Fosilna goriva - nafta, ugljen, uljni škriljevac, prirodni plin. Nafta, plin i ugljen

/ Energija budućnosti: što učiniti kada nestane nafte, plina i ugljena

05.10.2011. Energija budućnosti: što učiniti kada nestane nafte, plina i ugljena

Veliki ruski pjesnik Aleksandar Puškin, pokušavajući prenijeti čar bijelih petrogradskih noći, jednom je napisao: "Pišem, čitam bez svjetiljke, a usnule mase su jasne." Srećom, suvremenom čovjeku lampa za čitanje nije potrebna - odavno ju je zamijenila električna energija bez koje je gotovo nemoguće zamisliti život.

Ipak, stručnjaci upozoravaju da to neće uvijek biti tako. Procjenjuje se da će za 100-150 godina nestati nafte, plina i ugljena koji se koriste za pogon većine elektrana i da će električna energija postati luksuz. Što bi onda čovječanstvo trebalo učiniti? Rješenje može biti alternativna energija. Istina, u Rusiji je još uvijek potpuno nerazvijen.

Rusija se zatvara

Postoji mnogo mogućnosti za nestandardnu ​​proizvodnju energije iz obnovljivih izvora. Kao jedna od alternativa koja bi mogla zamijeniti naftu i plin nekada se nazivala nuklearna energija. Međutim, nakon nesreće u Fukushimi, koja je dovela do značajnog oslobađanja smrtonosne radijacije, mnoge su zemlje počele razmišljati o opasnosti od miroljubivog atoma.

Druga mogućnost zamjene ugljikovodika mogle bi biti velike hidroelektrane. Ali i tu postoji problem - njihov potencijal je ograničen i daleko od toga da ih je moguće graditi posvuda. Pokazalo se da hidroelektrane mogu opskrbljivati ​​električnom energijom samo mali broj ljudi.

Zbog toga se interes svjetske zajednice usmjerio na netradicionalne izvore energije. Obećavajuća područja uključuju solarnu energiju, vjetar, biogoriva, kao i mini-hidroelektrane, uključujući one koje se temelje na geotermalnoj energiji i pokreću plime i oseke.

Glavne prednosti alternativnih tehnologija u odnosu na naftu i plin su visoka ekološka sigurnost. Kako napominje Ivan Sliva, predstavnik RusHydro (u Rusiji se tvrtka bavi obnovljivim izvorima), tijekom njihovog rada praktički nema otpada, emisije zagađivača u atmosferu ili vodena tijela.

Također nema ekoloških troškova povezanih s vađenjem, preradom, transportom i odlaganjem goriva. Osim toga, alternativne tehnologije omogućuju opskrbu energijom u regijama gdje je transport tradicionalnih izvora otežan.

U poslu je sve dobro

Potencijal obnovljivih izvora energije u Rusiji je ogroman. Prema Olgi Novoselovoj, direktorici za ekologiju i energetsku učinkovitost Agencije za predviđanje bilance električne energije (APBE), taj potencijal doseže 4,5 milijardi tona standardnog goriva godišnje, što je više od četiri puta više od godišnje domaće potrošnje primarnih izvora energije u zemlja. Istodobno, gotovo svaka ruska regija ima svoju vrstu obnovljivih izvora.

Jedno od najperspektivnijih područja je energija vjetra. Tehnički potencijal industrije u Rusiji procjenjuje se na 50 milijardi kWh godišnje, a gospodarski potencijal je oko 30% ukupne proizvodnje električne energije u zemlji. U isto vrijeme, ukupni kapacitet svih vjetroelektrana u Ruskoj Federaciji još uvijek ne prelazi 18 MW.

Stručnjaci nazivaju bioenergiju još jednim zanimljivim smjerom za našu zemlju. Svake godine u Rusiji nastane oko 100 milijuna tona otpada iz biomase pogodnog za proizvodnju energije - gnojivo, odlagališta otpada, piljevina, strugotine i još mnogo toga. Energetska vrijednost takvog otpada je do 300 milijuna MW/h, dok stupanj realne iskoristivosti ne prelazi 10%, napominje APBE. Biogorivo se također može koristiti za proizvodnju bioplina, koji je alternativa prirodnom plinu na selu. Prema stručnjacima, potencijal bioplina u Rusiji je ekvivalentan 60-80 milijardi kubičnih metara godišnje (oko 10% moderne proizvodnje plina u Rusiji). A procvat se očekuje u bliskoj budućnosti, odobravaju se deseci projekata ukupne snage do 50 MW.

U području solarne energije u cjelini, ukupni obujam puštenih u rad kapaciteta, prema različitim procjenama, nije veći od 5 MW. U isto vrijeme, razina insolacije u Rusiji usporediva je s pokazateljima iste Njemačke, gdje je količina solarne proizvodnje već dosegla 20 GW. Prema riječima koordinatora Ruske udruge za solarnu energiju Antona Usacheva, južni teritoriji Rusije, kao i regije Dalekog istoka, imaju veliki potencijal.

Značajne mogućnosti kriju se u energetskim tehnologijama vezanim uz vodu. Konkretno, na Kavkazu postoje mogućnosti za izgradnju mini-hidroelektrana, a na Kamčatki - geotermalnih elektrana. Također u Rusiji postoje projekti elektrana na plimu i oseku.

Žalosna je samo činjenica da se, unatoč značajnim sredstvima, već realizirani ruski projekti u području alternativne energije još uvijek mogu nabrojati na prste. Na primjer, u području proizvodnje biogoriva ističe se Vologodska oblast, gdje je izgrađeno nekoliko mini-CHP koje rade na drvni otpad, napominje Sergej Belov, stručnjak u Institutu za probleme prirodnog monopola (IPEM).

U području geotermalne energije davne 1966.g. na Kamčatki je izgrađena eksperimentalna geotermalna elektrana Pauzhetskaya snage 11 MW, a 2003. god. Puštena je u rad Mutnovskaya GeoPP, čiji je trenutni kapacitet 60 MW. U području proizvodnje vjetra vrijedi istaknuti vjetroelektranu Kulikovskaya, najveću vjetroelektranu u Rusiji, koja je puštena u rad 2002. godine. sa snagom od 5,1 MW.

Naravno, u Rusiji ima još mnogo zanimljivih projekata, uključujući i one u izgradnji. No, čak i da ih sve saberemo, teško da će moći nekako promijeniti stanje na ovom području i opskrbiti električnom energijom značajan dio stanovništva. Istina, svatko od nas također ima priliku doprinijeti alternativnoj energiji instaliranjem vlastitog izvora električne energije kod kuće ili na selu.

Pristup ljudi

Paralelno s rastom cijena električne energije među stanovništvom raste potražnja za alternativnom energijom. Niska kvaliteta suvremenog napajanja, koja često dovodi do oštećenja, dodaje zanimljivost. Kućanski aparati i višednevne prekide. Istodobno, ruski i strani "kulibini" spremni su ponuditi stanovništvu čitav niz rješenja u području neovisnog napajanja.

Unatoč tome što Rusija nije najviše sunčana zemlja U svijetu su najpopularnije male solarne elektrane. Neke tvrtke već za 40 tisuća rubalja. spremni smo isporučiti set opreme koja u ljetnim mjesecima može osvijetliti seosku kuću, napuniti baterije telefona i prijenosnih računala, pa čak i neko vrijeme izdržati kuhalo za vodu i hladnjak. Ako kupite kompleks za 200 tisuća rubalja. - tada će hladnjak moći raditi malo duže, možete uključiti glačalo i druge uređaje u mreži. Također je moguće kupiti mobilne solarne module koji vam omogućuju punjenje telefona i svjetiljki na pješačenju.

Nedostatak ove tehnike je činjenica da zimi električna energija uz njegovu pomoć u središnja Rusija gotovo nemoguće dobiti.

Druga mogućnost za dobivanje energije može biti ugradnja kombiniranog sustava, uključujući mogućnost dobivanja energije vjetra i sunca, au njihovom nedostatku - koristeći tradicionalne izvore. Takav sustav može pouzdano osigurati električnu energiju u slučaju nestanka struje.

