煤岩显微组分的活化能研究

热解反应中活化能(E)与生烃率的关系是煤(干酪根)结构组成的反映,这就如同指纹一样,在成熟度相同的条件下,不同的显微组分其动力学特征不同。煤及显微组分化学结构的确定是目前地球化学研究领域中的一个难点。利用岩石热解(Rock-Eval)、热解气相色谱(PY-GC)以及开放体系下热模拟方法,对树皮体、镜质体和丝质体不同生烃率所对应的活化能进行测定和计算,在此基础上对上述组分的化学结构进行探讨。结果显示,三种组分的生烃率-活化能关系图以及由此所反映的化学结构明显不同:树皮体热解生烃主要集中在低活化能区,其化学结构相对较为单一,主要由脂族结构组成,芳香结构及杂原子官能团相对较少;镜质体的生烃活化能稍高,其结构比树皮体要复杂些,以烷基苯和甲氧基苯为主;丝质体生烃主要集中在高活化能区,化学结构更为复杂些,除以烷基苯及甲氧基苯为主外,还含有一定数量的杂原子官能团以及短链脂肪烃。另外,上述三种组分的平均活化能明显不同,其中树皮体的最低,丝质体的最高,镜质体的介于两者中间。因此,生油门限也存在很大差别,在相同的热演化条件下,三者的生烃顺序依次为树皮体→镜质体→丝质体。