Combustibili fosili - petrol, cărbune, șisturi petroliere, gaze naturale. Petrol, gaz și cărbune

/ Energia viitorului: ce să faci când petrolul, gazul și cărbunele se epuizează

05.10.2011. Energia viitorului: ce să faci când petrolul, gazul și cărbunele se epuizează

Marele poet rus Alexandru Pușkin, încercând să transmită farmecul nopților albe din Sankt Petersburg, a scris odată: „Scriu, citesc fără lampă, iar masele adormite sunt limpezi”. Din fericire, o persoană modernă nu are nevoie de o lampă de lectură - a fost înlocuită de mult timp cu electricitate, de care este aproape imposibil de imaginat viața fără.

Cu toate acestea, experții avertizează că acest lucru nu va fi întotdeauna cazul. Se estimează că în 100-150 de ani petrolul, gazul și cărbunele folosite pentru a alimenta majoritatea centralelor electrice se vor epuiza, iar electricitatea va deveni un lux. Atunci, ce ar trebui să facă omenirea? Energia alternativă poate fi soluția. Adevărat, în Rusia este încă complet nedezvoltat.

Rusia se închide

Există o mulțime de opțiuni pentru producția de energie non-standard din surse regenerabile. Ca una dintre alternativele care ar putea înlocui petrolul și gazul, se numea energia nucleară. Cu toate acestea, după accidentul de la Fukushima, care a dus la o eliberare semnificativă de radiații mortale, multe țări au început să se gândească la pericolul unui atom pașnic.

O altă opțiune de înlocuire a hidrocarburilor ar putea fi centralele hidroelectrice mari. Dar există și aici o problemă - potențialul lor este limitat și este departe de a fi posibil să le construim peste tot. Se pare că hidrocentralele pot furniza energie electrică doar unui număr mic de oameni.

Drept urmare, interesul comunității mondiale s-a concentrat asupra surselor de energie netradiționale. Zonele promițătoare includ energia solară, eoliană, biocombustibil, precum și minicentrale hidroelectrice, inclusiv cele bazate pe energie geotermală și alimentate de maree.

Principalele avantaje ale tehnologiilor alternative față de petrol și gaze sunt siguranța ridicată a mediului. După cum notează Ivan Sliva, reprezentant al RusHydro (în Rusia, compania se ocupă de surse regenerabile), în timpul activității lor practic nu există deșeuri, emisii de poluanți în atmosferă sau corpuri de apă.

De asemenea, nu există costuri de mediu asociate cu extracția, procesarea, transportul și eliminarea combustibilului. În plus, tehnologiile alternative fac posibilă furnizarea de energie în regiunile în care transportul surselor tradiționale este dificil.

Totul este bine în afaceri

Potențialul surselor de energie regenerabilă în Rusia este enorm. Potrivit Olga Novoselova, director pentru Ecologie și Eficiență Energetică la Agenția de Previziune a Balanței Electrice (APBE), acest potențial ajunge la 4,5 miliarde de tone de combustibil standard pe an, ceea ce este de peste patru ori mai mare decât consumul intern anual de resurse energetice primare în tara. În același timp, aproape fiecare regiune rusă are propriul tip de resursă regenerabilă.

Una dintre cele mai promițătoare domenii este energia eoliană. Potențialul tehnic al industriei din Rusia este estimat la 50 de miliarde de kWh pe an, iar potențialul economic este de aproximativ 30% din producția totală de energie electrică din țară. În același timp, capacitatea totală a tuturor centralelor eoliene din Federația Rusă încă nu depășește 18 MW.

Experții numesc bioenergia o altă direcție interesantă pentru țara noastră. În fiecare an, în Rusia, sunt generate aproximativ 100 de milioane de tone de deșeuri de biomasă potrivite pentru producerea de energie - gunoi de grajd, gropi de gunoi, rumeguș, așchii și multe altele. Valoarea energetică a unor astfel de deșeuri este de până la 300 de milioane MW/h, în timp ce nivelul real de utilizare nu depășește 10%, notează APBE. Biocombustibilul poate fi folosit și pentru a produce biogaz, care este o alternativă la gazul natural în mediul rural. Potrivit experților, potențialul de biogaz al Rusiei este echivalent cu 60-80 de miliarde de metri cubi pe an (aproximativ 10% din producția modernă de gaze din Rusia). Și se așteaptă un boom în viitorul apropiat, fiind aprobate zeci de proiecte cu o capacitate totală de până la 50 MW.

În domeniul energiei solare în ansamblu, volumul total al capacităților puse în funcțiune, conform diverselor estimări, nu depășește 5 MW. În același timp, nivelul de insolație din Rusia este comparabil cu indicatorii aceleiași Germanii, unde volumul de generare solară a ajuns deja la 20 GW. Potrivit coordonatorului Asociației de Energie Solară din Rusia Anton Usachev, teritoriile sudice ale Rusiei, precum și regiunile Orientului Îndepărtat, au un potențial mare.

Oportunități semnificative sunt ascunse în tehnologiile energetice legate de apă. În special, în Caucaz există oportunități pentru construcția de minicentrale hidroelectrice, iar în Kamchatka - centrale geotermale. De asemenea, în Rusia există proiecte de instalații de energie mareomotrică.

Singurul fapt trist este că, în ciuda resurselor importante, proiectele rusești deja implementate în domeniul energiei alternative pot fi încă numărate pe degete. De exemplu, în domeniul producției de biocombustibili, se remarcă Regiunea Vologda, unde au fost construite o serie de mini-CHP-uri care funcționează pe deșeuri de lemn, notează Sergey Belov, specialist la Institutul pentru Probleme de Monopol Natural (IPEM).

În domeniul energiei geotermale încă din 1966. în Kamchatka, a fost construită o centrală geotermală experimentală Pauzhetskaya cu o capacitate de 11 MW, iar în 2003. A fost pusă în funcțiune Mutnovskaya GeoPP, a cărei capacitate actuală este de 60 MW. În domeniul producerii eoliene, este de remarcat parcul eolian Kulikovskaya, cel mai mare parc eolian din Rusia, care a fost pus în funcțiune în 2002. cu o capacitate de 5,1 MW.

Desigur, există încă multe proiecte interesante în Rusia, inclusiv cele în construcție. Cu toate acestea, chiar dacă le punem pe toate cap la cap, este puțin probabil ca acestea să reușească cumva să schimbe situația din această zonă și să furnizeze energie electrică unei părți semnificative a populației. Adevărat, fiecare dintre noi are și posibilitatea de a contribui la energia alternativă prin instalarea propriei surse de energie electrică acasă sau în țară.

Abordarea oamenilor

În rândul populației, cererea de energie alternativă crește în paralel cu creșterea prețurilor la energie electrică. Calitatea scăzută a sursei de alimentare moderne, care duce adesea la deteriorare, îi adaugă interes. aparate electrocasniceși întreruperi de mai multe zile. În același timp, „kulibini” ruși și străini sunt pregătiți să ofere populației o gamă întreagă de soluții în domeniul alimentării independente cu energie.

În ciuda faptului că Rusia nu este cea mai mare tara insoritaÎn lume, centralele solare mici sunt cele mai populare. Unele firme pentru deja 40 de mii de ruble. suntem pregătiți să furnizăm un set de echipamente care în lunile de vară pot oferi lumină unei case de țară, pot reîncărca bateriile telefoanelor și laptopurilor și chiar pot rezista pentru o perioadă la un fierbător și un frigider. Dacă cumpărați un complex pentru 200 de mii de ruble. - atunci frigiderul va putea funcționa puțin mai mult, puteți porni fierul de călcat și alte aparate din rețea. De asemenea, este posibil să achiziționați module solare mobile care vă permit să încărcați telefoane și lanterne în drumeție.

Dezavantajul acestei tehnici este faptul că iarna electricitatea cu ajutorul ei în Rusia centrală aproape imposibil de obținut.

