因烃类能否聚集成藏仍是地学界近百年来争论不休的重大科学论题.     

吐哈盆地天然气轻烃地球化学特征与低熟气判识

低熟气是潜在天然气资源极为重要的领域, 对其的识别既有重要的理论意义也有重要的实际意义, 其鉴别除碳、氢同位素外, 轻烃参数是主要的指标. 在吐哈盆地采集了20 个气样进行了轻烃分析, 结果表明, 天然气轻烃组分具有高甲基环己烷、高异构烷烃和低苯的特征, 这意味着成气母质为典型的腐殖型, 古环境为淡水沉积环境, 这些特征与盆地的地质背景一致. 对异庚烷值、庚烷值和天然气甲烷碳同位素组成等成熟度指标的对比研究说明, 吐哈盆地天然气主要是侏罗系煤系在低演化阶段形成的低熟气. 母质为Ⅲ型, 成熟度处于低演化阶段, 这是低熟气最根本的特征. 即轻烃的研究结果进一步证实了吐哈盆地是我国的低熟气规模性气区. 这对我国低熟气进一步的勘探开发无疑有很好的促进作用.     

我国农村能源状况

农业是实现四个现代化的基础。当前,我国农业正进入一个新的发展时期,在这种情况下,解决好农村能源问题,越来越显得重要。我国农村能源资源,除了大量的秸秆、薪柴、草类以及水生植物等生物质能外,还有畜力能、水力能、太阳能、风能等;有些地区还有地热能、潮汐能与矿物质能(煤、油、气)。但由于使用不科学,浪费十分惊人,加上其他一些经济、技术条件等原因,目前我国农村能源     

二氧化硫的循环与再利用

自然界的重要化石能源如煤、石油中普遍含有硫化物.因此,人类在利用这些能源的过程中,不可避免地会产生大量二氧化硫(SO_2)气体.据统计,全世界每年二氧化硫的排放量达到1.5亿吨.SO_2作为空气四大核心污染物之一(二氧化氮、臭氧、固体颗粒物为另外3种),它在空气中的含量直接影响生态环境和人类健康.与此同时,SO_2被广泛用作食品添加剂、漂白剂等化工原料,然而这个使用量只占排放量的1.6%.而在高附加值的药物结构和有机光电材料当中,含砜结构骨架广泛存在.如何将有害的SO_2气体高效转化成为高附加值化学产品成了一个亟待解决的科学问题.本文从SO_2背景出发,通过对其危害性和应用性介绍,阐述SO_2研究的重要意义.     

氢,二十一世纪的能源

现代社会是建筑在巨大能源消费之上的。社会越发达,能源消费量越大,而且对能源的质量要求也越高。目前社会消耗的能量,90%以上来自石化燃料。其中石油、天然气的消耗量占70%。但是,世界石油的可采储量约为900亿吨。按现在的开采水平仅能开采30年;煤的储量也仅可供人使用200～300年;天然气资源的储量也是有限的,因