Esquistos bituminosos

Archiu:Oilshale.jpg

Lutita bituminosa.

La lutita bituminosa (també coneguda com esquisto bituminoso o pissarra bituminosa) és un terme general aplicat a un grup de rocas en la suficient abundància en material orgànic (cridat querógeno) com per a produir petròleu a través de destilació. El querógeno en la lutita bituminosa pot ser convertit en petròleu a través del procés químic conegut com pirólisis. Durant la pirólisis, la lutita bituminosa és calfada fins a 445-500 °C en absència d'aire, mentres el querógeno és convertit en petròleu i separat, un procés cridat "retorting". Estudis recents en Jordània permeten processar a menors temperatures (vore "Mineria" avall). La lutita bituminosa ha segut també cremada directament com un combustible a baix-grau. l'Administració d'Informació Energètica d'Estats Units estima que del suministrament mundial de lutita bituminosa de 2,6 billons de barrils d'oli renovable, uns 1,0-1,2 billons de barrils es troben en Estats Units. No obstant, intents per desenrollar dites reserves han estat actius per més de 100 anys en èxit llimitat.

Estònia, Rússia, Brasil, i China són països en extracció lleu de lutita bituminosa per factors econòmics i migambientals.

Geologia

Archiu:OilShaleEstonia.jpg

Archiu:OilShaleFossilsEstonia.jpg

La lutita bituminosa es considera formada pel depòsit de matèria orgànica en llac, estanys i àrees estuarinas restringides com els llac oxbow i muskegs. Generalment, la lutita bituminosa és considerada com formada per acumulació de rebujos algalés.

Les lutitas bituminosas (esquistos bituminosos) són roques metamòrfiques arcillosas, generalment negruzcas, que contenen materials inorgànics i orgànics, procedents de la fauna i la flora aquàtiques (en llenguage coloquial serien roques empapades de petròleu). Este material és transformat diagénicamente en mig reductor i dona lloc a matèria orgànica complexa en un elevat pes molecular. La composició dels esquistos bituminosos és:

C= 80% , H=10%, O=6%, N=3%, S=1%

El contingut en petròleu dels esquistos bituminosos varia enormement, de manera que d'una tonellada poden extraure's de 75 a 125 litros de petròleu. El procés d'extracció del petròleu consistix en la trituración, combustió en forns i extracció.

El major jaciment en l'actualitat es troba en Queensland (Austràlia).

Quan les plantes moren en estos ambients pantanosos, les seues biomasses són depositades en ambients aquàtics anaeròbics a on els baixos nivells d'oxigen prevenen la seua completa deterioració per bactèries. Per a masses de matèria orgànica no descomposta i que serà preservada en forma de lutita bituminosa, l'ambient deu mantindre's quet per periodos prolongats de temps per a seqüències de matèria algal lo suficientment grosses. A diferència del carbó, la lutita bituminosa no requerix necessàriament baix contingut de minerals i cendres, puix no és usat per a combustió, i la despesa de mineral en plantes licuefaccionadas és més fàcil de tractar.

Eventualment, i a sovint per l'inici de l'orogènia o events tectónicos, l'ambient algal pantanoso és interromput i l'acumulació de lutita bituminosa cessa. Un atre important control en la preservació i distribució de lutita bituminosa en lutita bituminosa lacustrine són a nivell llac i nivell salinitat.

L'acumulació sobre el pantà algal convertix la matèria orgànica a querógeno a través dels següents processos;

• Compactación, pel pes dels sediment en el carbó que aplana la matèria orgànica
• Removiment d'aigua continguda en la turba entre els fragments de planta
• En compactación al vol, removiment d'aigua de l'estructura inter-celular de les plantes fosilizadas
• En calor i compacció, removiment d'aigua molecular
• Metanogenesis; similar al tractament de fusta en una cuina de pressió, el metà és produït, lo que remou hidrogen i una miqueta de carbó, aixina com oxigen.
• Deshidratació, que remou grups hidróxilos de la celulosa i atres molècules de plantes, resultant en la producció de carbó en hidrogen reduït.

No obstant, la calor i la pressió no varen ser lo suficientment grans com en processos similars que formen petròleu. La lutita bituminosa és coneguda com a 'roca que es crema'.

Història

La lutita bituminosa ha segut usada des de temps ancestrals i pot utilisar-se directament com a combustible de la mateixa manera que el carbó. Els usos moderns de la lutita bituminosa per a la preparació d'oli data d'Escòcia en la década de 1850. En 1847, el Dr James Young va preparar oli iluminador, lubricando oli i cera a partir de carbó. Després es va restablir en Edimburc a on es trobaven els depòsits de lutita bituminosa. En 1850 va patentar el procés de cracking d'oli. L'oli de lutita bituminosa va ser produït en eixa regió des de 1857 fins a 1962, quan la producció va ser cancelada pel baix cost del petròleu.

