سه منبع مواد خام برای صنعت مهم است: نفت، گاز و زغال سنگ.

روغن.

نفت مایعی تیره و روغنی، نامحلول در آب است که حاوی آلکان های منشعب و غیر منشعب به نام سیکلوآلکان است. ترکیب به سپرده بستگی دارد.

روغنماده اصلی برای تولید ترکیبات آلی با تقطیر خشک (تجزیه در اثر حرارت، کربنیزاسیون) است. محصولات اصلی هیدروکربن های معطر و مشتقات آنها هستند. آنها عمدتا از رنگ ها، چربی های مصنوعی و روغن ها تولید می شوند.

با افزایش اهمیت نفت، روش های فرآوری شیمیایی بهبود یافت. در حال حاضر حدود 90 درصد ترکیبات آلی مصنوعی از نفت و مشتقات آن به دست می آیند.

روشهای آزمایشگاهی و صنعتی تولید روغن.

بین روش های آزمایشگاهی و صنعتی تولید روغن تفاوت های قابل توجهی وجود دارد که عبارتند از:

• قیمت (مقادیر کمی از معرف ها در آزمایشگاه استفاده می شود که حجم زیادی در صنعت مورد نیاز است. بنابراین می توان از ترکیبات گران قیمت و کمیاب در آزمایشگاه استفاده کرد، اما در صنعت باید با کمترین هزینه اکتفا کرد. یا استفاده وجود مواد سمی مضر در آزمایشگاه به دلیل وجود هودهای بخار کاملاً قابل قبول است ، بنابراین در مقیاس صنعتی بسیار خطرناک است.
• گرم در صنعت، تامین گرما برای واکنش‌هایی که در دماهای نسبتاً بالا و معمولی انجام می‌شوند، بسیار گران است، زمانی که در آزمایشگاه چنین سنتزهایی به راحتی امکان‌پذیر است.
• خلوص مخلوط در آزمایشگاه معمولاً با مواد خالص کار می کنند، در حالی که در صنعت عمدتاً با مخلوط کار می کنند.
• گردش مواد در حالی که در صنعت مخلوط ها را می توان با فرآیندهای شیمیایی مختلف (تقطیر، فیلتراسیون، فرآیندهای پیوسته) جدا کرد، اما برای آزمایشگاه این کار بی سود است. در صنعت، ماهیت چرخه ای فرآیندها وجود دارد، زمانی که مواد واکنش نداده را می توان دوباره به چرخه فرآیند بازیافت وارد کرد، اما در آزمایشگاه این کار با دشواری زیادی انجام می شود.

پالایش نفت.

در صنعت از تقطیر کسری "نفت خام" استفاده می شود که در نتیجه دومی به چند بخش تقسیم می شود که دارای نقطه جوش متفاوتی هستند:

کسر بنزیناز اتر نفت و بنزین استخراجی تشکیل شده است. ترکیب جناح متفاوت است از 6 - از 9.کل بخش یک فرآورده نفتی قابل توجه است، زیرا به عنوان سوخت برای موتورهای احتراق داخلی عمل می کند.

نفت سفید (C 9 - C 16)در وسایل گرمایشی استفاده می شود و همچنین سوختی برای موتورهای هواپیما و توربین است.

نفت گاز (سوخت گازوئیل)به عنوان سوخت برای موتورهای دیزل عمل می کند.

روغن های روان کننده (C 20 - C 50)به عنوان روان کننده استفاده می شوند.

نفت کوره (باقی مانده)- به عنوان سوخت استفاده می شود، تقطیر می شود و در نتیجه یک کسر هیدروکربنی با جوش بالا ایجاد می شود.

تبدیل شیمیایی هیدروکربن های موجود در نفت.

اهمیت سوخت در دنیای مدرن به طور قابل توجهی در حال افزایش است. به همین دلیل است که آنها بهینه ترین راه را برای تولید بنزین از بخش های با جوش بالا - ترک خوردگی - گرم کردن آلکان های بالاتر بدون دسترسی به هوا و در نتیجه تجزیه به هیدروکربن های پایین تر و بالاتر پیدا کردند:

اگر ترک بدون استفاده از کاتالیزور رخ دهد به آن ترک حرارتی می گویند. اگر از کاتالیزور استفاده شود SiO 2 یا ال 2 O 3 ، پس این ترک کاتالیزوری است. محصولات این گونه فرآیندها اتان و پروپن هستند که به مواد اولیه مهم صنعت تبدیل شده اند.