O altă opțiune de obținere a energiei poate fi instalarea unui sistem combinat, inclusiv posibilitatea de a obține energie eoliană și solară, iar în lipsa acestora - folosind surse tradiționale. Un astfel de sistem este capabil să furnizeze energie electrică în mod fiabil în cazul unei întreruperi de curent.

De asemenea, vă puteți instala propriul parc eolian. În special, una dintre companii este pregătită să furnizeze un parc eolian. Se presupune că, cu o funcționare cu succes, costul energiei electrice generate de aceasta poate fi de 50-60 de copeici pe kilowatt.

Construcția Micro-HPP are, de asemenea, un potențial mare. Adevărat, pentru astfel de stații există cerințe pentru corpurile de apă pe care trebuie instalate. După cum a spus RBC CEO o companie angajată în tehnologii alternative - "Spetsenergosnab" - Valery Bryantsev, pentru o centrală hidroelectrică cu o capacitate de 10 kW, un rezervor cu o diferență de înălțime de 2 metri sau un curent cu o viteză de 3,5-4 m pe secundă poate fi Necesar. Dacă aceste condiții nu există, poate fi necesar să se construiască un mic baraj. Costul creării unor astfel de CHE poate fi în medie de aproximativ 2 mii de dolari per kW de capacitate. Cu o putere de 10 kW pot fi asigurate peste 40 de cabane. Adevărat, nu este un fapt că stația va funcționa la capacitate maximă.

De asemenea, un domeniu promițător este producția de biocombustibili, în special, biogazul pe bază de deșeuri din gropile de gunoi, gunoi de grajd și rumeguș. Aici, costul instalațiilor poate varia de la câteva zeci la sute de mii de euro.

De ce nu?

Recent, energia alternativă s-a dezvoltat rapid în întreaga lume - creșterea este de 20-30% pe an. Utilizarea surselor regenerabile este în creștere nu numai în Europa și SUA. De exemplu, China în 2010 comparativ cu 2009 a crescut consumul de energie regenerabilă cu 74,5%, Turcia - cu 88,1%, Egipt - cu 35%, citează date Ivan Fedyakov, director general al agenției de cercetare INFOLine.

Rusia arată mai mult decât modestă pe fondul general. În țară, sursele alternative (cu excepția hidrocentralelor mari) nu reprezintă mai mult de 1% din producția totală și această cifră nu crește. Chiar și utilizarea controlului „manual” nu îl poate afecta. De exemplu, în urmă cu trei ani, premierul Vladimir Putin a cerut 2020. crește ponderea energiei alternative la 4,5%, dar în ultima perioadă nu s-a modificat cu nici un punct procentual. Între timp, în multe alte țări, era surselor alternative de energie a început deja. Și sunt destule exemple în acest sens. De exemplu, în Danemarca este posibil să se folosească energia eoliană - iar în unele nopți cu vânt, țara își satisface complet nevoile de electricitate prin această tehnologie. Și Antalya (Turcia) este complet încălzită de resursele soarelui, care strălucește acolo 300 de zile pe an.

Deci, ce împiedică dezvoltarea energiei alternative în Rusia? Există mai multe motive pentru aceasta, spun experții. În primul rând, prezența petrolului și gazelor și lipsa unor consilieri buni și a unor informații obiective cu privire la sursele regenerabile de la conducerea de vârf a țării sunt în piedică, spune Stanislav Cernița, CEO al Aenergy. De asemenea, influențat de conservatorism, nedorința de a schimba obiceiurile, lipsa resurselor proprii, atât tehnice, cât și umane.

Experții dau vina și pe lipsă sprijinul statuluiîn această regiune. După cum explică Olga Novoselova, cadrul legal și de reglementare subdezvoltat și lipsa unor mecanisme financiare specifice pentru sprijinul statului nu sunt în cel mai bun mod. Între timp, în străinătate, pentru astfel de tehnologii sunt oferite stimulente fiscale și sprijin direct de la stat.

Desigur, energia alternativă are dezavantajele ei. În special, există o opinie că modulele solare cu utilizare în masă pot întuneca o parte semnificativă a pământului, iar producția de biocombustibili poate epuiza pământul. De asemenea, analiştii remarcă variabilitatea surselor regenerabile în timp, problema stocării energiei, minimizarea pierderilor în timpul transmiterii acesteia pe distanţe.

Un alt argument este costurile mari de capital ale unor astfel de tehnologii. De exemplu, construcția de mori de vânt și panouri solare este semnificativ mai costisitoare decât centralele electrice convenționale, iar investițiile în energie netradițională sunt profitabile destul de bine. mod tradițional- pe cheltuiala utilizatorului final. Drept urmare, Sergey Belov, expert la Institutul pentru Probleme ale monopolurilor naturale, consideră că energia alternativă rămâne o distracție pentru regiunile bogate, dar lipsite de resurse naturale. Pentru Rusia, bogată în minerale, problema gazificării și construcției infrastructurii ar putea fi mai relevantă.

Cu toate acestea, nu se știe dacă aceste măsuri vor ajuta la rezolvarea problemei energetice - la urma urmei, industria energetică, construită pe bază de petrol, gaze și cărbune, mai devreme sau mai târziu se poate confrunta cu epuizarea acestor resurse. Și aceasta, aparent, nu este cea mai îndepărtată perspectivă. Potrivit ministrului resurse naturale Yuri Trutnev, hidrocarburile din lume s-ar putea termina în 100-150 de ani. Și ce loc pe harta energetică schimbată a lumii va merge Rusiei în acest caz este încă neclar.

Cele mai importante surse de hidrocarburi sunt gazele naturale și asociate, petrolul și cărbunele.

Prin rezerve gaz natural primul loc în lume îi aparține țării noastre. Gazul natural conține hidrocarburi cu greutate moleculară mică. El are următoarele compoziție aproximativă(în volum): 80-98% metan, 2-3% dintre cei mai apropiați omologi ai săi - etan, propan, butan și o cantitate mică de impurități - hidrogen sulfurat H 2 S, azot N 2, gaze nobile, monoxid de carbon (IV) CO2 și vapori de apă H2O . Compoziția gazului este specifică fiecărui câmp. Există următorul model: cu cât greutatea moleculară relativă a hidrocarburilor este mai mare, cu atât este mai puțin conținută în gazul natural.

Gazul natural este utilizat pe scară largă ca combustibil ieftin cu putere calorică mare (combustia de 1m 3 eliberează până la 54.400 kJ). Acesta este unul dintre cele mai bune privelisti combustibil pentru nevoile casnice si industriale. În plus, gazul natural este o materie primă valoroasă pentru industria chimica: producția de acetilenă, etilenă, hidrogen, funingine, diverse materiale plastice, acid acetic, coloranți, medicamente și alte produse.

Gaze petroliere asociate sunt în zăcăminte împreună cu petrol: sunt dizolvate în acesta și sunt situate deasupra uleiului, formând un „capac”. La extragerea uleiului la suprafață, gazele sunt separate de acesta datorită unei scăderi puternice a presiunii. Anterior, gazele asociate nu au fost folosite și au fost arse în timpul producției de petrol. În prezent, acestea sunt capturate și utilizate ca combustibil și materii prime chimice valoroase. Gazele asociate conțin mai puțin metan decât gazul natural, dar mai mult etan, propan, butan și hidrocarburi mai mari. În plus, ele conțin practic aceleași impurități ca și în gazele naturale: H 2 S, N 2, gaze nobile, vapori de H 2 O, CO 2 . Hidrocarburile individuale (etan, propan, butan etc.) sunt extrase din gazele asociate, prelucrarea lor face posibilă obținerea hidrocarburilor nesaturate prin dehidrogenare - propilenă, butilenă, butadienă, din care apoi se sintetizează cauciucuri și materiale plastice. Un amestec de propan și butan (gaz lichefiat) este folosit ca combustibil de uz casnic. Benzina naturală (un amestec de pentan și hexan) este utilizată ca aditiv la benzină pentru o mai bună aprindere a combustibilului la pornirea motorului. Oxidarea hidrocarburilor produce acizi organici, alcooli si alte produse.