Estònia primer usava lutita bituminosa com a combustible de baix-grau en 1838 després de l'intent fallanc per destilar del material. No obstant, no va ser explotat fins als corts de suministrament de combustible en la Segona Guerra Mundial. El mineraje va començar en 1918 i ha segut discontinu des de llavors, en el tamany d'operacions incrementant en funció a la demanda. Dos grans estacions generadores a pur de lutita bituminosa (actuant com a combustible) varen ser obertes, una planta de 1400 MW en 1965 i una planta de 1600 MW en 1973. La producció de lutita bituminosa va aplegar al seu punt màxim en 1960 en 31,35 millons de t. No obstant, en 1981 el quart reactor de la planta nuclear Sosnovy Bor va obrir en les rodalies d'óblast de Leningrado de Rússia, reduint la demanda pel material Estoniano. La producció va caure gradualment fins a 1995, any des de que la producció ha incrementat novament encara que solament lleument. En 1999 el país va usar 11 millons de tonellades del material en la producció d'energia, i planegen tallar la producció primària a partir de lutita bituminosa de 62% a 47-50% en 2010.

Austràlia ha extret 4 millons de tonellades de lutita bituminosa entre 1862 i 1952, quan el respal del govern per la mineria del material va cessar completament. Més recentment, des de la década de 1970 en avant, les companyies de combustible han explorat buscant possibles reserves. Des de 1995 Southern Pacific Petroleum N.L. i Central Pacific Minerals N.L. (SPP/CPM) (unint-se un temps la companyia canadenca Suncor) ha estat estudiant el Depòsit Stuart prop de Gladstone, Queensland, el qual té un potencial de producció de 2.600 millons de barrils de combustible. Des de juny de 2001 fins a març de 2003, 703.000 barrils d'oli, 62.860 barrils de combustible llauger, i 88.040 barrils d'ultra-baix sulfur nafta varen ser produïts de l'àrea de Gladstone. Una volta processat fortament, l'oli produït serà apropiat per a la producció de petròleu de baixa emissió.

Brasil ha produït oli de lutita bituminosa des de 1935. Menudes demostracions de plantes de producció d'oli varen ser construïdes en la década de 1970 i 1980, en una producció de chicoteta escala continuant inclús hui en dia. China ha estat minant lutita bituminosa fins a un grau llimitat des de la década de 1920 prop de Frushun, pero el baix preu del cru de petròleu ha mantingut els nivells de producció molt baixos. Rússia ha estat minant les seues reserves en chicoteta escala des de la década de 1930.

Espanya va posar en marcha en els anys 40 a través del INI un proyecte per a extraure petròleu dels seus jaciments de lutita bituminosa dins del pla d'autarquia econòmica que regia en aquells moments, pero est va ser cancelat ya que el cost de producció era enormement desmesurat respecte al preu dels hidrocarburs en el mercat internacional.

Els Estats Units han intentat extraure lutita bituminosa a gran escala. L'oli destilat de la lutita era primer cremat para propòsits d'horticultura en el sigle XIX pero no va ser sino fins al s. XX quan es varen realisar investigacions més extenses i es va establir l'Oficina de Petròleu Naval Reserves de Lutita Bituminosa en 1912. Les reserves es varen vore com una possible font d'emergència de combustible per als militars, particularment la Marina.

Despuix de la Segona Guerra Mundial, el Departament de Mines dels Estats Units va obrir una mina de demostració en Punts de Treball, just a l'oest de Rifle, Colorat, que operava en chicoteta escala. En el començ de la década de 1960 la TOSCO (The Oil Shale Corporation, La Corporació de Lutita Bituminosa) va obrir una mina baix terra i va construir una planta experimental prop de Parachute, Colorat. Va tancar al final de la mateixa década puix el cost de producció excedia el cost del petròleu cru importat. No va ser sino fins a la crisis de combustible de la década de 1970 i que els EE. UU. es varen transformar en una ret d'importació de combustible que els intents d'utilisació varen incrementar. Els usos militars varen ser considerats menys importants mentres que l'explotació comercial va quedar en primer pla, contant en l'inversió de diverses importants companyies. l'Unocal va tornar al mateix lloc a on havia treballat la TOSCO. Varis billons de dólars varen ser gastats fins que els preus decadents del combustible varen transformar l'explotació de la producció en inviable una volta més i l'Unocal es va retirar en 1991. A finals de 2005, el president Bush va autorisar la prospecció discreta de reserves pertanyents a la federació baix la superfície de Colorat. El govern federal és posseïdor actual del 72 % de tota la lutita bituminosa coneguda en EE. UU.