Geochemistry of Sulfur in Fossil Fuels (Acs Symposium Series) pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:An American Chemical Society Publication

作者:Orr, Wilson L./ White, Curt M. (EDT)

出品人:

页数:693

译者:

出版时间:1990-05-05

价格:USD 199.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9780841218048

丛书系列:

图书标签:

Geochemistry
Sulfur
Fossil Fuels
Acs Symposium Series
Energy
Environmental Chemistry
Organic Geochemistry
Coal
Petroleum
Sedimentary Geology

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具体描述

《地球化学：化石燃料中硫的循环与转化》内容概要：本书旨在为地质化学、能源科学、环境工程及相关领域的研究人员和专业人士提供一份全面且深入的参考资料，聚焦于地球化学背景下硫元素在化石燃料形成、赋存、提取和环境影响中的复杂行为。本书摒弃了对特定化学分子或特定催化剂的深入技术细节探讨，而是着眼于宏观的地球化学过程、长周期的地质事件，以及硫在不同地质体系中的迁移、转化和沉积规律。第一部分：地球化学基础与硫的起源本部分首先回顾了硫在地球化学循环中的基础地位，探讨了硫在地质历史中的主要来源，包括早期地球的原始物质分馏、火山活动释放以及地幔脱气过程。重点分析了不同价态硫化物（如硫化氢、硫酸盐、元素硫）在地球化学反应中的热力学和动力学控制因素。硫的同位素分馏：详细阐述了硫的稳定同位素（$ ext{}^{32} ext{S}$, $ ext{}^{33} ext{S}$, $ ext{}^{34} ext{S}$, $ ext{}^{36} ext{S}$）在不同地质过程中（如早期海洋的微生物还原、沉积物的成岩作用）发生的关键分馏效应。这部分内容将侧重于利用同位素比值变化来示踪远古的生物地球化学事件和地质环境的氧化还原状态。岩石圈中的硫储库：分析了地壳中硫的主要存在形式，包括原生矿物（如黄铁矿、黄砷铁矿）、沉积岩中的硫酸盐岩层，以及在变质和热液作用下硫的迁移路径。探讨了控硫矿物在岩石圈热力学平衡中的作用。第二部分：沉积环境中的硫与有机质的早期相互作用此部分深入探讨了在沉积盆地中，有机质（前体化石燃料）在早期成岩阶段如何捕获和转化环境中的硫。这一阶段是硫元素最终固定于化石燃料结构中的关键窗口。微生物控制的硫还原：详尽分析了硫酸盐还原菌（SRB）在缺氧沉积物中的作用。重点关注微生物活动如何驱动硫酸盐向硫化氢的转化，以及这种硫化氢如何与早期沉积的有机质（如卟啉前体、脂肪族化合物）发生亲核取代、加成或氧化还原反应，从而将无机硫引入有机分子骨架。非生物化学反应：探讨了在缺少微生物活性或高温条件下，硫化物与有机质的非生物反应机制，包括自由基反应和热解诱导的硫化作用。研究了沉积物中不同硫物种（如单质硫、多硫化物）与有机质的相互作用模式。成岩作用对硫形态的影响：描述了随着埋深增加和温度升高，早期的有机硫化合物如何经历重排、缩聚，最终固定为更稳定的、与碳骨架紧密结合的芳香族或脂环族硫结构。第三部分：地质演化过程中的硫迁移与热化学转化本部分将焦点转移到地下深处，研究在成岩作用和生油生气的热演化过程中，硫元素在复杂的油气体系中的行为。油气生成中的硫转移：探讨了原油和天然气生成过程中，硫的“脱除”或“富集”现象。分析了高成熟度源岩中，早期引入的硫组分如何通过热裂解被释放为硫化氢（$ ext{H}_2 ext{S}$），以及这种$ ext{H}_2 ext{S}$如何与新生油气发生二次反应。油气藏中的硫相平衡：阐述了在油气藏特定的温度和压力条件下，硫的各种形态（溶解态$ ext{H}_2 ext{S}$、元素硫、有机硫）之间的相平衡关系。分析了硫在油、气、水三相中的分配系数及其对储层流体性质（如酸性、腐蚀性）的影响。地质期硫的后期改造：考察了在油气运移和长期储存过程中，伴生水和岩石矿物对硫化合物的后期影响。例如，地下水中的金属离子与$ ext{H}_2 ext{S}$反应形成金属硫化物沉淀，以及微生物的残余活动对已生成油气藏中硫的轻微改造。第四部分：环境地球化学视角下的硫释放与沉积后影响最后一部分将讨论化石燃料的地球化学特征如何决定其在开采和利用过程中对环境的潜在影响，强调从地球化学角度理解环境风险。硫在化石燃料中的赋存形态分类及其地球化学意义：提供一个基于地球化学机制的硫形态分类框架，区分“惰性硫”（如高稳定性的芳香族硫化物）和“活性硫”（如易于在脱硫过程中被移除的官能团硫）。强调这些形态的比例由其在地质历史中的形成路径决定。热解过程中硫的释放动力学：从热力学和动力学角度分析，不同地质来源的化石燃料在高温裂解时，其结构中的硫释放为$ ext{H}_2 ext{S}$的倾向性差异。硫在采掘和废弃物中的地球化学归宿：讨论了开采过程中伴生的地层水中的高浓度硫化物、采出废水中硫的地球化学稳定性和迁移性，以及在废弃物（如油页岩灰渣、钻井泥浆）中硫化物氧化形成酸性矿山排水（AMD）的地球化学前兆。本书内容严谨，理论深度足够，旨在帮助读者建立一个清晰的、跨越地质时间尺度的硫在化石燃料系统中的整体认知框架，而非停留在特定工业流程的工程参数层面。