Ulei- lichid uleios inflamabil de culoare maro închis sau aproape negru cu miros caracteristic. Este mai ușor decât apa (= 0,73–0,97 g/cm 3), practic insolubil în apă. După compoziție, uleiul este un amestec complex de hidrocarburi de diferite greutăți moleculare, deci nu are un punct de fierbere specific.

Uleiul este format în principal din hidrocarburi lichide (în ele sunt dizolvate hidrocarburi solide și gazoase). De obicei, aceștia sunt alcani (în principal cu o structură normală), cicloalcani și arene, al căror raport în uleiurile din diferite domenii variază foarte mult. Uleiul Ural conține mai multe arene. Pe lângă hidrocarburi, uleiul conține oxigen, sulf și compuși organici azotați.

În mod normal, țițeiul nu este utilizat. Pentru a obține din ulei din punct de vedere tehnic produse valoroase este în curs de prelucrare.

Prelucrare primară uleiul constă în distilarea lui. Distilarea se efectuează la rafinării după separarea gazelor asociate. În timpul distilării uleiului, se obțin produse petroliere ușoare:

benzina ( t kip \u003d 40–200 ° С) conține hidrocarburi С 5 -С 11,

nafta ( t kip \u003d 150–250 ° С) conține hidrocarburi С 8 -С 14,

kerosen ( t kip \u003d 180–300 ° С) conține hidrocarburi С 12 -С 18,

motorina ( t kip > 275 °C),

iar în rest - un lichid negru vâscos - păcură.

Uleiul este supus unei prelucrări ulterioare. Se distilează sub presiune redusă (pentru a preveni descompunerea) și se izolează uleiurile lubrifiante: ax, motor, cilindru, etc. Vaselina și parafina sunt izolate din păcurul din unele grade de ulei. Reziduul de păcură după distilare - gudron - după oxidarea parțială este folosit pentru a produce asfalt. Principalul dezavantaj al rafinării petrolului este randamentul scăzut al benzinei (nu mai mult de 20%).

Produsele de distilare a uleiului au diverse utilizări.

Benzinăîn cantitati mari folosit ca combustibil pentru aviație și automobile. De obicei, constă din hidrocarburi care conțin în medie 5 până la 9 atomi de C în molecule. Nafta Este folosit ca combustibil pentru tractoare, precum și ca solvent în industria vopselelor și lacurilor. Cantități mari sunt transformate în benzină. Kerosenul folosit ca combustibil pentru tractoare, avioane cu reactie si rachete, precum si pentru nevoile casnice. ulei solar - motorina- folosit ca combustibil pentru motor și uleiuri lubrifiante- pentru mecanismele de lubrifiere. Petrolatum folosit în medicină. Constă dintr-un amestec de hidrocarburi lichide și solide. Parafină folosit la obtinerea de acizi carboxilici mai mari, la impregnarea lemnului la producerea chibriturilor si a creioanelor, la fabricarea lumanarilor, a lacului de pantofi etc. Este format dintr-un amestec de hidrocarburi solide. păcură pe lângă procesarea în uleiuri lubrifiante și benzină, este folosit ca combustibil lichid pentru cazan.

La metode de prelucrare secundară uleiul este o modificare a structurii hidrocarburilor care alcătuiesc compoziția sa. Printre aceste metode, de mare importanță este cracarea hidrocarburilor petroliere, care se realizează în scopul creșterii randamentului benzinei (până la 65–70%).

Cracare- procesul de scindare a hidrocarburilor conținute în ulei, în urma căruia se formează hidrocarburi cu un număr mai mic de atomi de C în moleculă. Există două tipuri principale de cracare: termică și catalitică.

Fisura termica se realizează prin încălzirea materiei prime (pacură etc.) la o temperatură de 470–550 °C și o presiune de 2–6 MPa. În acest caz, moleculele de hidrocarburi cu un număr mare de atomi de C sunt împărțite în molecule cu un număr mai mic de atomi de hidrocarburi atât saturate, cât și nesaturate. De exemplu:

(mecanism radical),

În acest fel, se obține în principal benzină pentru automobile. Producția sa din petrol ajunge la 70%. Cracarea termică a fost descoperită de inginerul rus V.G. Shukhov în 1891.

cracare catalitică se efectuează în prezența catalizatorilor (de obicei aluminosilicați) la 450–500 °C și presiunea atmosferică. În acest fel, se obține benzina de aviație cu un randament de până la 80%. Acest tip de cracare este supus în principal la fracțiunile de petrol și kerosen și motorină. În cracarea catalitică, împreună cu reacțiile de clivaj, apar reacții de izomerizare. Ca urmare a acestora din urmă, se formează hidrocarburi saturate cu un schelet de carbon ramificat de molecule, ceea ce îmbunătățește calitatea benzinei:

Benzina cracata catalitic este de calitate superioara. Procesul de obținere a acestuia decurge mult mai rapid, cu un consum mai mic de energie termică. În plus, în timpul cracării catalitice se formează relativ multe hidrocarburi cu catenă ramificată (izocompuși), care sunt de mare valoare pentru sinteza organică.

La t= 700 °C și peste, are loc piroliza.

Piroliza- descompunerea substantelor organice fara acces la aer la temperatura ridicata. În timpul pirolizei uleiului, principalii produși de reacție sunt hidrocarburile gazoase nesaturate (etilenă, acetilena) și hidrocarburile aromatice - benzen, toluen etc. Deoarece piroliza uleiului este una dintre cele mai importante modalități de obținere a hidrocarburilor aromatice, acest proces este adesea numit aromatizare ulei.

Aromatizarea– transformarea alcanilor si cicloalcanilor in arene. Când fracțiile grele de produse petroliere sunt încălzite în prezența unui catalizator (Pt sau Mo), hidrocarburile care conțin 6-8 atomi de C per moleculă sunt transformate în hidrocarburi aromatice. Aceste procese au loc în timpul reformării (actualizării benzinei).

Reformare- aceasta este aromatizarea benzinelor, efectuată ca urmare a încălzirii lor în prezența unui catalizator, de exemplu, Pt. În aceste condiții, alcanii și cicloalcanii sunt transformați în hidrocarburi aromatice, drept urmare și numărul octanic al benzinei crește semnificativ. Aromatizarea este utilizată pentru a obține hidrocarburi aromatice individuale (benzen, toluen) din fracțiunile de benzină ale uleiului.

LA anul trecut hidrocarburile petroliere sunt utilizate pe scară largă ca sursă de materii prime chimice. Căi diferite Din acestea se obtin substante necesare producerii materialelor plastice, fibre textile sintetice, cauciuc sintetic, alcooli, acizi, detergenti sintetici, explozivi, pesticide, grasimi sintetice etc.

Cărbune la fel ca gazul natural și petrolul, este o sursă de energie și o materie primă chimică valoroasă.

Principala metodă de prelucrare a cărbunelui este cocsificabil(distilarea uscată). În timpul cocsării (încălzire până la 1000 °С - 1200 °С fără acces la aer), se obțin diverse produse: cocs, gudron de cărbune, apă de gudron și gaz de cocs (schemă).

Sistem

Cocsul este folosit ca agent reducător în producția de fier în uzinele metalurgice.

Gudronul de cărbune servește ca sursă de hidrocarburi aromatice. Este supus distilarii prin rectificare si se obtin benzen, toluen, xilen, naftalina, precum si fenoli, compusi azotati, etc.

Din apa de gudron se obțin amoniacul, sulfatul de amoniu, fenolul etc.

Gazul cuptorului de cocs este folosit pentru încălzirea cuptoarelor de cocs (combustia de 1 m 3 eliberează aproximativ 18.000 kJ), dar este supus în principal prelucrărilor chimice. Deci, hidrogenul este extras din el pentru sinteza amoniacului, care este apoi folosit pentru obținere îngrășăminte cu azot, precum și metan, benzen, toluen, sulfat de amoniu, etilenă.