Također možete instalirati vlastitu vjetroelektranu. Konkretno, jedna od tvrtki spremna je isporučiti vjetroelektranu. Pretpostavlja se da uz uspješan rad trošak električne energije proizvedene njime može biti 50-60 kopejki po kilovatu.

Veliki potencijal ima i izgradnja Mikro-HE. Istina, za takve stanice postoje zahtjevi za vodna tijela na kojima se moraju instalirati. Kako je rekao RBC direktor tvrtke tvrtka koja se bavi alternativnim tehnologijama - "Spetsenergosnab" - Valery Bryantsev, za hidroelektranu kapaciteta 10 kW može biti spremnik s visinskom razlikom od 2 metra ili strujom brzinom od 3,5-4 m u sekundi potrebna. Ako ti uvjeti ne postoje, možda će biti potrebno izgraditi malu branu. Trošak stvaranja takvih HE može biti u prosjeku oko 2 tisuće dolara po kW kapaciteta. Sa snagom od 10 kW može se osigurati više od 40 kućica. Istina, nije činjenica da će postaja raditi punim kapacitetom.

Također obećavajuće područje je proizvodnja biogoriva, posebice bioplina na temelju otpada s odlagališta, gnoja i piljevine. Ovdje cijena instalacija može varirati od nekoliko desetaka do stotina tisuća eura.

Zašto ne?

U posljednje vrijeme alternativna energija se ubrzano razvija u cijelom svijetu - rast je 20-30% godišnje. Korištenje obnovljivih izvora raste ne samo u Europi i SAD-u. Na primjer, Kina je 2010 u odnosu na 2009. godinu povećala potrošnju obnovljive energije za 74,5%, Turska - za 88,1%, Egipat - za 35%, navodi podatke Ivan Fedjakov, generalni direktor istraživačke agencije INFOLine.

Rusija izgleda više nego skromno na općoj pozadini. U zemlji alternativni izvori (osim velikih hidroelektrana) ne čine više od 1% ukupne proizvodnje i ta brojka ne raste. Čak ni korištenje "ručne" kontrole ne može utjecati na to. Na primjer, prije tri godine, premijer Vladimir Putin pozvao je na 2020. povećati udio alternativne energije na 4,5%, ali se u proteklom razdoblju nije promijenio ni za jedan postotni bod. U međuvremenu, u mnogim drugim zemljama, era alternativnih izvora energije već je započela. A primjera za to ima dovoljno. Na primjer, u Danskoj je moguće koristiti energiju vjetra - au nekim vjetrovitim noćima zemlja u potpunosti zadovoljava svoje potrebe za električnom energijom pomoću ove tehnologije. A Antalija (Turska) potpuno se grije resursima sunca, koje tamo sja 300 dana u godini.

Dakle, što koči razvoj alternativne energije u Rusiji? Nekoliko je razloga za to, kažu stručnjaci. Prije svega, koči prisutnost nafte i plina te nedostatak dobrih savjetnika i objektivnih informacija o obnovljivim izvorima od strane najvišeg vodstva zemlje, kaže Stanislav Chernitsa, direktor Aenergyja. Također pod utjecajem konzervativizma, nespremnosti na promjenu navika, nedostatka vlastitih resursa, kako tehničkih tako i ljudskih.

Stručnjaci također krive nedostatak državna potpora u ovoj regiji. Kako objašnjava Olga Novoselova, nerazvijen zakonski i regulatorni okvir i nedostatak specifičnih financijskih mehanizama za državnu potporu nisu na najbolji način. U međuvremenu, u inozemstvu se za takve tehnologije pružaju porezni poticaji i izravna državna potpora.

Naravno, alternativna energija ima svoje nedostatke. Konkretno, postoji mišljenje da solarni moduli masovnom uporabom mogu zamračiti značajan dio zemlje, a proizvodnja biogoriva može iscrpiti zemlju. Analitičari također primjećuju promjenjivost obnovljivih izvora tijekom vremena, problem skladištenja energije, minimiziranje gubitaka tijekom njezinog prijenosa na udaljenosti.

Drugi argument su visoki kapitalni troškovi takvih tehnologija. Primjerice, izgradnja vjetrenjača i solarnih panela znatno je skuplja od klasičnih elektrana, a ulaganja u netradicionalnu energiju dosta se isplati. tradicionalan način- na teret krajnjeg korisnika. Kao rezultat toga, Sergej Belov, stručnjak na Institutu za probleme prirodnih monopola, vjeruje da alternativna energija ostaje zabava za bogate, ali lišene prirodnih resursa regije. Za Rusiju, bogatu mineralima, pitanje plinofikacije i izgradnje infrastrukture moglo bi biti važnije.

Međutim, nije poznato hoće li te mjere pomoći u rješavanju energetskog problema - uostalom, energetska industrija, izgrađena na bazi nafte, plina i ugljena, prije ili kasnije mogla bi se suočiti s iscrpnošću ovih resursa. A to, očito, nije najudaljenija perspektiva. Prema riječima ministra prirodni resursi Jurij Trutnjev, ugljikovodici u svijetu mogu nestati za 100-150 godina. A koje će mjesto na izmijenjenoj energetskoj karti svijeta u ovom slučaju pripasti Rusiji, još uvijek nije jasno.

Najvažniji izvori ugljikovodika su prirodni i prateći naftni plinovi, nafta i ugljen.

Po rezervama prirodni gas prvo mjesto u svijetu pripada našoj zemlji. Prirodni plin sadrži ugljikovodike niske molekulske mase. On ima sljedeće približan sastav(po volumenu): 80-98% metan, 2-3% njegovih najbližih homologa - etan, propan, butan i mala količina nečistoća - sumporovodik H 2 S, dušik N 2, plemeniti plinovi, ugljikov monoksid (IV) CO 2 i vodene pare H 2 O . Sastav plina je specifičan za svako polje. Postoji sljedeći obrazac: što je veća relativna molekularna težina ugljikovodika, to ga je manje sadržano u prirodnom plinu.

Prirodni plin ima široku primjenu kao jeftino gorivo visoke kalorične vrijednosti (izgaranjem 1m 3 oslobađa se do 54 400 kJ). Ovo je jedan od najbolji pogledi gorivo za domaće i industrijske potrebe. Osim toga, prirodni plin je vrijedna sirovina za kemijska industrija: proizvodnja acetilena, etilena, vodika, čađe, raznih plastičnih masa, octene kiseline, boja, lijekova i dr. proizvoda.

Povezani naftni plinovi nalaze se u naslagama zajedno s naftom: otopljeni su u njoj i nalaze se iznad nafte tvoreći plinsku “kapu”. Prilikom izvlačenja nafte na površinu dolazi do izdvajanja plinova iz nje zbog naglog pada tlaka. Ranije se prateći plinovi nisu koristili i spaljivali su se tijekom proizvodnje nafte. Trenutno se hvataju i koriste kao gorivo i vrijedne kemijske sirovine. Povezani plinovi sadrže manje metana nego prirodni plin, ali više etana, propana, butana i viših ugljikovodika. Osim toga, sadrže u osnovi iste nečistoće kao u prirodnom plinu: H 2 S, N 2, plemenite plinove, H 2 O pare, CO 2 . Pojedinačni ugljikovodici (etan, propan, butan itd.) Ekstrahiraju se iz pratećih plinova, njihovom preradom se dehidrogenacijom dobivaju nezasićeni ugljikovodici - propilen, butilen, butadien, iz kojih se zatim sintetiziraju gume i plastika. Mješavina propana i butana (ukapljeni plin) koristi se kao gorivo u kućanstvu. Prirodni benzin (mješavina pentana i heksana) koristi se kao dodatak benzinu za bolje paljenje goriva pri pokretanju motora. Oksidacijom ugljikovodika nastaju organske kiseline, alkoholi i drugi proizvodi.