برای بهبود کیفیت بنزین، اصلاح و آلکیلاسیون انجام می شود.

اصلاحات(ایزومریزاسیون) فرآیندی است که در آن آلکان های بدون انشعاب هنگامی که با کاتالیزور گرم می شوند، به آلکان های منشعب تر با عدد اکتان بالاتر تبدیل می شوند. مثلا،

آلکیلاسیون- فرآیندی که در آن مخلوطی از آلکان ها و آلکن ها با استفاده از یک اسید به عنوان کاتالیزور به ترکیبات شاخه دار با عدد اکتان بالا تبدیل می شود:

گاز طبیعی.

گاز طبیعی مجموعه ای از گازها است که ترکیب آنها به رسوب بستگی دارد. اساساً مخلوطی از متان، اتان و پروپان است، اما مقادیر کمی نیتروژن، آلکان های بالاتر، کربن و هلیوم (به ندرت) نیز یافت می شود.

گاز طبیعی یک سوخت صنعتی است که مهمترین ترکیب آن است گاز سنتز(مخلوط مونوکسید کربن و هیدروژن):

می توان آن را با قرار گرفتن در معرض کک داغ با بخار بدست آورد؛ ترکیبی که در این فرآیند به دست می آید نامیده می شود گاز آب:

متانول از مونوکسید کربن و هیدروژن بدست می آید:

واکنش تحت فشار در حضور کاتالیزورها انجام می شود.

زغال سنگ.

زغال سنگ به عنوان ماده خام برای تولید هیدروکربن های معطر عمل می کند. فرآیند را می توان به صورت شماتیک به صورت زیر نشان داد:

تولوئن را می توان به طور مشابه بدست آورد.

تقطیر خشک در دماهای بالا مخلوطی از محصولات جامد، مایع و گاز تولید می کند.

محصول فاز گازاست گاز کوره کککه اجزای اصلی آن هیدروژن و متان است.

محصول مایعنشان می دهد تارکه از آن مقادیر زیادی فنل، کرزول، نفتالین، تیوفن و آنتراسن جدا می شود.

محصول جامداست کک.

/ انرژی آینده: وقتی نفت، گاز و زغال سنگ تمام می شود چه باید کرد؟

05.10.2011. انرژی آینده: وقتی نفت، گاز و زغال سنگ تمام می شود چه باید کرد؟

شاعر بزرگ روسی، الکساندر پوشکین، در تلاش برای انتقال جذابیت شب های سفید در سن پترزبورگ، یک بار نوشت: "من می نویسم، بدون چراغ می خوانم و توده های خفته روشن هستند." خوشبختانه، مردم مدرن برای خواندن نیازی به لامپ ندارند - مدت طولانی است که با برق جایگزین شده است، تصور زندگی بدون آن تقریبا غیرممکن است.

با این حال، کارشناسان هشدار می دهند که همیشه اینگونه نخواهد بود. بر اساس تخمین های تقریبی، طی 100 تا 150 سال نفت، گاز و زغال سنگ که برای سوخت بیشتر نیروگاه ها استفاده می شود تمام می شود و برق به یک کالای لوکس تبدیل می شود. پس بشریت باید چه کند؟ انرژی جایگزین ممکن است راه حل باشد. درست است، در روسیه هنوز به هیچ وجه توسعه نیافته است.

روسیه عقب را نشان می دهد

گزینه های زیادی برای تولید انرژی غیر استاندارد از منابع تجدیدپذیر وجود دارد. قبلا از انرژی هسته ای به عنوان یکی از جایگزین هایی که می تواند جایگزین نفت و گاز شود نام برده شد. با این حال، پس از حادثه فوکوشیما، که منجر به انتشار قابل توجه تشعشعات مرگبار شد، بسیاری از کشورها شروع به فکر کردن در مورد خطرات اتم صلح آمیز کردند.

