Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Siarka organiczna i pirytowa: metody wydzielania i oceny ilościowej. Wpływ zawartości siarki organicznej na energię aktywacji kerogenu

Wencel Kinga

Nafta-Gaz

|

2022

|

R. 78, nr 2

97--109

PL

Siarka organiczna odgrywa ogromną rolę w procesach diagenezy substancji organicznej, wpływając na tempo jej termicznych przemian. Oszacowanie ilości siarki organicznej w kerogenie pozwala na lepsze zrozumienie mechanizmów generacji węglowodorów. Standardowe metody izolacji kerogenu przy użyciu kwasów HCl/HF usuwają większość minerałów i często pozostawiają znaczne ilości pirytu, który stanowi przeszkodę w określeniu składu pierwiastkowego kerogenu i rozkładu grup funkcyjnych. Głównym zagadnieniem pracy było oszacowanie ilości siarki organicznej i pirytowej w kerogenie w sposób niepowodujący istotnych przemian w próbce wyjściowej. W celu usunięcia siarki pirytowej w wybranych próbkach zastosowano metody tradycyjne zakładające wykorzystanie kwasu azotowego oraz metodę redukcji kwaśnym roztworem chlorku chromu(II) (ang. chromium reducible sulphur, CRS), przeprowadzaną w inertnej atmosferze w specjalnie skonstruowanej komorze rękawicowej. Siarkę pirytową ekstrahowaną HNO3 i utlenianą do siarczanów oznaczano wagowo w formie strąconej jako BaSO4 lub za pomocą miareczkowania redoksometrycznego roztworem K2Cr2O7 jako siarkę związaną z żelazem. Zastosowanie kwaśnego roztworu CrCl2 powoduje wydzielenie H2S, który jest wprowadzany do roztworu Zn(CH3COO)2, gdzie siarka wytrąca się w postaci ZnS, a następnie jej ilość jest oznaczana jodometrycznie za pomocą Na2S2O3. Porównano wykorzystane metody pod kątem ich praktycznego zastosowania, powtarzalności wyników oraz wpływu na analizowaną próbkę. Analiza elementarna badanego materiału przed usunięciem i po usunięciu siarki pirytowej oraz obliczenie stosunków atomowych H/C, O/C, N/C, S/C wykazały przemiany zachodzące w substancji organicznej po zastosowaniu metod utleniających. W przeciwieństwie do metod tradycyjnych użycie roztworu CrCl2 nie powoduje takich przemian, co pozwala na dalsze analizy wymagające uprzedniego usunięcia pirytu z kerogenu. Podjęto próbę korelacji ilości siarki organicznej z energią aktywacji kerogenu wyznaczoną na aparacie Rock-Eval. Zauważono wpływ trawienia próbki kwasami na określanie energii aktywacji kerogenu, której wartość wzrasta wraz z użyciem próbek poddanych kolejnym etapom preparatyki, obejmującym izolację kerogenu i usunięcie siarki pirytowej.

EN

Organic sulphur plays a significant role in diagenesis of organic matter, influencing the rate of thermal alteration. Determining organic sulphur content in kerogen gives a better comprehension of hydrocarbon generation mechanisms. Standard kerogen isolation treatment using HCl/HF acids removes most mineral components and often leaves significant amounts of pyrite, which is an obstacle to determining the elemental composition and functional group distributions in kerogen. The main aim of this research was to determine the organic and pyritic sulphur content in kerogen in a way that does not cause significant alteration of initial sample. In order to remove pyritic sulphur, designated samples were treated using traditional methods involving the use of nitric acid(V) and more recent method of acidic chromium chloride(II) reduction conducted under inert atmosphere in especially designed glovebox. Pyritic sulphur extracted in HNO3 and oxidised into sulphates was determined in a form of BaSO4 or as an iron-sulphur bond by redox titration using solution of K2Cr2O7 as titrant. The use of acidic CrCl2 solution converts pyritic sulphur to H2S, which is led to Zn(CH3COO)2 solution and precipitated as ZnS, and consequently the amount of sulphur is determined by iodometric titration with use of Na2S2O3. Practical application, repeatability of results, and an effect on the sample of each method were examined. Elemental analysis and comparison of H/C, O/C, N/C, S/C atomic ratios before and after pyrite removal treatment has shown alternation of organic matter in samples subjected to oxidizing methods. In contrast to traditional method, CrCl2 solution does not cause such changes and allows for further analyses, which require prior pyrite removal. An attempt was made to correlate organic sulphur content with kerogen activation energy measured on the Rock Eval apparatus. There is a visible influence of acids digestion on the determination of kerogen activation energy, which increases when using samples subjected to subsequent stages of kerogen isolation and pyritic sulphur removal treatments.