Cărbunele, petrolul și gazul sunt rezultatul efectelor termice, mecanice, biologice și ale radiațiilor asupra rămășițelor florei și faunei de-a lungul mai multor secole. Carbonul și hidrogenul predomină în compoziția combustibilului organic, de aceea este adesea denumit combustibil de hidrocarburi. Există două varietăți de substanțe organice terestre: substanța humus aflată în straturi (rămășițe ale organismelor terestre superioare) și sapropel împrăștiat în roca argilosă (rămășițe de fito- și zooplancton). În timp, în aceste substanțe fără acces la oxigen, proporția de atomi de carbon crește. Acest proces se numește carbonizare sau „carbonatare”. Materia organică humică concentrată în straturi formează cărbuni, în timp ce petrolul și gazele sunt produse secundare ale carbonizării materiei organice sapropelice fin dispersate în straturi de argilă.

O măsură cantitativă a carbonizării este concentrația în greutate a carbonului în materia organică. Pentru turbă - produsul transformării inițiale a materialului vegetal - conținutul în greutate de carbon nu depășește 60%. În următoarea etapă - cărbune brun - se ridică la 73%.

Astăzi, combustibilii cu hidrocarburi reprezintă principala sursă de energie și vor continua să funcționeze ca atare în următoarele decenii. Arderea cărbunelui, petrolului și gazelor naturale asigură aproximativ 80% din consumul mondial de energie. Producția mondială de energie electrică este, de asemenea, asigurată în prezent în principal de combustibili fosili (cu 60 - 65%) -.

Cărbune. În urmă cu trei milenii, chinezii au descoperit cărbunele și au început să-l folosească drept combustibil. Întors dintr-o călătorie în China, Marco Polo a introdus cărbunele în lumea occidentală în secolul al XIII-lea.

Cărbunele are o bază de carbon, iar energia eliberată atunci când arde în oxigen este eliberată în primul rând prin formarea de dioxid de carbon ( dioxid de carbon) prin reacție

C + O2 = CO2 + q, (2.2)

unde q este puterea calorică a carbonului, egală cu 393 kJ/mol = = 33 MJ/kg carbon. Dacă raportăm puterea calorică nu la 1 kg de carbon, ci la o reacție (combustia unui atom de carbon), atunci valoarea puterii calorice va fi

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

Un electron volt (eV sau eV) este o unitate de energie în afara sistemului, convenabilă în fizica atomică și nucleară. Un electron volt este energia dobândită de o particulă cu o sarcină egală numeric cu sarcina unui electron, în câmp electric cu o diferență de potențial de 1 V: 1eV \u003d 1e1V \u003d 1.6.10 -19 Cl1V \u003d 1.6.10 -19 J.

Rezervele explorate de cărbune din Rusia sunt estimate la 150-170 de miliarde de tone, care, dacă producția se va menține la nivelul anului 2000 (0,25 miliarde de tone pe an), va duce la epuizarea lor abia după 650 de ani. Principala cantitate de rezerve de cărbune energetic se încadrează în regiunile Siberiei de Vest și de Est. Cei mai favoribili cărbuni de înaltă calitate pentru extracție sunt concentrați în bazinul Kuznetsk, iar cei maro - în bazinul Kansk-Achinsk.

Pe Pământ, rezervele de cărbune sunt semnificative, iar depozitele lor sunt distribuite destul de uniform. Potrivit geologilor, rezervele de cărbune profitabile recuperabile explorate depășesc 1 trilion de tone (10 12 tone), astfel că, la ritmul actual de consum, rezervele explorate vor dura 250 de ani. Cei mai mari producători de cărbune, China și Statele Unite, produc 1 miliard de tone pe an.

Gaz natural. Gazul natural constă în principal din metan CH4. Cu arderea completă a metanului în funcție de reacție

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

16-4/(12 + 4) = se consumă 4 kg de oxigen la 1 kg de metan, adică. mai mult decât pentru arderea a 1 kg de cărbune. Valoare calorica metan q = 37 MJ/kg sau 6,1 eV.

Rezervele dovedite de gaze naturale sunt în intervalul (1,3^1,6) 10 14 m 3 . La ratele actuale de consum, această cantitate ar putea fi suficientă pentru 70 de ani.Rezervele de gaz recuperabile explorate în Rusia sunt estimate la 40-50 de trilioane m 3, ceea ce reprezintă aproximativ 30% din -, din lume. Odată cu stabilizarea producției de gaze la un nivel de aproximativ 0,7 trilioane m 3 pe an, epuizarea rezervelor va avea loc în 60-70 de ani. Trei zăcăminte din Siberia de Vest (Yamburgskoye, Urengoyskoye, Medvezhye) au asigurat aproximativ 75% din producția de gaze în anul 2000. Datorită dezvoltării acestor zăcăminte, până în 2020 producția de gaze aici nu va depăși 11% din producția din Rusia. Punerea în funcțiune a celor mai mari zăcăminte de gaze din lume de pe Peninsula Yamal și în partea rusă a platformei arctice va permite Rusiei să-și consolideze poziția pe piața globală de gaze. În același timp, îndepărtarea câmpurilor de consumatorii de gaz duce la faptul că aproximativ 30% din toată energia electrică generată în țară este cheltuită pentru pomparea gazelor prin conductele de gaz rusești. Aceste costuri sunt egale cu energia generată de toate centralele hidroelectrice și centralele nucleare din Rusia luate împreună.

O sarcină importantă a Rusiei este să stăpânească producția industrială de gaz natural lichefiat (GNL, în abrevierea engleză LNG) și să construiască terminale pentru trimiterea de cisterne specializate de GNL în alte țări. În ultimii ani, vânzările de GNL au crescut rapid, triplându-se în 10 ani. Este de așteptat ca până în 2010 ponderea GNL în comerțul mondial cu gaze să ajungă la 30%.

Ulei. Uleiul este un amestec complex de compuși de hidrocarburi. Din aceasta se obțin benzină (CH 2) ^ kerosen, motorină, păcură și o serie de alți combustibili. Uleiul este materia primă inițială și greu de înlocuit pentru industria chimică (în producția de uleiuri, materiale plastice, cauciuc, bitum, solvenți etc.). Numai pentru aceste scopuri, este nevoie de aproximativ 1 miliard de tone de petrol anual. Prețul unor produse petrochimice este de 100 de ori mai mare decât prețul țițeiului.

Rezervele de petrol explorate și exploatate de pe Pământ sunt estimate la 1.000–1.500 de miliarde de barili (aproximativ 143–215 de miliarde de tone), adică. mai puțin de 35 de tone pe persoană vie -,. La ratele actuale de consum (la nivelul de 3,5 miliarde de tone pe an), această sumă va fi suficientă pentru 50 de ani. Potrivit geologilor, rezervele totale de petrol de pe Pământ ar putea fi de 2.300 de miliarde de barili (dintre care 700 de miliarde de barili au fost utilizați până în prezent).

Peste 40% din producția mondială este asigurată de țările OPEC, aproximativ 30% - din punct de vedere economic tarile dezvoltate(inclusiv 10% - SUA, 9% - țări europene), 9% - Rusia, 10% America de Sud și Centrală, 5% - China. OPEC este o organizație a țărilor exportatoare de petrol. OPEC include 11 țări: Algeria, Venezuela, Indonezia, Iran, Irak, Qatar, Kuweit, Libia, Nigeria, Emiratele Arabe Unite, Arabia Saudită.

Rezervele de petrol explorate din Rusia reprezintă 12-13% din lume. Aceste rezerve, odată cu stabilizarea producției de petrol la nivelul de 0,3 miliarde de tone pe an, vor fi suficiente pentru aproximativ 50-60 de ani.