Ulje- uljasta zapaljiva tekućina tamnosmeđe ili gotovo crne boje s karakterističnim mirisom. Lakši je od vode (= 0,73–0,97 g / cm 3), praktički netopljiv u vodi. Nafta je po sastavu složena smjesa ugljikovodika različite molekulske mase, pa nema određeno vrelište.

Nafta se uglavnom sastoji od tekućih ugljikovodika (u njima su otopljeni kruti i plinoviti ugljikovodici). Obično su to alkani (uglavnom normalne strukture), cikloalkani i areni, čiji omjer u uljima iz raznih polja jako varira. Uralsko ulje sadrži više arena. Osim ugljikovodika, ulje sadrži kisik, sumpor i dušične organske spojeve.

Sirova nafta se obično ne koristi. Dobiti iz nafte tehnički vrijedne proizvode u obradi je.

Primarna obrada ulje se sastoji u njegovoj destilaciji. Destilacija se provodi u rafinerijama nakon odvajanja pratećih plinova. Tijekom destilacije nafte dobivaju se svijetli naftni proizvodi:

benzin ( t kip \u003d 40–200 ° C) sadrži ugljikovodike S 5 -S 11,

nafta ( t kip \u003d 150–250 ° C) sadrži ugljikovodike S 8 -S 14,

kerozin ( t kip \u003d 180–300 ° C) sadrži ugljikovodike S 12 -S 18,

plinsko ulje ( t kip > 275 °C),

a u ostatku - viskozna crna tekućina - loživo ulje.

Ulje se podvrgava daljnjoj obradi. Destilira se pod sniženim tlakom (kako bi se spriječilo raspadanje) i izdvajaju se ulja za podmazivanje: vretena, motora, cilindra itd. Iz loživog ulja nekih vrsta ulja izdvajaju se vazelin i parafin. Ostatak loživog ulja nakon destilacije - katran - nakon djelomične oksidacije koristi se za proizvodnju asfalta. Glavni nedostatak rafiniranja nafte je nizak prinos benzina (ne više od 20%).

Proizvodi destilacije nafte imaju različite namjene.

Benzin u velike količine koristi se kao zrakoplovno i automobilsko gorivo. Obično se sastoji od ugljikovodika koji sadrže prosječno 5 do 9 C atoma u molekulama. Nafta Koristi se kao gorivo za traktore, kao i kao otapalo u industriji boja i lakova. Velike količine se prerađuju u benzin. Kerozin koristi se kao gorivo za traktore, mlazne zrakoplove i rakete, kao i za potrebe kućanstva. solarno ulje - plinsko ulje- koristi se kao motorno gorivo, i ulja za podmazivanje- za podmazivanje mehanizama. Vazelin koristi se u medicini. Sastoji se od mješavine tekućih i krutih ugljikovodika. Parafin koristi se za dobivanje viših karboksilnih kiselina, za impregnaciju drva u proizvodnji šibica i olovaka, za izradu svijeća, kreme za cipele i dr. Sastoji se od smjese krutih ugljikovodika. lož ulje osim za preradu u maziva ulja i benzin, koristi se kao kotlovsko tekuće gorivo.

Na sekundarne metode obrade nafte je promjena u strukturi ugljikovodika koji čine njen sastav. Među tim metodama od velike je važnosti krekiranje ugljikovodika nafte, koje se provodi radi povećanja prinosa benzina (do 65–70%).

Pucanje- proces cijepanja ugljikovodika sadržanih u nafti, uslijed čega nastaju ugljikovodici s manjim brojem C atoma u molekuli. Postoje dvije glavne vrste krekiranja: termički i katalitički.

Toplinsko pucanje provodi se zagrijavanjem sirovine (loživo ulje, itd.) na temperaturi od 470–550 °C i tlaku od 2–6 MPa. Pri tome se molekule ugljikovodika s velikim brojem C atoma cijepaju na molekule s manjim brojem atoma i zasićenih i nezasićenih ugljikovodika. Na primjer:

(radikalni mehanizam),

Na taj način dobiva se uglavnom automobilski benzin. Njegova proizvodnja iz nafte doseže 70%. Toplinsko krekiranje otkrio je ruski inženjer V.G. Shukhov 1891. godine.

katalitičko krekiranje provodi se u prisutnosti katalizatora (obično aluminosilikata) na 450–500 °C i atmosferskom tlaku. Na taj način se dobiva zrakoplovni benzin s iskorištenjem do 80%. Ovom tipu krekiranja uglavnom se podvrgavaju kerozinske i plinskouljne frakcije nafte. U katalitičkom krekiranju, uz reakcije cijepanja, javljaju se i reakcije izomerizacije. Kao rezultat potonjeg nastaju zasićeni ugljikovodici s razgranatim ugljikovim kosturom molekula, što poboljšava kvalitetu benzina:

Katalitički krekirani benzin je kvalitetniji. Proces dobivanja odvija se mnogo brže, uz manju potrošnju toplinske energije. Osim toga, tijekom katalitičkog krekiranja nastaje relativno mnogo razgranatih lanaca ugljikovodika (izospojeva), koji su od velike vrijednosti za organsku sintezu.

Na t= 700 °C i više, dolazi do pirolize.

Piroliza- razgradnja organskih tvari bez pristupa zraka na visokoj temperaturi. Tijekom pirolize nafte glavni produkti reakcije su nezasićeni plinoviti ugljikovodici (etilen, acetilen) i aromatski ugljikovodici - benzen, toluen i dr. Budući da je piroliza ulja jedan od najvažnijih načina dobivanja aromatskih ugljikovodika, ovaj se proces često naziva aromatizacija ulja.

Aromatizacija– pretvaranje alkana i cikloalkana u arene. Kada se teške frakcije naftnih proizvoda zagrijavaju u prisutnosti katalizatora (Pt ili Mo), ugljikovodici koji sadrže 6-8 C atoma po molekuli pretvaraju se u aromatske ugljikovodike. Ovi se procesi odvijaju tijekom reformiranja (poboljšanja benzina).

Reformiranje- ovo je aromatizacija benzina, koja se provodi kao rezultat zagrijavanja u prisutnosti katalizatora, na primjer, Pt. U tim se uvjetima alkani i cikloalkani pretvaraju u aromatske ugljikovodike, zbog čega se značajno povećava i oktanski broj benzina. Aromatizacija se koristi za dobivanje pojedinačnih aromatskih ugljikovodika (benzen, toluen) iz benzinskih frakcija nafte.

NA posljednjih godina naftni ugljikovodici naširoko se koriste kao izvor kemijskih sirovina. Različiti putevi iz njih se dobivaju tvari potrebne za proizvodnju plastike, sintetičkih tekstilnih vlakana, sintetičkog kaučuka, alkoholi, kiseline, sintetski deterdženti, eksplozivi, pesticidi, sintetičke masti i dr.

Ugljen kao i prirodni plin i nafta, izvor je energije i vrijedna kemijska sirovina.

Glavni način prerade ugljena je koksiranje(suha destilacija). Tijekom koksiranja (zagrijavanje do 1000 °S - 1200 °S bez pristupa zraka) dobivaju se različiti proizvodi: koks, katran, katranska voda i koksni plin (shema).

Shema

Koks se koristi kao redukcijsko sredstvo u proizvodnji željeza u metalurškim pogonima.

Ugljeni katran služi kao izvor aromatskih ugljikovodika. Podvrgava se rektifikacijskoj destilaciji i dobivaju se benzen, toluen, ksilen, naftalen, kao i fenoli, spojevi koji sadrže dušik itd.

Iz katranske vode dobivaju se amonijak, amonijev sulfat, fenol itd.

Koksni plin se koristi za zagrijavanje koksnih peći (izgaranjem 1 m 3 oslobađa oko 18 000 kJ), ali se uglavnom podvrgava kemijskoj obradi. Dakle, iz njega se ekstrahira vodik za sintezu amonijaka, koji se zatim koristi za dobivanje dušična gnojiva, kao i metan, benzen, toluen, amonijev sulfat, etilen.