2

Wpływ siarki organicznej na jakość węgli energetycznych

Sablik J., Wawrzynkiewicz W.

Inżynieria Mineralna

|

2001

|

R. 2, nr 1

11-21

PL

Zawartość siarki organicznej w węglu energetycznym jest parametrem, który między innymi decyduje o jego jakości. Siarki organicznej nie można usunąć z węgla w procesach wzbogacania. Podczas spalania węgla siarka ta tworzy dwutlenek siarki. Przedstawiono wyniki badań zawartości siarki całkowitej i organicznej w węglach z różnych pokładów i kopalń. Obliczono wielkość potencjalnej emisji dwutlenku siarki do atmosfery w zależności od zawartości siarki organicznej w węglu. Biorąc pod uwagę wiedzę o zawartości siarki organicznej w węglu decydować można o sposobie odsiarczania.

EN

Organic sulphur content in power coal determines among other factors the quality of coal. Organic sulphur cannot be removed from coal by upgrading processes. Coal, when combusted forms therefor sulphur dioxide. Results of investigation of total and organic sulphur content in coal from different coal beds and mines are presented. In dependence of organic sulphur content the potential sulphur dioxide emission into atmpsphere is calculated. Taking this in consideration, the method of desulphurisations can be selected.

3

Procesy generowania i ekspulsji węglowodorów – rola siarki organicznej: zastosowanie metody dla potrzeb poszukiwań naftowych

Więcław D., Kotarba M. J., Burzewski W.

Prace Instytutu Górnictwa Naftowego i Gazownictwa

|

2000

|

nr 110 wyd. konferencyjne

57--60

EN

Determination of organic sulphur content in kerogen is necessary element for precise assay of its genetic type and for modelling of time position of "oil window" and other hydrocarbon generation phases for individual source rocks during geological development of petroleum basin. Presence of organic sulphur in kerogen within clayey-mudstone Menilite strata of the Flysch Carpathians and carbonate Main Dolomite strata of the Polish Lowlands prove that within these source rocks early process of generation of liquid hydrocarbons on lower stage of kerogen transformation was possible. Up to now this immature kerogen was considered incapable for generation of liquid hydrocarbons. Presence of type II-S kerogen in Menilite strata of Skole unit of the Flysch Carpathians indicates that oil was generated during sedimentation stage of development of basin of the tectonic unit.

4

Wpływ siarki organicznej zawartej w węglu energetycznym na emisję SO2 do atmosfery

Wawrzynkiewicz W., Sablik J.

Zeszyty Naukowe. Górnictwo / Politechnika Śląska

|

1998

|

z. 238

355-369

PL

Nowoczesne metody przeróbki węgla pozwalają usunąć znacze ilości siarki pirytowej z węgla. Siarka organiczna związana z molekularną substancją węglową jest nie usuwalna metodami fizycznymi i może stanowić trudną do pokonania barierę w procesie produkcji czystych węgli. Szczególnie wysokimi zawartościami sirki całkowitej i organicznej charakteryzują się węgle energetyczne z kopalń Nadwiślańskiej Spółki Węglowej. Na podstawie wyników analizy zawartości różnych form siarki w węglach pokładowych poszczególnych kopalń Nadwiślańskiej Spółki Weglowej wyliczono potencjalną emisję SO2 do atmosfery jako skutek utylizacji tych węgli w energetyce.