În ultimii ani, a început dezvoltarea tehnologiilor pentru dezvoltarea câmpurilor offshore. În acest domeniu, Rusia rămâne cu mult în urma altor țări. Resursele platoului continental rusesc sunt estimate la 140 de miliarde de tep, din care aproximativ 15-20% sunt petrol, restul sunt gaze. Rusia revendică o suprafață a platformei continentale de 6,2 milioane km pătrați, ceea ce reprezintă 21% din întregul platou al oceanelor lumii. Cea mai mare parte a raftului aparține Arcticii de Vest (Mările Barents și Kara), Arcticii de Est (Mările Laptev, Siberiei de Est și Chukci), Mărilor Orientului Îndepărtat (Bering, Ohotsk, Japonia) și sudului (Caspică, Neagră, Azov). ). Peste 85% din rezervele totale de petrol și gaze se află în mările arctice.

O mare parte din petrolul produs este destinată nevoilor forțelor armate. Autorii „energiei explozive cu deuteriu” numesc petrolul unul dintre cele mai „produse militarizate” și „cea mai răspândită armă de distrugere”. Într-adevăr, muniția armatelor moderne nu poate fi folosită dacă nu există petrol.

În timpul războiului local din Iugoslavia din primăvara anului 1999, la fel de mult petrol a fost ars în motoare și a fost distrus în depozitele de petrol ca în întreaga secundă. razboi mondial.

Reduce vârsta energetică a petrolului și faptul că este o materie primă indispensabilă pentru industria chimică. Cu toate acestea, prelucrarea materiilor prime de hidrocarburi nu este încă cel mai puternic atu al complexului rusesc de petrol și gaze. Astfel, cu o producție anuală de aproximativ 300 de milioane de tone de petrol, producția de benzină în 2005 a fost de 32 de milioane de tone, motorină - 59 milioane de tone, păcură - 56 milioane de tone, combustibil pentru avioane - 8 milioane de tone.

Disputele legate de forma Pământului nu diminuează semnificația conținutului său. Apa subterană a fost întotdeauna cea mai importantă resursă. Ele asigură nevoia primară a corpului uman. Cu toate acestea, fără combustibilii fosili, care sunt principalul furnizor de energie pentru civilizația umană, viața umană pare cu totul diferită.

Combustibil - sursă de energie

Dintre toate fosilele ascunse în măruntaiele Pământului, combustibilul aparține tipului combustibil (sau sedimentar).

Baza este hidrocarbura, așa că unul dintre efectele reacției de ardere este eliberarea de energie, care poate fi utilizată cu ușurință pentru a îmbunătăți confortul vieții umane. În ultimul deceniu, aproximativ 90% din toată energia folosită pe Pământ a fost produsă folosind combustibili fosili. Acest fapt ne pune pe gânduri mult, având în vedere că bogățiile din interiorul planetei sunt surse de energie neregenerabile și se epuizează în timp.

Tipuri de combustibil

șisturi petroliere

Ulei

Aerosoli

Suspensii

Piatra, antracit, grafit

Sapropel

Gaze de șist

nisipuri bituminoase

emulsii

gaz de minereu

Propulsor lichid

Gaz metan

Produs pe baza procesului Fischer-Tropsch

Hidrat de metan

gaz comprimat

Produse de gazeificare a combustibilului solid

Toți combustibilii fosili sunt furnizați cu petrol, cărbune și gaze naturale.

Scurt scurt folosit ca combustibil

Materiile prime pentru producția de purtători de energie sunt petrolul, cărbunele, șisturile bituminoase, gazele naturale, hidrații de gaz și turba.

Ulei- lichid legat de fosile combustibile (sedimentare). Constă din hidrocarburi și alte elemente chimice. Culoarea lichidului, în funcție de compoziție, variază între maro deschis, maro închis și negru. Rareori există compoziții de culoare galben-verde și incoloră. Prezența elementelor care conțin azot, sulf și oxigen în ulei determină culoarea și mirosul acestuia.

Cărbune este un nume de origine latină. carbo- nume international carbon. Compoziția conține mase bituminoase și resturi vegetale. Acesta este un compus organic care a devenit obiectul unei descompunere lentă sub influența factorilor externi (geologici și biologici).

șisturi bituminoase, ca cărbunele, sunt reprezentanți ai unui grup de combustibili fosili solizi sau caustobioliți (care este tradus literal din greacă sună ca „piatră de viață inflamabilă”). În timpul distilării uscate (sub influența temperaturilor ridicate) formează rășini care sunt similare ca compoziție chimică cu uleiul. Compoziția șisturilor este dominată de substanțe minerale (calcid, dolomit, cuarț, pirita etc.), dar sunt prezente și substanțe organice (kerogen), care doar în rocile de înaltă calitate ajung la 50% din compoziția totală.

Gaz natural- o substanta gazoasa formata in timpul descompunerii substantelor organice. În intestinele Pământului, există trei tipuri de acumulare de amestecuri de gaze: acumulări separate, capace de gaze ale câmpurilor petroliere și ca parte a petrolului sau apei. În condiții climatice optime, substanța se află doar în stare gazoasă. Este posibil să se găsească în intestinele pământului sub formă de cristale (hidrati de gaze naturale).

Hidrații de gaz- formațiuni cristaline formate din apă și gaz în anumite condiții. Ei aparțin unui grup de compuși cu compoziție variabilă.

Turbă- rocă liberă folosită drept combustibil, material termoizolant, îngrășământ. Este un mineral cu gaz și este folosit ca combustibil în multe regiuni.

Origine

Tot ce omul modern minat în măruntaiele pământului, se referă la resursele naturale neregenerabile. A fost nevoie de milioane de ani și de condiții geologice speciale pentru apariția lor. Un numar mare de combustibilii fosili s-au format în Mezozoic.

Ulei- conform teoriei biogene a originii sale, formarea a durat sute de milioane de ani din materia organică a rocilor sedimentare.

Cărbune- se formează cu condiția ca materialul vegetal în descompunere să fie completat mai repede decât are loc descompunerea acestuia. Mlaștinile sunt un loc potrivit pentru un astfel de proces. Apa stagnantă protejează stratul de masă vegetală de distrugerea completă de către bacterii datorită conținutului scăzut de oxigen din acesta. Cărbunele se împarte în humus (provine din resturi de lemn, frunze, tulpini) și sapropelitic (format în principal din alge).

Materia primă pentru formarea cărbunelui poate fi numită turbă. În condiția scufundării sale sub straturile de sedimente, există o pierdere de apă și gaze sub influența compresiei și a formării cărbunelui.

șisturi petroliere- componenta organică se formează cu ajutorul transformărilor biochimice ale celor mai simple alge. Este împărțit în două tipuri: talomoalginit (conține alge cu o structură celulară păstrată) și coloalginit (alge cu o pierdere a structurii celulare).

Gaz natural- conform aceleiași teorii a originii biogenice a fosilelor, gazele naturale se formează la valori de presiune și temperatură mai mari decât petrolul, ceea ce este dovedit de depozite mai adânci. Ele sunt formate din același material natural (rămășițele organismelor vii).

Hidrații de gaz- sunt formațiuni pentru apariția cărora sunt necesare condiții termobarice speciale. Prin urmare, ele se formează în principal pe sedimentele de pe fundul mării și pe roci înghețate. Ele se pot forma și pe pereții țevilor în timpul producției de gaze, în legătură cu care fosila este încălzită la o temperatură peste formarea de hidrat.

Turbă- se formează în condiţiile mlaştinilor din resturi organice de plante nu complet descompuse. Se depune pe suprafata solului.

Minerit

Cărbunele și gazele naturale diferă nu numai prin modul în care ies la suprafață. Mai adânc decât restul sunt câmpuri de gaze - de la unul la câțiva kilometri adâncime. Există o substanță în porii colectoarelor (un rezervor care conține gaz natural). Forța care provoacă ridicarea substanței este diferența de presiune în straturile subterane și sistemul de colectare. Producția are loc cu ajutorul puțurilor, care încearcă să se distribuie uniform pe întregul câmp. Extragerea combustibilului, astfel, evită fluxurile de gaze între zone și inundarea intempestivă a zăcămintelor.