Ugljen, nafta i plin rezultat su toplinskog, mehaničkog, biološkog i radijacijskog djelovanja na ostatke flore i faune tijekom mnogih stoljeća. U sastavu organskog goriva prevladavaju ugljik i vodik, pa se često naziva i ugljikovodičnim gorivom. Postoje dvije vrste kopnenih organskih tvari: humusna tvar koja leži u slojevima (ostaci viših kopnenih organizama) i sapropel rasut u glinovitim stijenama (ostaci fito- i zooplanktona). S vremenom se u tim tvarima bez pristupa kisiku povećava udio ugljikovih atoma. Taj se proces naziva karbonizacija ili "karbonizacija". Humusna organska tvar koncentrirana u slojevima tvori ugljen, dok su nafta i plin nusprodukti karbonizacije sapropelne organske tvari fino raspršene u slojevima gline.

Kvantitativna mjera karbonizacije je težinska koncentracija ugljika u organskoj tvari. Za treset - proizvod početne transformacije biljnog materijala - težinski sadržaj ugljika ne prelazi 60%. U sljedećoj fazi - mrki ugljen - penje se na 73%.

Danas su ugljikovodična goriva glavni izvor energije i nastavit će služiti kao takva u narednim desetljećima. Izgaranje ugljena, nafte i prirodnog plina osigurava oko 80% svjetske potrošnje energije. Svjetska proizvodnja električne energije također se trenutno osigurava uglavnom fosilnim gorivima (za 60 - 65%) -.

Ugljen. Prije tri tisućljeća Kinezi su otkrili ugljen i počeli ga koristiti kao gorivo. Vraćajući se s putovanja u Kinu, Marco Polo je u 13. stoljeću predstavio ugljen zapadnom svijetu.

Ugljen ima ugljičnu bazu, a energija koja se oslobađa kada izgara u kisiku oslobađa se prvenstveno stvaranjem ugljičnog dioksida ( ugljični dioksid) reakcijom

C + O2 = CO2 + q, (2.2)

gdje je q kalorična vrijednost ugljika, jednaka 393 kJ/mol = = 33 MJ/kg ugljika. Ako ogrjevnu vrijednost ne povežemo s 1 kg ugljika, već s jednom reakcijom (izgaranje jednog atoma ugljika), tada će vrijednost ogrjevne vrijednosti biti

q \u003d 33-10 6 -12-1,66-10 -27 \u003d 6,57-10 -19 J \u003d 4,1 eV.

Elektronvolt (eV ili eV) je jedinica za energiju izvan sustava, prikladna u atomskoj i nuklearnoj fizici. Elektronvolt je energija koju dobiva čestica s nabojem numerički jednakim naboju elektrona, u električno polje s potencijalnom razlikom od 1 V: 1eV \u003d 1e1V \u003d 1.6.10 -19 Cl1V \u003d 1.6.10 -19 J.

Istražene rezerve ugljena u Rusiji procjenjuju se na 150-170 milijardi tona, što će, ako se njegova proizvodnja održi na razini iz 2000. (0,25 milijardi tona godišnje), dovesti do njihovog iscrpljivanja tek nakon 650 godina. Glavna količina energetskih rezervi ugljena nalazi se u regijama Zapadnog i Istočnog Sibira. Najpovoljniji visokokvalitetni ugljeni za vađenje koncentrirani su u Kuznetskom bazenu, a smeđi - u Kansk-Achinsk bazenu.

Na Zemlji su zalihe ugljena značajne i njihove su naslage prilično ravnomjerno raspoređene. Prema geolozima, istražene profitabilne rezerve ugljena premašuju 1 trilijun tona (10 12 tona), tako da će uz trenutnu stopu potrošnje istražene rezerve trajati 250 godina. Najveći proizvođači ugljena, Kina i Sjedinjene Države, proizvode 1 milijardu tona godišnje.

Prirodni gas. Prirodni plin se pretežno sastoji od metana CH4. Uz potpuno izgaranje metana prema reakciji

CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O + q (2.3)

16-4/(12 + 4) = 4 kg kisika utroši se na 1 kg metana, tj. više nego za spaljivanje 1 kg ugljena. Kalorijska vrijednost metan q = 37 MJ/kg ili 6,1 eV.

Dokazane rezerve prirodnog plina kreću se u rasponu (1,3^1,6) 10 14 m 3 . Pri sadašnjim stopama potrošnje, ova bi količina mogla biti dovoljna za 70 godina.Istražene rezerve plina koje se mogu povratiti u Rusiji procjenjuju se na 40-50 trilijuna m 3, što je oko 30% svjetskih -,. Uz stabilizaciju proizvodnje plina na razini od oko 0,7 bilijuna m 3 godišnje, iscrpljivanje rezervi dogodit će se za 60-70 godina. Tri polja u Zapadnom Sibiru (Yamburgskoye, Urengoyskoye, Medvezhye) dala su oko 75% proizvodnje plina u 2000. godini. Zbog razvoja ovih polja, do 2020. godine proizvodnja plina ovdje neće premašiti 11% proizvodnje u Rusiji. Puštanje u pogon najvećih svjetskih plinskih polja na poluotoku Jamal iu ruskom dijelu arktičkog pojasa omogućit će Rusiji da ojača svoju poziciju na globalnom tržištu plina. Istodobno, udaljenost polja od potrošača plina dovodi do činjenice da se oko 30% ukupne električne energije proizvedene u zemlji troši na pumpanje plina kroz ruske plinovode. Ti su troškovi jednaki energiji koju generiraju sve hidroelektrane i nuklearne elektrane u Rusiji zajedno.

Važan zadatak za Rusiju je ovladati industrijskom proizvodnjom ukapljenog prirodnog plina (LNG, u engleskoj skraćenici LNG) i izgraditi terminale za slanje specijaliziranih LNG tankera u druge zemlje. Posljednjih je godina prodaja LNG-a naglo porasla, utrostručila se u 10 godina. Očekuje se da će do 2010. udio LNG-a u svjetskoj trgovini plinom dosegnuti 30%.

Ulje. Nafta je složena smjesa spojeva ugljikovodika. Od njega se dobivaju benzin (CH 2) ^ kerozin, dizelsko gorivo, lož ulje i niz drugih goriva. Nafta je početna i teško zamjenjiva sirovina za kemijsku industriju (u proizvodnji ulja, plastike, gume, bitumena, otapala i dr.). Samo za te potrebe godišnje je potrebno oko milijardu tona nafte. Cijena nekih petrokemijskih proizvoda je 100 puta veća od cijene sirove nafte.

Istražene i iskoristive rezerve nafte na Zemlji procjenjuju se na 1000–1500 milijardi barela (oko 143–215 milijardi tona), tj. manje od 35 tona po živoj osobi -,. Pri sadašnjim stopama potrošnje (na razini od 3,5 milijardi tona godišnje), ta će količina biti dovoljna za 50 godina. Prema geolozima, ukupne rezerve nafte na Zemlji mogle bi iznositi 2300 milijardi barela (od čega je do sada iskorišteno 700 milijardi barela).

Više od 40% svjetske proizvodnje osiguravaju zemlje OPEC-a, oko 30% - ekonomski razvijenim zemljama(uključujući 10% - SAD, 9% - europske zemlje), 9% - Rusija, 10% Južna i Srednja Amerika, 5% - Kina. OPEC je organizacija zemalja izvoznica nafte. OPEC uključuje 11 zemalja: Alžir, Venezuela, Indonezija, Iran, Irak, Katar, Kuvajt, Libija, Nigerija, Ujedinjeni Arapski Emirati, Saudijska Arabija.

Istražene rezerve nafte u Rusiji iznose 12-13% svjetskih. Te će rezerve, uz stabilizaciju proizvodnje nafte na razini od 0,3 milijarde tona godišnje, biti dovoljne za otprilike 50-60 godina.

