天然矿物低温催化混合酯水解及生烃动力学研究

论文摘要

未熟烃源岩中的脂肪酸是未熟油重要的生烃母质,在自然界中,主要是以脂肪酸酯的形式存在,并且在实际地质体中,脂肪酸酯是由不同碳数分布的脂肪酸酯混合在一起的。本论文选择正构十四、十六和十八烷酸甲酯的混合物为模型反应物,以五种未熟烃源岩中广泛分布的天然矿物(白云石、方解石、钙蒙脱石、伊利石和黄铁矿)为催化剂,进行了天然矿物低温催化混合脂肪酸酯的水解及生烃反应研究,研究的主要内容包括:不同无机盐类对天然矿物低温催化混合脂肪酸酯水解及生烃反应的影响研究;在不同无机盐类下,天然矿物低温催化混合脂肪酸酯水解及生烃反应的活性评价;天然矿物低温催化混合脂肪酸酯水解及生烃反应动力学考察,得到了混合脂肪酸酯水解及生烃反应的动力学参数(反应级数、反应速率常数、活化能和指前因子等),同时进行了天然矿物催化混合脂肪酸酯在不同温度下生烃年限的计算。本论文还选择正构十八烷酸甲酯为模型反应物,以五种典型的碳酸盐矿物(白云石、方解石、文石、菱铁矿和菱锰矿)为催化剂,初步进行了碳酸盐矿物低温催化脂肪酸酯的水解及生烃机理研究,并尝试提出了其反应历程。实验结果表明,不同无机盐类对于混合脂肪酸酯的水解及生烃反应具有不同程度的影响,各天然矿物在不同无机盐类下的催化活性也不同。通过动力学研究分析了天然矿物低温催化混合脂肪酸酯水解及生烃的催化规律,天然矿物的催化作用主要体现在对反应活化能和指前因子的影响上,天然矿物低温催化混合脂肪酸酯水解及生烃反应均为总包一级反应。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 前言
• 1.1 选题的依据和意义
• 1.2 研究内容和创新性
• 1.3 国内外研究现状
• 1.3.1 脂肪酸及其衍生物研究
• 1.3.2 矿物对未熟-低熟石油形成的催化作用
• 1.3.3 有机质生烃动力学研究进展
• 1.3.4 有机质矿物催化生烃动力学及反应机理研究的不足
• 第二章 混合酯水解及生烃的理论基础和实验方法
• 2.1 理论基础
• 2.1.1 脂肪酸酯水解机理
• 2.1.2 脂肪酸脱羧生烃机理
• 2.2 实验方法
• 2.2.1 模拟实验方法的建立
• 2.2.2 生烃动力学的研究思路
• 2.2.3 动力学模型的选择
• 2.2.4 实验设计
• 2.2.5 实验数据的处理方法
• 第三章 各无机盐类对天然矿物低温催化混合酯水解及生烃反应的影响
• 3.1 实验条件的确定
• 3.2 实验仪器与药品
• 3.3 实验流程
• 3.3.1 实验操作
• 3.3.2 产物抽提
• 3.3.3 检测
• 3.4 水解率和生烃率的确定方法
• 3.5 各无机盐类对天然矿物低温催化混合酯水解反应的影响
• 3.6 各无机盐类对天然矿物低温催化混合酯生烃反应的影响
• 3.7 小结
• 第四章 各无机盐类存在下天然矿物低温催化混合酯水解及生烃反应的活性评价
• 4.1 天然矿物的矿物组成分析和无机元素分析
• 4.2 各无机盐类存在下天然矿物低温催化混合酯水解反应的活性评价
• 4.3 各无机盐类存在下天然矿物低温催化混合酯生烃反应的活性评价
• 4.4 小结
• 第五章 天然矿物低温催化混合酯水解及生烃动力学研究
• 5.1 实验条件的确定
• 5.2 实验方法和步骤
• 5.3 天然矿物低温催化混合酯水解动力学研究
• 5.3.1 方解石低温催化混合酯水解动力学研究
• 5.3.2 其它矿物低温催化混合酯水解动力学研究
• 5.3.3 实验结果分析与讨论
• 5.4 天然矿物低温催化混合酯生烃动力学研究
• 5.4.1 方解石低温催化混合酯生烃动力学研究
• 5.4.2 其它矿物低温催化混合酯生烃动力学研究
• 5.4.3 实验结果分析与讨论
• 5.5 生烃年限
• 5.6 小结
• 第六章 碳酸盐矿物低温催化脂肪酸酯水解及生烃反应机理研究
• 6.1 研究意义
• 6.2 研究思路
• 6.3 实验条件的确定
• 6.4 碳酸盐矿物低温催化脂肪酸酯水解及生烃反应机理研究
• 6.4.1 碳酸盐矿物低温催化脂肪酸酯水解反应机理研究
• 6.4.2 碳酸盐矿物低温催化脂肪酸酯生烃反应机理研究
• 6.5 小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间取得的学术成果
• 致谢