EN

Modern coal upgrading methods allow to remove a considerable amount of pyritic sulphur from steam coal. Organic sulphur being bound in macromolecules of coal mater can not be removed by physical methods and is a very difficult barrier to overcome in the process of clean coal production. Steam coals of the Vistula River Coal Area (NSW) have a significantly high total and organic sulphur content. Taking into account the sulphur content in seam coal samples of individual NSW mines, the potential SO2 emission to the atmosphere, which would have been the result of coal utilization in power plants, was calculated.

5

Organic sulphur content in coal beds of the Vistula River Coal Area in Poland

Wawrzynkiewicz W., Sablik J.

Gospodarka Surowcami Mineralnymi

|

1998

|

T. 14, z. 3

5-20

EN

In the region of the Vistula River Coal Area (NSW) located in the south-eastern part of the Upper Silesian Coal Basin steam coaI is mined from libiąskie, łaziskie, orzeskie and załęskie stratigraphic layers. An examination of organic sulphur content (So) in these coals was performed and an influence of this kind of sulphur was determined on a potential emission of sulphur dioxide into the atmosphere. It was found that in the coaIs under examination the organic sulphur content ranges from 0.2 up to 2.0%, and most often it is 0.5%. The organic sulphur content decreases as the carbon content in coal rises, and it increases together with the rise of total sulphur content. It was also found out that in many cases the organic sulphur content in coal is considerably high and may unfavourably increase the emission of sulphur dioxide to the atmosphere.

PL

Na obszarze Nadwiślańskiej Spółki Węglowej (NSW) położonej w południowo-wschodniej części Górnośląskiego Zagłębia Węglowego (GZW) eksploatuje się węgiel energetyczny z warstw stratygraficznych libiąskich, łaziskich, orzeskich i załęskich. Przeprowadzono badanie zawartości siarki organicznej (So) w tych węglach oraz określono wpływ tego typu siarki na potencjalną emisję dwutlenku siarki do atmosfery. Stwierdzono, że w badanych węglach zawartość siarki organicznej może wynosić 0,2-2,0%, a najczęściej wynosi 0,5%. W węglach pokładów warstw libiąskich zawartość siarki organicznej maleje wraz ze wzrostem uwęglenia węgla kamiennego od około 0,75 do około 0,40%. Podobnie w węglach pokładów warstw łaziskich, orzeskich i załęskich zawartość siarki organicznej maleje odpowiednio: od około 2,0 do około 0,3%, od około 0,8 do około 0,2% oraz od około 1,4 do około 0,2%. Zawartość siarki organicznej maleje wraz ze wzrostem uwęglenia węgla oraz rośnie wraz ze wzrostem zawartości siarki całkowitej. W niektórych węglach udział siarki organicznej w siarce całkowitej jest większy od 50%. Wprowadzone z początkiem 1998 roku nowe normy limitujące poziom emisji S02 dla zakładów starych do wartości 870 g/GJ, a szczególnie dla zakładów nowych (zbudowanych w 1994 i później) do wartości 200 g/GJ powodują, że barierą dla dostatecznego odsiarczenia węgla przed spalaniem staje się zawarta w nim siarka organiczna. Stwierdzono i przedstawiono graficznie wyniki badań, które dowodzą, że w licznych przypadkach zawartość siarki organicznej w węglach z kopalń Nadwiślańskiej Spółki Węglowej jest stosunkowo duża i może niekorzystnie zwiększać szkodliwą emisję dwutlenku siarki do atmosfery, przy czym normy emisji mogą być przekraczane przede wszystkim w przypadku nowych zakładów energetycznych.