Posljednjih godina započeo je razvoj tehnologija za razvoj offshore polja. U tom području Rusija daleko zaostaje za drugim zemljama. Resursi ruskog kontinentalnog pojasa procjenjuju se na 140 milijardi toe, od čega je oko 15-20% nafta, a ostalo je plin. Rusija polaže pravo na područje kontinentalnog pojasa od 6,2 milijuna četvornih kilometara, što je 21% cjelokupnog pojasa svjetskih oceana. Najveći dio šelfa pripada Zapadnom Arktiku (Barentovo i Karsko more), Istočnom Arktiku (Laptevsko, Istočnosibirsko i Čukotsko more), Dalekoistočnim morima (Beringovo, Ohotsko, Japansko) i južnom (Kaspijsko, Crno, Azov). Više od 85% ukupnih rezervi nafte i plina nalazi se u arktičkim morima.

Veliki dio proizvedene nafte ide za potrebe oružanih snaga. Autori "eksplozivne energije deuterija" naftu nazivaju jednim od "najmilitariziranijih proizvoda" i "najrasprostranjenijim oružjem uništenja". Doista, streljivo modernih vojski ne može se koristiti ako nema nafte.

Tijekom lokalnog rata u Jugoslaviji u proljeće 1999. izgorjelo je u motorima i uništeno u skladištima nafte onoliko nafte koliko u cijeloj drugoj svjetski rat.

Smanjuje energetsku starost nafte i činjenica da je nezamjenjiva sirovina za kemijsku industriju. No, prerada ugljikovodičnih sirovina još nije najjači adut ruskog naftno-plinskog kompleksa. Tako je uz godišnju proizvodnju od oko 300 milijuna tona nafte proizvodnja benzina u 2005. godini iznosila 32 milijuna tona, dizelskog goriva - 59 milijuna tona, loživog ulja - 56 milijuna tona, mlaznog goriva - 8 milijuna tona,.

Rasprave o obliku Zemlje ne umanjuju značaj njezina sadržaja. Podzemne vode oduvijek su bile najvažniji resurs. Oni osiguravaju primarnu potrebu ljudskog tijela. Međutim, bez fosilnih goriva, koja su glavni opskrbljivač energijom ljudske civilizacije, ljudski život izgleda potpuno drugačije.

Gorivo – izvor energije

Među svim fosilima skrivenim u utrobi Zemlje, gorivo pripada zapaljivom (ili sedimentnom) tipu.

Osnova je ugljikovodik, pa je jedan od učinaka reakcije izgaranja oslobađanje energije, koja se lako može iskoristiti za poboljšanje udobnosti ljudskog života. Tijekom prošlog desetljeća, oko 90% sve energije koja se koristi na Zemlji proizvedeno je korištenjem fosilnih goriva. Ova činjenica nas tjera na mnogo razmišljanja, s obzirom na to da su bogatstva unutrašnjosti planeta neobnovljivi izvori energije i s vremenom se iscrpljuju.

Vrste goriva

nafta iz škriljaca

Ulje

Aerosoli

Suspenzije

Kamen, antracit, grafit

Sapropel

Plin iz škriljca

bitumenski pijesci

emulzije

rudni plin

Tekuće pogonsko gorivo

Močvarni gas

Proizvedeno na temelju Fischer-Tropsch procesa

Metan hidrat

komprimirani plin

Proizvodi rasplinjavanja krutog goriva

Sva fosilna goriva dobivaju se iz nafte, ugljena i prirodnog plina.

Kratko se koristi kao gorivo

Sirovine za proizvodnju energenata su nafta, ugljen, uljni škriljevac, prirodni plin, plinski hidrati i treset.

Ulje- tekućina koja se odnosi na zapaljive (sedimentne) fosile. Sastoji se od ugljikovodika i drugih kemijskih elemenata. Boja tekućine, ovisno o sastavu, varira između svijetlosmeđe, tamnosmeđe i crne. Rijetko postoje sastavi žuto-zelene i bezbojne boje. Prisutnost dušika, sumpora i elemenata koji sadrže kisik u ulju određuju njegovu boju i miris.

Ugljen je ime latinskog porijekla. karbo- međunarodno ime ugljik. Sastav sadrži bitumenske mase i biljne ostatke. To je organski spoj koji je pod utjecajem vanjskih čimbenika (geoloških i bioloških) postao predmet spore razgradnje.

Uljni škriljevac, poput ugljena, predstavnik su skupine krutih fosilnih goriva, odnosno kaustobiolita (što je doslovno prevedeno sa grčki zvuči kao "zapaljivi kamen života"). Suhom destilacijom (pod utjecajem visokih temperatura) stvara smole koje su po kemijskom sastavu slične ulju. U sastavu škriljevca dominiraju mineralne tvari (kalcid, dolomit, kvarc, pirit i dr.), ali su prisutne i organske tvari (kerogen), koje samo u visokokvalitetnim stijenama dostižu 50% ukupnog sastava.

Prirodni gas- plinovita tvar koja nastaje pri raspadu organskih tvari. U utrobi Zemlje postoje tri vrste akumulacija plinskih smjesa: zasebne akumulacije, plinske kape naftnih polja i kao dio nafte ili vode. U optimalnim klimatskim uvjetima tvar je samo u plinovitom stanju. Moguće ga je pronaći u utrobi zemlje u obliku kristala (hidrati prirodnog plina).

Plinski hidrati- kristalne tvorevine nastale od vode i plina pod određenim uvjetima. Pripadaju skupini spojeva promjenjivog sastava.

Treset- rastresito kamenje koje se koristi kao gorivo, termoizolacijski materijal, gnojivo. To je mineral koji sadrži plin i koristi se kao gorivo u mnogim regijama.

Podrijetlo

Sve, to modernog čovjeka iskopano u utrobi zemlje, odnosi se na neobnovljive prirodne resurse. Za njihovu pojavu bili su potrebni milijuni godina i posebni geološki uvjeti. Veliki broj fosilna goriva nastala u mezozoiku.

Ulje- prema biogenoj teoriji nastanka nastajanje je trajalo stotinama milijuna godina iz organske tvari sedimentnih stijena.

Ugljen- nastaje pod uvjetom da se truli biljni materijal obnavlja brže nego što dolazi do njegove razgradnje. Močvare su pogodno mjesto za takav proces. Stajaća voda štiti sloj biljne mase od potpunog uništenja bakterijama zbog niskog sadržaja kisika u njoj. Ugljen se dijeli na humusni (nastaje od ostataka drva, lišća, stabljika) i sapropelitni (nastaje uglavnom od algi).

Sirovina za stvaranje ugljena može se nazvati tresetom. Pod uvjetom njegovog uranjanja ispod slojeva sedimenta, dolazi do gubitka vode i plinova pod utjecajem kompresije i stvaranja ugljena.

nafta iz škriljaca- organska komponenta nastaje uz pomoć biokemijskih transformacija najjednostavnijih algi. Dijeli se na dvije vrste: thallomoalginite (sadrži alge s očuvanom staničnom strukturom) i koloalginite (alge s gubitkom stanične strukture).

Prirodni gas- prema istoj teoriji biogenog podrijetla fosila, prirodni plin nastaje pri višim očitanjima tlaka i temperature od nafte, što dokazuju dublje naslage. Nastaju od istog prirodnog materijala (ostaci živih organizama).

Plinski hidrati- to su tvorevine za čiju su pojavu potrebni posebni termobarički uvjeti. Stoga nastaju uglavnom na sedimentima morskog dna i smrznutim stijenama. Također se mogu formirati na stijenkama cijevi tijekom proizvodnje plina, u vezi s čime se fosil zagrijava na temperaturu iznad stvaranja hidrata.

Treset- nastaje u uvjetima močvara od nepotpuno razgrađenih organskih ostataka biljaka. Taloži se na površini tla.

Rudarstvo

Kameni ugljen i prirodni plin razlikuju se ne samo po načinu izlaska na površinu. Dublje od ostalih su plinska polja - od jednog do nekoliko kilometara. U porama kolektora (spremnik prirodnog plina) nalazi se tvar. Sila koja uzrokuje dizanje tvari je razlika tlakova u podzemnim slojevima i sabirnom sustavu. Proizvodnja se odvija uz pomoć bušotina, koje se nastoje ravnomjerno rasporediti po cijelom polju. Ekstrakcija goriva, dakle, izbjegava protok plina između područja i prerano plavljenje naslaga.