Tehnologiile de producție de petrol și gaze au unele asemănări. Tipurile de producție de ulei se disting prin metodele de ridicare a substanței la suprafață:

• fântână (o tehnologie similară gazului, bazată pe diferența de presiune în subteran și în sistemul de livrare a lichidului);
• lift cu gaz;
• folosind o pompă centrifugă electrică;
• cu instalarea unei pompe electrice cu șurub;
• pompe cu tije (uneori conectate la o unitate de pompare la sol).

Metoda de extracție depinde de adâncimea substanței. Există o mulțime de opțiuni pentru ridicarea uleiului la suprafață.

Metoda de dezvoltare a unui zăcământ de cărbune depinde și de caracteristicile apariției cărbunelui în sol. Într-un mod deschis, dezvoltarea se realizează atunci când o fosilă este găsită la un nivel de o sută de metri de suprafață. Adesea se desfășoară un tip mixt de exploatare: mai întâi prin minerit în cariera deschisă, apoi prin exploatare subterană (cu ajutorul fețelor). Zăcămintele de cărbune sunt bogate în alte resurse de importanță pentru consum: acestea sunt metale valoroase, metan, metale rare, apele subterane.

Depozitele de șist sunt dezvoltate fie prin metoda minei (considerată a fi cu eficiență scăzută), fie prin exploatare in situ prin încălzirea rocii în subteran. Datorită complexității tehnologiei, minerit se desfășoară în cantități foarte limitate.

Extracția turbei se realizează prin drenarea mlaștinilor. Datorită apariției oxigenului, microorganismele aerobe sunt activate, descompunându-i materia organică, ceea ce duce la eliberarea de dioxid de carbon într-un ritm extraordinar. Turba este cel mai ieftin tip de combustibil, extracția sa se efectuează în mod constant cu respectarea anumitor reguli.

Rezerve recuperabile

Una dintre evaluările bunăstării societății este făcută de consumul de combustibil pe cap de locuitor: cu cât este mai mare consumul, cu atât oamenii trăiesc mai confortabil. Acest fapt (și nu numai) obligă omenirea să crească volumul producției de combustibil, afectând prețurile. Costul petrolului astăzi este determinat de un astfel de termen economic precum „netback”. Acest termen presupune un preț pentru care include costul mediu ponderat al produselor petroliere (produse din substanța achiziționată) și livrarea materiilor prime către întreprindere.

Bursele comerciale vând petrol la prețuri CIF, care în traducere literală sună ca „cost, asigurare și transport”. Din aceasta putem concluziona că costul petrolului astăzi, conform cotațiilor tranzacțiilor, include prețul materiilor prime, costurile de transport pentru livrarea acestuia.

Ratele de consum

Ținând cont de ratele în creștere ale consumului de resurse naturale, este dificil să se ofere o evaluare clară a aprovizionării cu combustibil pe o perioadă lungă. Odată cu dinamica actuală, producția de petrol în 2018 se va ridica la 3 miliarde de tone, ceea ce va duce la epuizarea rezervelor mondiale cu 80% până în 2030. Aprovizionarea cu aur negru este prevăzută în termen de 55 - 50 de ani. Gazele naturale ar putea fi epuizate în 60 de ani la ratele actuale de consum.

Există mult mai multe rezerve de cărbune pe Pământ decât petrol și gaze. Cu toate acestea, în ultimul deceniu, producția sa a crescut, iar dacă ritmul nu încetinește, atunci din cei 420 de ani planificați (prognoze existente), rezervele se vor epuiza în 200.

Impact asupra mediului

Utilizarea activă a combustibililor fosili duce la o creștere a emisiilor de dioxid de carbon (CO2) în atmosferă, influență pernicioasă asupra climei planetei ceea ce este confirmat de organizațiile internaționale de mediu. Dacă nu se reduc emisiile de CO2, este inevitabilă o catastrofă ecologică, începutul căreia poate fi observat de contemporani. Potrivit estimărilor preliminare, între 60% și 80% din toți combustibilii fosili trebuie să rămână intacți pentru a stabiliza situația de pe Pământ. Cu toate acestea, acesta nu este singurul efect secundar al utilizării combustibililor fosili. Extracția în sine, transportul, prelucrarea la rafinării contribuie la poluarea mediului cu substanțe mult mai toxice. Un exemplu este accidentul din Golful Mexic, care a dus la suspendarea Gulf Stream.

Limitări și alternative

Extracția combustibililor fosili - afaceri profitabile pentru companiile a căror principală constrângere este epuizarea resurselor naturale. De obicei se uită să menționăm că golurile formate de activitatea umană în măruntaiele pământului contribuie la dispariție. apa dulce la suprafata si ingrijirea acesteia in straturi mai adanci. Dispariția apei potabile de pe Pământ nu poate fi justificată de niciunul dintre avantajele exploatării combustibililor fosili. Și se va întâmpla dacă omenirea nu își raționalizează șederea pe planetă.

În urmă cu cinci ani, în China au apărut motociclete și mașini cu o nouă generație de motoare (fără combustibil). Dar au fost lansate în cantități strict limitate (pentru un anumit cerc de oameni), iar tehnologia a devenit clasificată. Aceasta vorbește doar de mioparea lăcomiei umane, pentru că dacă poți „face bani” pe petrol și gaze, nimeni nu-i va opri pe magnații petrolului să o facă.

Concluzie

Alături de sursele de energie alternative (regenerabile) binecunoscute, există tehnologii mai puțin costisitoare, dar clasificate. Cu toate acestea, aplicarea lor trebuie să intre în mod inevitabil în viața unei persoane, altfel viitorul nu va fi atât de lung și fără nori pe cât își imaginează „oamenii de afaceri”.

Trimiteți-vă munca bună în baza de cunoștințe este simplu. Utilizați formularul de mai jos

Studenții, studenții absolvenți, tinerii oameni de știință care folosesc baza de cunoștințe în studiile și munca lor vă vor fi foarte recunoscători.

Găzduit la http://www.allbest.ru/

Instituție de învățământ profesional bugetară

Regiunea Voronej

Colegiul Medical Rossosh

Subiect: „Petrol, gaze petroliere naturale și asociate și cărbune”

Completat de un elev din grupa 101

Kovalskaya Victoria

Verificat de profesorul: Grineva N. A.

Rossosh 2015

Introducere

Petrol, gaze naturale și asociate, cărbune.

Principalele surse de hidrocarburi sunt gazele petroliere naturale și asociate, petrolul și cărbunele.

cracarea cărbunelui gazos

Uleiul este un combustibil lichid maro închis cu o densitate de 0,70 - 1,04 g/cm?. Uleiul este un amestec complex de substanțe - mai ales hidrocarburi lichide. După compoziția uleiurilor sunt parafinice, naftenice și aromatice. Cu toate acestea, cel mai comun ulei este de tip mixt. Pe lângă hidrocarburi, uleiul conține impurități de oxigen organic și compuși de sulf, precum și apă și săruri de calciu și magneziu dizolvate în el. Conținut în ulei și impurități mecanice - nisip și argilă. Uleiul este o materie primă valoroasă pentru obținerea de combustibili de înaltă calitate. După purificarea din apă și alte impurități nedorite, uleiul este procesat. Principala metodă de rafinare a petrolului este distilarea. Se bazează pe diferența dintre punctele de fierbere ale hidrocarburilor care alcătuiesc uleiul. Deoarece uleiul conține sute de substanțe diferite, dintre care multe au puncte de fierbere similare, este practic imposibil să izolați hidrocarburile individuale. Prin urmare, prin distilare, uleiul este separat în fracții care fierb într-un interval de temperatură destul de larg. Prin distilare la presiune normală, uleiul este separat în patru fracții: benzină (30-180 ° C), kerosen (120-315 ° C), motorină (180-350 ° C) și păcură (rezidu după distilare). Cu o distilare mai minuțioasă, fiecare dintre aceste fracții poate fi împărțită în mai multe fracții mai înguste. Deci, din fracția de benzină (un amestec de hidrocarburi C5 - C12), se poate extrage eter de petrol (40-70 ° C), benzină în sine (70-120 ° C) și nafta (120-180 ° C). Eterul de petrol conține pentan și hexan. Este un solvent excelent pentru grăsimi și rășini. Benzina conține hidrocarburi saturate neramificate de la pentani la decani, cicloalcani (ciclopentan și ciclohexan) și benzen. Benzina după o prelucrare adecvată este folosită ca combustibil pentru aviație și automobile

GHEAŢĂ. Nafta care conține în compoziția sa hidrocarburi C8 - C14 și kerosen (un amestec de hidrocarburi C12 - C18) este folosit ca combustibil pentru încălzirea locuinței și corpuri de iluminat. Kerosenul în cantități mari (după o purificare minuțioasă) este folosit ca combustibil pentru avioanele cu reacție și rachete.