گزینه دیگر برای جایگزینی هیدروکربن ها نیروگاه های برق آبی بزرگ است. اما در اینجا نیز یک مشکل وجود دارد - پتانسیل آنها محدود است و نمی توان آنها را در همه جا ساخت. به نظر می رسد که نیروگاه های برق آبی فقط می توانند برق را برای تعداد کمی از مردم تامین کنند.

در نتیجه، علاقه جامعه جهانی به منابع انرژی غیر سنتی متمرکز شده است. مناطق امیدوارکننده شامل انرژی خورشیدی، انرژی باد، سوخت زیستی، و همچنین نیروگاه های کوچک هیدروالکتریک، از جمله نیروگاه های مبتنی بر انرژی زمین گرمایی و نیروگاه های انرژی جزر و مدی است.

مزایای اصلی فناوری های جایگزین نسبت به نفت و گاز ایمنی بالای محیطی است. همانطور که ایوان اسلیوا، نماینده RusHydro (در روسیه، این شرکت با منابع تجدیدپذیر سر و کار دارد)، خاطرنشان می کند، در طول فعالیت آنها عملاً هیچ زباله یا انتشار آلاینده به جو یا بدنه های آبی وجود ندارد.

همچنین هیچ هزینه زیست محیطی مرتبط با استخراج، پردازش، حمل و نقل و دفع سوخت وجود ندارد. علاوه بر این، فناوری‌های جایگزین، تأمین انرژی در مناطقی را که حمل و نقل منابع سنتی در آنها دشوار است، ممکن می‌سازد.

هر چیزی در مزرعه می رود

پتانسیل منابع انرژی تجدیدپذیر در روسیه بسیار زیاد است. همانطور که اولگا نووسلووا، مدیر محیط زیست و بهره وری انرژی در آژانس پیش بینی تعادل در صنعت برق (APBE)، خاطرنشان می کند، این پتانسیل به 4.5 میلیارد تن سوخت استاندارد در سال می رسد که بیش از چهار برابر مصرف سالانه داخلی است. منابع اولیه انرژی در کشور علاوه بر این، تقریباً هر منطقه روسیه نوع خاص خود را از منابع تجدیدپذیر دارد.

یکی از مناطق امیدوار کننده انرژی باد است. پتانسیل فنی این صنعت در روسیه 50 میلیارد کیلووات ساعت در سال برآورد شده است و پتانسیل اقتصادی آن حدود 30 درصد از کل تولید برق در این کشور است. در عین حال، ظرفیت کل تمام نیروگاه های بادی در فدراسیون روسیه هنوز از 18 مگاوات تجاوز نمی کند.

کارشناسان انرژی زیستی را یکی دیگر از حوزه های مورد علاقه کشور ما می دانند. هر ساله در روسیه، حدود 100 میلیون تن زباله زیست توده مناسب برای تولید انرژی تولید می شود - کود، محل دفن زباله، خاک اره، تراشه ها و موارد دیگر. ارزش انرژی چنین زباله هایی تا 300 میلیون مگاوات در ساعت است، در حالی که سطح بازیافت واقعی از 10٪ تجاوز نمی کند. بیوگاز همچنین می تواند از سوخت زیستی تولید شود که جایگزینی برای گاز طبیعی در مناطق روستایی است. به گفته کارشناسان، پتانسیل بیوگاز روسیه معادل 60 تا 80 میلیارد متر مکعب در سال است (حدود 10 درصد از تولید گاز مدرن در روسیه). و در آینده نزدیک با ده ها پروژه با ظرفیت کل تا 50 مگاوات در مرحله تصویب، رونق پیش بینی می شود.

در زمینه انرژی خورشیدی به طور کلی، حجم کل ظرفیت راه اندازی شده، طبق برآوردهای مختلف، بیش از 5 مگاوات نیست. در عین حال، سطح تابش در روسیه با آلمان قابل مقایسه است، جایی که حجم تولید خورشیدی امروز به 20 گیگاوات رسیده است. به گفته آنتون اوساچف، هماهنگ کننده انجمن انرژی خورشیدی روسیه، سرزمین های جنوبی روسیه و همچنین مناطق خاور دور دارای پتانسیل بالایی هستند.