Tehnologije proizvodnje nafte i plina imaju neke sličnosti. Vrste proizvodnje nafte razlikuju se po metodama podizanja tvari na površinu:

• fontana (tehnologija slična plinskoj, koja se temelji na razlici tlaka pod zemljom iu sustavu isporuke tekućine);
• plinski lift;
• pomoću električne centrifugalne pumpe;
• s ugradnjom električne vijčane pumpe;
• štapne pumpe (ponekad spojene na jedinicu za pumpanje zemlje).

Način ekstrakcije ovisi o dubini tvari. Postoji mnogo opcija za podizanje nafte na površinu.

Način razvoja ležišta ugljena također ovisi o karakteristikama pojave ugljena u tlu. Na otvoreni način, razvoj se provodi kada se fosil pronađe na razini od sto metara od površine. Često se izvodi mješoviti tip rudarenja: prvo otvorenim rudarstvom, zatim podzemnim rudarenjem (uz pomoć lica). Nalazišta ugljena bogata su drugim resursima od potrošačke važnosti: to su vrijedni metali, metan, rijetki metali, podzemne vode.

Naslage škriljevca razvijaju se ili rudarskom metodom (koja se smatra niskoučinkovitom) ili rudarenjem na licu mjesta zagrijavanjem stijene pod zemljom. Zbog složenosti tehnologije, rudarenje se provodi u vrlo ograničenim količinama.

Ekstrakcija treseta provodi se isušivanjem močvara. Pojavom kisika aktiviraju se aerobni mikroorganizmi koji razgrađuju njegovu organsku tvar, što dovodi do oslobađanja ugljičnog dioksida ogromnom brzinom. Treset je najjeftinija vrsta goriva, njegova ekstrakcija se provodi stalno u skladu s određenim pravilima.

Nadoknadive rezerve

Jedna od procjena blagostanja društva je potrošnja goriva po stanovniku: što je veća potrošnja, to ugodnije živi. Ova činjenica (i ne samo) prisiljava čovječanstvo da poveća obujam proizvodnje goriva, što utječe na cijene. Cijena nafte danas je određena takvim ekonomskim izrazom kao što je "netback". Ovaj pojam podrazumijeva cijenu koja uključuje ponderirani prosječni trošak naftnih derivata (proizvedenih iz kupljene tvari) i isporuke sirovina poduzeću.

Trgovačke burze prodaju naftu po CIF cijenama, što u doslovnom prijevodu zvuči kao "trošak, osiguranje i vozarina". Iz ovoga možemo zaključiti da cijena nafte danas, prema kotacijama transakcija, uključuje cijenu sirovina, troškove prijevoza za njezinu isporuku.

Stope potrošnje

Uzimajući u obzir sve veće stope potrošnje prirodnih resursa, teško je dati jednoznačnu ocjenu opskrbe gorivom na duže razdoblje. Uz sadašnju dinamiku, proizvodnja nafte u 2018. godini iznosit će 3 milijarde tona, što će dovesti do iscrpljivanja svjetskih rezervi za 80% do 2030. godine. Opskrba crnim zlatom predviđa se u roku od 55 - 50 godina. Prirodni plin mogao bi se potrošiti za 60 godina uz trenutne stope potrošnje.

Na Zemlji ima puno više rezervi ugljena nego nafte i plina. Međutim, tijekom proteklog desetljeća njegova se proizvodnja povećala, a ako se tempo ne uspori, tada će od planiranih 420 godina (postojeće prognoze) rezerve biti iscrpljene za 200.

Utjecaj na okoliš

Aktivno korištenje fosilnih goriva dovodi do povećanja emisije ugljičnog dioksida (CO2) u atmosferu, poguban utjecaj na klimu planeta što potvrđuju međunarodne ekološke organizacije. Ako se ne smanji emisija CO2 neizbježna je ekološka katastrofa čiji početak mogu promatrati suvremenici. Prema preliminarnim procjenama, od 60% do 80% svih fosilnih goriva mora ostati netaknuto kako bi se stabilizirala situacija na Zemlji. No, to nije jedina nuspojava korištenja fosilnih goriva. Sama ekstrakcija, transport, obrada u rafinerijama pridonose zagađenju okoliša puno otrovnijim tvarima. Primjer je nesreća u Meksičkom zaljevu, koja je dovela do obustave Golfske struje.

Ograničenja i alternative

Vađenje fosilnih goriva - unosan posao za tvrtke čije je glavno ograničenje iscrpljivanje prirodnih resursa. Obično se zaboravlja spomenuti da praznine nastale ljudskim djelovanjem u utrobi zemlje pridonose nestanku svježa voda na površini i njegova njega u dubljim slojevima. Nestanak pitke vode na Zemlji ne može se opravdati niti jednom od prednosti rudarenja fosilnih goriva. A dogodit će se ako čovječanstvo ne racionalizira svoj boravak na planetu.

Prije pet godina u Kini su se pojavili motocikli i automobili s novom generacijom motora (bez goriva). Ali pušteni su u strogo ograničenim količinama (za određeni krug ljudi), a tehnologija je postala tajna. To samo govori o kratkovidnosti ljudske pohlepe, jer ako se može "zarađivati" na nafti i plinu, naftne magnate u tome nitko neće spriječiti.

Zaključak

Uz dobro poznate alternativne (obnovljive) izvore energije, postoje jeftinije, ali klasificirane tehnologije. Ipak, njihova primjena neminovno mora ući u čovjekov život, inače budućnost neće biti tako duga i bez oblaka kako je “poslovnjaci” zamišljaju.

Pošaljite svoj dobar rad u bazu znanja jednostavno je. Koristite obrazac u nastavku

Studenti, diplomanti, mladi znanstvenici koji koriste bazu znanja u svom studiju i radu bit će vam vrlo zahvalni.

Domaćin na http://www.allbest.ru/

Proračunska stručna obrazovna ustanova

Voronješka regija

Rossosh Medical College

Tema: "Nafta, prirodni i prateći naftni plin i ugljen"

Ispunio student grupe 101

Kovalskaya Victoria

Provjerio učitelj: Grineva N. A.

Rossosh 2015

Uvod

Nafta, prirodni i prateći plinovi, ugljen.

Glavni izvori ugljikovodika su prirodni i prateći naftni plinovi, nafta i ugljen.

cracking oil gas ugljen

Nafta je tamnosmeđe tekuće gorivo gustoće 0,70 - 1,04 g/cm?. Nafta je složena mješavina tvari - uglavnom tekućih ugljikovodika. Prema sastavu ulja su parafinska, naftenska i aromatska. Međutim, najčešće je ulje miješanog tipa. Osim ugljikovodika, ulje sadrži nečistoće organskog kisika i sumpornih spojeva, kao i vodu i u njoj otopljene soli kalcija i magnezija. Sadržano u ulju i mehaničkim nečistoćama - pijesku i glini. Nafta je vrijedna sirovina za dobivanje visokokvalitetnih motornih goriva. Nakon pročišćavanja od vode i drugih nepoželjnih nečistoća ulje se prerađuje. Glavni način prerade nafte je destilacija. Temelji se na razlici u vrelištima ugljikovodika koji čine ulje. Budući da nafta sadrži stotine različitih tvari, od kojih mnoge imaju slična vrelišta, praktički je nemoguće izolirati pojedinačne ugljikovodike. Stoga se destilacijom ulje razdvaja na frakcije koje vriju u prilično širokom temperaturnom rasponu. Destilacijom pri normalnom tlaku nafta se razdvaja u četiri frakcije: benzin (30-180°C), kerozin (120-315°C), dizel (180-350°C) i loživo ulje (ostatak nakon destilacije). Temeljitijom destilacijom svaka od ovih frakcija može se podijeliti na nekoliko užih frakcija. Dakle, iz frakcije benzina (smjesa ugljikovodika C5 - C12) može se izdvojiti petrol eter (40-70 ° C), sam benzin (70-120 ° C) i nafta (120-180 ° C). Petrolej eter sadrži pentan i heksan. Izvrsno je otapalo za masti i smole. Benzin sadrži nerazgranate zasićene ugljikovodike od pentana do dekana, cikloalkane (ciklopentan i cikloheksan) i benzen. Benzin se nakon odgovarajuće obrade koristi kao gorivo za zrakoplovstvo i automobile

LED. Nafta koja u svom sastavu sadrži ugljikovodike C8 - C14 i kerozin (mješavina ugljikovodika C12 - C18) koristi se kao gorivo za grijanje kućanstava i rasvjetna tijela. Kerozin se u velikim količinama (nakon temeljitog pročišćavanja) koristi kao gorivo za mlazne zrakoplove i rakete.