Fracția diesel de rafinare a petrolului - combustibil pentru motoarele diesel. Păcură este un amestec de hidrocarburi cu punct de fierbere ridicat. Uleiurile lubrifiante sunt obținute din păcură prin distilare la presiune redusă. Reziduul din distilarea păcurului se numește gudron. Din el se obține bitum. Aceste produse sunt utilizate în construcția drumurilor. Mazutul este folosit si ca combustibil pentru cazane.

Principala modalitate de rafinare a petrolului sunt tipuri diferite crăpare, adică transformarea catalitică termică a constituenților uleiului. Există următoarele tipuri principale de fisurare.

Cracarea termică - scindarea hidrocarburilor are loc sub influența temperaturilor ridicate (500-700 ° C). De exemplu, dintr-o moleculă de hidrocarbură saturată decan C10H22, se formează molecule de pentan și pentenă:

C10H22 > C5H12 + C5H10

pentan pentenă

Cracarea catalitică se efectuează și la temperaturi mari, dar în prezența unui catalizator, care vă permite să controlați procesul și să-l conduceți în direcția corectă. Cracarea petrolului produce hidrocarburi nesaturate, care sunt utilizate pe scară largă în sinteza organică industrială.

Gaze petroliere naturale și asociate

Gaz natural. Compoziția gazelor naturale este în principal metan (aproximativ 93%). Pe lângă metan, gazul natural conține și alte hidrocarburi, precum și azot, CO2 și adesea hidrogen sulfurat. Gazul natural eliberează multă căldură atunci când este ars. În acest sens, este semnificativ superior altor combustibili. Prin urmare, 90% din cantitatea totală de gaze naturale este consumată drept combustibil în centralele locale, întreprinderile industriale și gospodăriile. Restul de 10% este folosit ca materie primă valoroasă pentru industria chimică. În acest scop, metanul, etanul și alți alcani sunt izolați din gazul natural. Produsele care pot fi obținute din metan sunt de mare importanță industrială.

Gaze petroliere asociate. Se dizolvă sub presiune în ulei. Când este extras la suprafață, presiunea scade și solubilitatea scade, drept urmare gazele sunt eliberate din ulei. Gazele asociate conțin metan și omologii săi, precum și gaze necombustibile - azot, argon și CO2. Gazele asociate sunt procesate la fabrici de procesare a gazelor. Acestea produc metan, etan, propan, butan și benzină gazoasă care conține hidrocarburi cu un număr de atomi de carbon de 5 sau mai mult. Etanul și propanul sunt supuse dehidrogenării și primesc hidrocarburi nesaturate - etilenă și propilenă. Un amestec de propan și butan (gaz lichefiat) este folosit ca combustibil de uz casnic. Benzina naturală este adăugată benzinei obișnuite pentru a accelera aprinderea acesteia la pornirea motorului cu ardere internă.

Cărbune

Cărbune. Procesarea cărbunelui durează în trei direcții principale: cocsificare, hidrogenare și ardere incompletă. Cocsificarea are loc în cuptoarele de cocs la o temperatură de 1000-1200 °C. La această temperatură, fără acces la oxigen, cărbunele suferă cele mai complexe transformări chimice, în urma cărora se formează cocs și produse volatile. Cocsul răcit este trimis la uzinele metalurgice. Când produsele volatile (gazul cuptorului de cocs) sunt răcite, gudronul de cărbune și apa cu amoniac se condensează. Necondensate rămân amoniacul, benzenul, hidrogenul, metanul, CO2, azotul, etilena etc.. Prin trecerea acestor produse printr-o soluție de acid sulfuric se izolează sulfatul de amoniu, care este folosit ca îngrășământ mineral. Benzenul este preluat în solvent și distilat din soluție. După aceea, gazul de cocs este folosit ca combustibil sau ca materie primă chimică. Gudronul de cărbune se obține în cantități mici (3%). Dar, având în vedere amploarea producției, gudronul de cărbune este considerat materie primă pentru obținerea unui număr de substanțe organice. Dacă produsele care fierb până la 350 ° C sunt îndepărtate de rășină, atunci rămâne o masă solidă - smoală. Este folosit pentru fabricarea lacurilor. Hidrogenarea cărbunelui se realizează la o temperatură de 400-600 °C sub o presiune a hidrogenului de până la 25 MPa în prezența unui catalizator. În acest caz, se formează un amestec de hidrocarburi lichide, care poate fi folosit ca combustibil pentru motor. Avantajul acestei metode este posibilitatea de hidrogenare a cărbunelui brun de calitate scăzută. Arderea incompletă a cărbunelui produce monoxid de carbon (II). Pe un catalizator (nichel, cobalt) la presiune normală sau ridicată, hidrogenul și CO pot fi utilizate pentru a produce benzină care conține hidrocarburi saturate și nesaturate:

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

nCO + 2nH2 > CnH2n + nH2O.

Dacă distilarea uscată a cărbunelui se efectuează la 500-550 ° C, se obține gudron, care, împreună cu bitumul, este utilizat în domeniul construcțiilor ca liant în fabricarea acoperișurilor, acoperiri hidroizolatoare(material de acoperiș, pâslă de acoperiș etc.).

Astăzi există un pericol serios de catastrofă ecologică. Practic nu există loc pe pământ unde natura să nu sufere din cauza activităților întreprinderilor industriale și a vieții umane. Când lucrați cu produse de distilare a uleiului, trebuie avut grijă ca acestea să nu cadă în sol și în corpurile de apă. Solul impregnat cu produse petroliere își pierde fertilitatea timp de multe decenii și este foarte dificil să-l restabiliți. Numai în 1988, când conductele de petrol au fost avariate, aproximativ 110.000 de tone de petrol au ajuns într-unul dintre cele mai mari lacuri. Sunt cunoscute cazuri tragice de scurgeri de păcură și petrol în râuri unde are loc depunerea icrelor. rase valoroase peşte. Un pericol serios de poluare a aerului îl reprezintă centralele termice pe cărbune - ele sunt principala sursă de poluare. Centralele hidroelectrice care funcționează în câmpia râului au un impact negativ asupra corpurilor de apă. Este bine cunoscut faptul că transportul rutier poluează foarte mult atmosfera cu produse de ardere incompletă a benzinei. Oamenii de știință se confruntă cu sarcina de a minimiza gradul de poluare a mediului.

Concluzie

Uleiul natural conține întotdeauna apă, săruri minerale și diverse impurități mecanice. Prin urmare, înainte de a fi prelucrat, uleiul natural suferă deshidratare, desalinizare și o serie de alte operațiuni preliminare.

Caracteristicile distilării uleiului:

1. Metoda de obținere a produselor petroliere prin decaparea unei fracțiuni după alta din ulei, așa cum se face în laborator, este inacceptabilă pentru condițiile industriale.

2. Este foarte neproductiv, costisitor și nu oferă o distribuție suficient de clară a hidrocarburilor în fracții în conformitate cu greutatea moleculară a acestora.

Toate aceste neajunsuri sunt lipsite de metoda de distilare a uleiului în instalațiile tubulare care funcționează continuu:

1. Unitatea este formată dintr-un cuptor tubular pentru încălzirea uleiului și o coloană de distilare, unde uleiul este separat în fracții (distilate) de amestecuri separate de hidrocarburi în funcție de punctele de fierbere ale acestora - benzină, nafta, kerosen etc.;

2. În cuptorul tubular, o conductă lungă este situată sub forma unei bobine;

3. Cuptorul este încălzit prin arderea uleiului sau gazului;

4. Uleiul este alimentat continuu prin conductă, în care este încălzit la 320-350 °C și intră în coloana de distilare sub formă de amestec de lichid și vapori.

Caracteristicile gazelor naturale.

1. Principal componentă gaze naturale - metan.

2. Pe lângă metan, gazul natural conține etan, propan, butan.

3. În general, cu cât greutatea moleculară a hidrocarburii este mai mare, cu atât gazul natural conține mai puțin din ea.

4. Compoziția gazelor naturale din diferite zăcăminte nu este aceeași. Compoziția sa medie (în procente în volum) este următoarea: a) CH4 - 80-97; b) C2H6 - 0,5-4,0; c) С3Н8 - 0,2-1,5.

5. Ca combustibil, gazele naturale prezintă mari avantaje față de combustibilii solizi și lichizi.

6. Puterea sa calorica este mult mai mare, la ardere nu lasa cenusa.

7. Produsele de ardere sunt mult mai ecologice.

8. Gazul natural este utilizat pe scară largă în centrale termice, cazane de fabrică, diferite cuptoare industriale.

Modalități de utilizare a gazelor naturale

1. Arderea gazelor naturale în furnalele înalte poate reduce consumul de cocs, poate reduce conținutul de sulf din fontă și poate îmbunătăți foarte mult productivitatea cuptorului.

2. Utilizarea gazelor naturale în gospodărie.

3. În prezent, începe să fie folosit în autovehicule (în cilindri de înaltă presiune), ceea ce permite economisirea benzinei, reducerea uzurii motorului și, datorită arderii mai complete a combustibilului, menținerea curată a bazinului de aer.

4. Gazele naturale reprezintă o sursă importantă de materii prime pentru industria chimică, iar rolul acesteia în acest sens va crește.

5. Hidrogenul, acetilena, negru de fum se obțin din metan.

Caracteristici ale gazelor petroliere asociate:

1. Gazul petrolier asociat prin origine este și gazul natural;

2. a primit o denumire specială deoarece se află în zăcăminte alături de petrol - se dizolvă în el și se află deasupra uleiului, formând un „capac” de gaz; 3) la extragerea uleiului la suprafață, acesta se separă de acesta din cauza unei scăderi puternice a presiunii.

Modalități de utilizare a gazelor petroliere asociate.

1. Anterior, gazul asociat nu era folosit și era ars chiar acolo în câmp.

2. Acum este din ce în ce mai capturat deoarece, la fel ca gazul natural, este un combustibil bun și o materie primă chimică valoroasă.

3. Posibilitățile de utilizare a gazelor asociate sunt chiar mult mai largi decât cele ale gazelor naturale; alaturi de metan, contine cantitati semnificative de alte hidrocarburi: etan, propan, butan, pentan.

Cărbune:

Cărbunele este unul dintre cele mai valoroase resurse de combustibil și energie ale omenirii. Uneori este numită lumină solară pietrificată. Ca urmare a descompunerii pe termen lung și a transformării chimice a maselor gigantice de arbori și ierburi morți, care a avut loc în așa-numita perioadă carboniferă - acum 210-280 de milioane de ani, marea majoritate a rezervelor de astăzi din această materie primă s-au acumulat. în intestine. Rezervele sale mondiale depășesc 15 trilioane de tone. Pe planeta noastră se extrage mult mai mult cărbune decât orice alt mineral: aproximativ 2,5 miliarde de tone pe an, sau aproximativ 700 kg per locuitor al Pământului.

Utilizarea cărbunelui este foarte diversă și largă. Este folosit pentru generarea de energie electrică la centralele termice și este ars și în alte scopuri energetice; Din acesta se obține cocs pentru producția metalurgică, iar în timpul prelucrării chimice se realizează aproximativ 300 de produse industriale diferite. Recent, consumul de cărbune a crescut pentru noi scopuri - obținerea de ceară de munte, materiale plastice, combustibil gazos cu conținut ridicat de calorii, materiale compozite carbon-grafit cu conținut ridicat de carbon, elemente rare - germaniu și galiu.

De multe secole, cărbunele a fost și rămâne unul dintre principalele tipuri de combustibil tehnologic și energetic, iar importanța sa ca materie primă pentru industria chimică este în creștere. Prin urmare, toate zăcămintele noi de cărbune sunt explorate, se construiesc cariere și mine pentru extracția acestuia.

Bibliografie

1. Alena Igorevna Titarenko. Cheat Sheet pentru chimie organică

Prezentat pe Allbest.ur

Documente similare

Principalele stări ale gazelor naturale apar în intestinele pământului și sub formă de hidrați de gaz în oceanele și zonele de permafrost ale continentelor. Compoziție chimicăși proprietăți fizice gaze naturale, zăcămintele și producția acestuia. Utilizarea gazelor petroliere asociate.

prezentare, adaugat 03.08.2011


Scopuri și obiective, procese principale și scheme tehnologice ale stațiilor de tratare a gazelor petroliere asociate. Metode de purificare a gazelor din condensat de gaz, ulei, picurare, fine, umiditate aerosol și impurități mecanice de nămol. Curățarea gazelor de absorbție.

rezumat, adăugat la 01.11.2013


Metode de producere a gazului de sinteză, gazeificare a cărbunelui. Noi soluții de inginerie în gazeificarea cărbunelui. Transformarea metanului în gaz de sinteză. Sinteza Fischer-Tropsch. Design hardware și tehnic al procesului. Produse derivate din gaz de sinteză.

teză, adăugată la 01.04.2009


Caracteristicile fizice și proprietăți chimice ulei, producția, compoziția și tipurile de fracții în timpul distilării. Caracteristicile rafinării petrolului, esența cracarei catalitice și a cocsării. Utilizarea uleiului și probleme de mediu rafinării de petrol.

prezentare, adaugat 16.05.2013


Gazul natural este unul dintre cei mai importanți combustibili fosili, ocupând poziții cheie în bilanțele de combustibil și energie ale multor state. Gazele petroliere asociate ca produse secundare în producția de petrol. Extracția, prelucrarea, transportul și utilizarea gazelor.

prezentare, adaugat 01.08.2012


Studiul principalelor funcții, proprietăți și principiul de funcționare a catalizatorilor. Valoarea catalizatorilor în prelucrarea petrolului și gazelor. Principalele etape ale rafinării petrolului, caracteristici ale utilizării catalizatorilor. Fundamentele preparării catalizatorilor solizi pentru rafinarea petrolului.

rezumat, adăugat 05.10.2010


Metode primare și principale de rafinare a petrolului. Creșterea randamentului de benzină și alte produse ușoare. Procese de prelucrare distructivă a materiilor prime petroliere. Compoziția produselor de rasă directă. Tipuri de procese de cracare. Schema tehnologică a unității de cracare.

lucrare de termen, adăugată 29.03.2009


Esența conceptului de „gaze petroliere”. O trăsătură caracteristică a compoziției asociate gaze petroliere. Găsind petrol și gaze. Caracteristicile producției de gaze. Benzină naturală, fracțiune propan-butovy, gaz uscat. Utilizarea gazelor asociate petrolului. Modalități de utilizare a APG.

prezentare, adaugat 18.05.2011


Proprietățile fizice și chimice ale uleiului. Metode de distilare, avantajele și dezavantajele lor. Influența parametrilor tehnologici asupra acestui proces. Caracteristicile si aplicarea produselor petroliere obtinute la instalatia de distilare atmosferica-vid.

lucrare de termen, adăugată 03.05.2015


Istoria utilizării uleiului ca materie primă pentru producerea de compuși organici. Principalele regiuni și câmpuri petroliere. Fracțiuni de ulei, caracteristici ale preparării sale pentru prelucrare. Esența cracarei, tipurile de produse petroliere și soiurile de benzină.