Diesel frakcija prerade nafte - gorivo za dizel motore. Lož ulje je mješavina ugljikovodika visokog vrelišta. Iz loživog ulja destilacijom pod sniženim tlakom dobivaju se maziva ulja. Ostatak od destilacije loživog ulja naziva se katran. Od njega se dobiva bitumen. Ovi se proizvodi koriste u cestogradnji. Mazut se također koristi kao kotlovsko gorivo.

Glavni način prerade nafte su različite vrste pucanje, tj. toplinska katalitička transformacija sastojaka nafte. Postoje sljedeće glavne vrste pucanja.

Toplinsko krekiranje - cijepanje ugljikovodika događa se pod utjecajem visokih temperatura (500-700 ° C). Na primjer, iz molekule zasićenog ugljikovodika dekana C10H22 nastaju molekule pentana i pentena:

C10H22 > C5H12 + C5H10

pentan penten

Također se provodi i katalitičko krekiranje visoke temperature, ali u prisutnosti katalizatora, koji vam omogućuje da kontrolirate proces i vodite ga u pravom smjeru. Krekiranjem nafte nastaju nezasićeni ugljikovodici koji se široko koriste u industrijskoj organskoj sintezi.

Prirodni i prateći naftni plinovi

Prirodni gas. Sastav prirodnog plina uglavnom je metan (oko 93%). Osim metana, prirodni plin sadrži i druge ugljikovodike, te dušik, CO2, a često i sumporovodik. Prirodni plin pri sagorijevanju oslobađa mnogo topline. U tom smislu, značajno je superiorniji od drugih goriva. Dakle, 90% ukupne količine prirodnog plina troši se kao gorivo u lokalnim elektranama, industrijskim poduzećima i kućanstvima. Preostalih 10% koristi se kao vrijedna sirovina za kemijsku industriju. U tu svrhu iz prirodnog plina izdvajaju se metan, etan i drugi alkani. Proizvodi koji se mogu dobiti iz metana od velike su industrijske važnosti.

Povezani naftni plinovi. Otopljeni su pod pritiskom u ulju. Kada se izvuče na površinu pada tlak i smanjuje se topljivost, zbog čega se iz nafte oslobađaju plinovi. Povezani plinovi sadrže metan i njegove homologe, kao i nezapaljive plinove - dušik, argon i CO2. Popratni plinovi prerađuju se u postrojenjima za preradu plina. Oni proizvode metan, etan, propan, butan i plinski benzin koji sadrži ugljikovodike s brojem ugljika 5 ili više. Etan i propan podvrgavaju se dehidrogenaciji i dobivaju nezasićene ugljikovodike - etilen i propilen. Mješavina propana i butana (ukapljeni plin) koristi se kao gorivo u kućanstvu. Prirodni benzin dodaje se običnom benzinu kako bi se ubrzalo njegovo paljenje prilikom pokretanja motora s unutarnjim izgaranjem.

Ugljen

Ugljen. Prerada kamenog ugljena odvija se u tri glavna smjera: koksiranje, hidrogenizacija i nepotpuno izgaranje. Koksiranje se odvija u koksarama na temperaturi od 1000-1200 °C. Na ovoj temperaturi, bez pristupa kisiku, ugljen prolazi kroz najsloženije kemijske transformacije, uslijed čega nastaju koks i hlapljivi proizvodi. Ohlađeni koks šalje se u metalurška postrojenja. Kada se hlapljivi proizvodi (koksni plin) ohlade, katran ugljena i amonijačna voda kondenziraju se. Nekondenzirani ostaju amonijak, benzen, vodik, metan, CO2, dušik, etilen itd. Propuštanjem ovih proizvoda kroz otopinu sumporne kiseline izdvaja se amonijev sulfat koji se koristi kao mineralno gnojivo. Benzen se preuzme u otapalo i destilira iz otopine. Nakon toga se koksni plin koristi kao gorivo ili kao kemijska sirovina. Ugljeni katran dobiva se u malim količinama (3%). No, s obzirom na opseg proizvodnje, katran ugljena smatra se sirovinom za dobivanje niza organskih tvari. Ako se produkti koji vriju do 350 °C odstrane od smole, tada ostaje čvrsta masa - smola. Koristi se za proizvodnju lakova. Hidrogeniranje ugljena provodi se na temperaturi od 400-600 °C pod tlakom vodika do 25 MPa u prisutnosti katalizatora. U tom slučaju nastaje smjesa tekućih ugljikovodika koja se može koristiti kao motorno gorivo. Prednost ove metode je mogućnost hidrogenacije niskokvalitetnog smeđeg ugljena. Nepotpunim izgaranjem ugljena nastaje ugljikov monoksid (II). Na katalizatoru (nikal, kobalt) pri normalnom ili povišenom tlaku vodik i CO mogu se koristiti za proizvodnju benzina koji sadrži zasićene i nezasićene ugljikovodike:

nCO + (2n+1)H2 > CnH2n+2 + nH2O;

nCO + 2nH2 > CnH2n + nH2O.

Ako se suha destilacija ugljena provodi na 500-550 ° C, tada se dobiva katran koji se, zajedno s bitumenom, koristi u građevinskoj industriji kao vezivo u proizvodnji krovišta, hidroizolacijski premazi(krovni materijal, krovni filc itd.).

Danas postoji ozbiljna opasnost od ekološke katastrofe. Gotovo da nema mjesta na zemlji gdje priroda ne bi patila od aktivnosti industrijskih poduzeća i ljudskog života. Pri radu s proizvodima destilacije ulja treba paziti da ne padnu u tlo i vodena tijela. Tlo natopljeno naftnim derivatima desetljećima gubi svoju plodnost i vrlo ju je teško obnoviti. Samo 1988. godine, kada su oštećeni naftovodi, u jedno od najvećih jezera dospjelo je oko 110.000 tona nafte. Poznati su tragični slučajevi izlijevanja mazuta i nafte u rijeke u kojima dolazi do mrijesta. vrijedne pasmine riba. Ozbiljnu opasnost od onečišćenja zraka predstavljaju termoelektrane na ugljen – one su glavni izvor onečišćenja. Hidroelektrane koje rade u riječnim ravnicama imaju negativan utjecaj na vodna tijela. Poznato je da cestovni promet uvelike zagađuje atmosferu produktima nepotpunog izgaranja benzina. Znanstvenici se suočavaju sa zadatkom minimiziranja stupnja onečišćenja okoliša.

Zaključak

Prirodno ulje uvijek sadrži vodu, mineralne soli i razne mehaničke nečistoće. Stoga se prirodno ulje prije prerade podvrgava dehidraciji, odsoljavanju i nizu drugih preliminarnih operacija.

Značajke destilacije ulja:

1. Metoda dobivanja naftnih derivata izdvajanjem jedne frakcije za drugom iz nafte, kao što se to radi u laboratoriju, neprihvatljiva je za industrijske uvjete.

2. Vrlo je neproduktivan, skup i ne omogućuje dovoljno jasnu raspodjelu ugljikovodika u frakcije u skladu s njihovom molekularnom masom.

Svi ovi nedostaci lišeni su metode destilacije nafte u kontinuiranim cijevnim instalacijama:

1. Jedinica se sastoji od cjevaste peći za loženje ulja i destilacijske kolone, gdje se nafta razdvaja na frakcije (destilate) odvojenih smjesa ugljikovodika u skladu s njihovim vrelištem - benzin, nafta, kerozin itd.;

2. U cjevastoj peći dugačak cjevovod se nalazi u obliku zavojnice;

3. Peć se zagrijava izgaranjem ulja ili plina;

4. Nafta se kontinuirano dovodi kroz cjevovod, u kojem se zagrijava na 320-350 °C i ulazi u destilacijski stupac u obliku smjese tekućine i pare.

Značajke prirodnog plina.

1. Glavni komponenta prirodni plin – metan.

2. Prirodni plin osim metana sadrži etan, propan, butan.

3. Općenito, što je veća molekularna težina ugljikovodika, to ga je manje sadržano u prirodnom plinu.

4. Sastav prirodnog plina iz različitih polja nije isti. Njegov prosječni sastav (kao postotak po volumenu) je sljedeći: a) CH4 - 80-97; b) C2H6 - 0,5-4,0; c) S3N8 - 0,2-1,5.

5. Prirodni plin kao gorivo ima velike prednosti pred krutim i tekućim gorivima.

6. Kalorična vrijednost mu je mnogo veća, pri sagorijevanju ne ostavlja pepeo.

7. Produkti izgaranja mnogo su ekološki prihvatljiviji.

8. Prirodni plin ima široku primjenu u termoelektranama, tvorničkim kotlovima, raznim industrijskim pećima.

Načini korištenja prirodnog plina

1. Izgaranje prirodnog plina u visokim pećima može smanjiti potrošnju koksa, smanjiti sadržaj sumpora u sirovom željezu i uvelike poboljšati produktivnost peći.

2. Korištenje prirodnog plina u kućanstvu.

3. Trenutno se počinje koristiti u motornim vozilima (u visokotlačnim cilindrima), što omogućuje uštedu benzina, smanjenje trošenja motora i, zbog potpunijeg izgaranja goriva, održavanje zračnog bazena čistim.

4. Prirodni plin važan je izvor sirovina za kemijsku industriju i njegova će uloga u tom smislu rasti.

5. Iz metana se dobivaju vodik, acetilen, čađa.

Značajke pratećeg naftnog plina:

1. Popratni naftni plin po svom podrijetlu također je prirodni plin;

2. dobio je poseban naziv jer se nalazi u naslagama zajedno s naftom - u njoj je otopljen i nalazi se iznad nafte, tvoreći plinsku "kapu"; 3) prilikom izvlačenja nafte na površinu, ona se od nje odvaja zbog naglog pada tlaka.

Načini korištenja pratećeg naftnog plina.

1. Ranije se popratni plin nije koristio i spaljivao se na terenu.

2. Sada se sve više hvata jer je, poput prirodnog plina, dobro gorivo i vrijedna kemijska sirovina.

3. Mogućnosti korištenja popratnog plina su čak puno šire od onih prirodnog plina; uz metan sadrži značajne količine i drugih ugljikovodika: etana, propana, butana, pentana.

Ugljen:

Ugljen je jedan od najvrjednijih goriva i energetskih resursa čovječanstva. Ponekad se naziva okamenjena sunčeva svjetlost. Kao rezultat dugotrajne razgradnje i kemijske transformacije gigantskih masa mrtvog drveća i trave, koja se odvijala tijekom tzv. razdoblja karbona - prije 210-280 milijuna godina, akumulirana je velika većina današnjih zaliha ove sirovine. u crijevima. Njegove svjetske rezerve premašuju 15 trilijuna tona. Na našem se planetu vadi puno više ugljena nego bilo kojeg drugog minerala: približno 2,5 milijardi tona godišnje, odnosno oko 700 kg po stanovniku Zemlje.

Upotreba ugljena vrlo je raznolika i široka. Koristi se za proizvodnju električne energije u termoelektranama, a sagorijeva se i za druge energetske svrhe; iz njega se dobiva koks za metaluršku proizvodnju, a kemijskom preradom nastaje oko 300 različitih industrijskih proizvoda. U posljednje vrijeme raste potrošnja ugljena za nove namjene - dobivanje planinskog voska, plastike, plinovitog visokokaloričnog goriva, visokougljičnih ugljično-grafitnih kompozitnih materijala, rijetkih elemenata - germanija i galija.

Ugljen je stoljećima bio i ostao jedna od glavnih vrsta tehnološkog i energetskog goriva, a sve je veća njegova važnost kao sirovine za kemijsku industriju. Stoga se istražuju sva nova nalazišta ugljena, grade se kamenolomi i rudnici za njegovo vađenje.

Bibliografija

1. Alena Igorevna Titarenko. Varalka za organsku kemiju

Predstavljeno na Allbest.ur

Slični dokumenti

Glavna stanja prirodnog plina koji se pojavljuju u utrobi zemlje iu obliku plinskih hidrata u oceanima i zonama permafrosta kontinenata. Kemijski sastav i fizička svojstva prirodni plin, njegova nalazišta i proizvodnja. Iskorištavanje pratećeg naftnog plina.

prezentacija, dodano 08.03.2011


Ciljevi i zadaci, glavni procesi i tehnološke sheme postrojenja za obradu pratećeg naftnog plina. Metode pročišćavanja plinova od nečistoća plinskog kondenzata, ulja, kapanja, fine, aerosolne vlage i mehaničkih nečistoća mulja. Apsorpcijsko čišćenje plina.

sažetak, dodan 01.11.2013


Metode proizvodnje sinteznog plina, rasplinjavanje ugljena. Nova inženjerska rješenja u plinofikaciji ugljena. Pretvorba metana u sintezni plin. Fischer-Tropschova sinteza. Hardversko i tehničko projektiranje procesa. Proizvodi dobiveni iz sinteznog plina.

diplomski rad, dodan 01.04.2009


Obilježja tjelesnih i kemijska svojstva ulje, njegovo dobivanje, sastav i vrste frakcija tijekom destilacije. Značajke prerade nafte, suština katalitičkog krekiranja i koksiranja. Upotreba ulja i ekološki problemi rafinerije nafte.

prezentacija, dodano 16.05.2013


Prirodni plin jedno je od najvažnijih fosilnih goriva koje zauzima ključna mjesta u bilancama goriva i energije mnogih zemalja. Popratni naftni plinovi kao nusproizvodi u proizvodnji nafte. Vađenje, obrada, transport i korištenje plinova.

prezentacija, dodano 01.08.2012


Proučavanje glavnih funkcija, svojstava i principa rada katalizatora. Vrijednost katalizatora u preradi nafte i plina. Glavne faze prerade nafte, značajke upotrebe katalizatora. Osnove pripreme čvrstih katalizatora za preradu nafte.

sažetak, dodan 05/10/2010


Primarne i glavne metode prerade nafte. Povećanje prinosa benzina i drugih lakih proizvoda. Procesi destruktivne prerade naftnih sirovina. Sastav proizvoda izravne utrke. Vrste procesa krekiranja. Tehnološka shema jedinice za krekiranje.

seminarski rad, dodan 29.03.2009


Bit pojma "naftni plinovi". Karakteristična značajka sastava povezanih naftni plinovi. Pronalaženje nafte i plina. Značajke proizvodnje plina. Prirodni benzin, propan-butovska frakcija, suhi plin. Korištenje pratećih plinova iz nafte. Načini korištenja APG-a.

prezentacija, dodano 18.05.2011


Fizikalna i kemijska svojstva ulja. Metode destilacije, njihove prednosti i nedostaci. Utjecaj tehnoloških parametara na ovaj proces. Svojstva i primjena naftnih derivata dobivenih u postrojenju atmosferske vakuumske destilacije.

seminarski rad, dodan 05.03.2015


Povijest uporabe nafte kao sirovine za proizvodnju organskih spojeva. Glavne regije i naftna polja. Frakcije ulja, značajke njegove pripreme za preradu. Suština krekiranja, vrste naftnih derivata i sorte benzina.