فرصت‌های قابل توجهی نیز در فناوری‌های انرژی مرتبط با آب وجود دارد. به ویژه، در قفقاز فرصت هایی برای ساخت نیروگاه های مینی برق آبی و در کامچاتکا - نیروگاه های زمین گرمایی وجود دارد. همچنین پروژه های تاسیسات انرژی جزر و مدی در روسیه وجود دارد.

تنها چیز غم انگیز این است که، با وجود منابع قابل توجه، پروژه های روسیه که قبلاً در زمینه انرژی های جایگزین اجرا شده است، هنوز می توانند روی یک طرف حساب شوند. سرگئی بلوف، متخصص در موسسه مشکلات انحصارات طبیعی (IPEM) خاطرنشان می کند، برای مثال، در زمینه تولید سوخت زیستی، منطقه وولوگدا برجسته است، جایی که تعدادی از مینی-CHP که بر روی ضایعات چوب کار می کنند، ساخته شده است.

در زمینه انرژی زمین گرمایی در سال 1966. یک نیروگاه زمین گرمایی آزمایشی Pauzhetskaya با ظرفیت 11 مگاوات در کامچاتکا ساخته شد و در سال 2003. Mutnovskaya GeoPP مورد بهره برداری قرار گرفت، ظرفیت فعلی آن 60 مگاوات است. در زمینه تولید باد باید به مزرعه بادی Kulikovskaya، بزرگترین نیروگاه بادی روسیه اشاره کرد که در سال 2002 راه اندازی شد. با ظرفیت 5.1 مگاوات.

البته هنوز پروژه های جالب زیادی در روسیه وجود دارد، از جمله پروژه های در حال ساخت. با این حال، حتی اگر همه آنها را کنار هم بگذاریم، بعید است که بتوانند به نحوی وضعیت این منطقه را تغییر دهند و برق بخش قابل توجهی از مردم را تامین کنند. درست است، هر یک از ما همچنین این فرصت را داریم که با نصب منبع برق خود در خانه یا کشور، به انرژی جایگزین کمک کنیم.

رویکرد مردم

در میان جمعیت، تقاضا برای انرژی های جایگزین به موازات افزایش قیمت برق در حال افزایش است. کیفیت پایین منبع تغذیه مدرن که اغلب منجر به آسیب به لوازم خانگی و قطعی چند روزه می شود نیز به آن علاقه مند شده است. در عین حال، کولیبین های روسی و خارجی آماده ارائه طیف وسیعی از راه حل ها در زمینه تامین برق مستقل به مردم هستند.

با وجود این واقعیت که روسیه آفتابی ترین کشور جهان نیست، نیروگاه های خورشیدی کوچک محبوب ترین هستند. برخی از شرکت ها در حال حاضر 40 هزار روبل هزینه دارند. ما آماده ارائه مجموعه ای از تجهیزات هستیم که می تواند نور خانه روستایی را در ماه های تابستان تامین کند، باتری گوشی و لپ تاپ را شارژ کند و حتی کتری و یخچال را برای مدتی روشن نگه دارد. اگر مجتمعی را به قیمت 200 هزار روبل خریداری کنید. - پس از آن یخچال می تواند کمی بیشتر کار کند، اتو و سایر لوازم خانگی را می توان به شبکه متصل کرد. همچنین امکان خرید ماژول های خورشیدی متحرک وجود دارد که به شما امکان می دهد هنگام کمپینگ گوشی و چراغ قوه را شارژ کنید.

نقطه ضعف این تکنیک این است که در زمستان تقریباً غیرممکن است که با کمک آن برق در مرکز روسیه به دست آورید.

گزینه دیگر برای به دست آوردن انرژی، نصب سیستم ترکیبی است که شامل امکان تولید انرژی باد و خورشید و در غیاب آنها، استفاده از منابع سنتی است. چنین سیستمی می تواند به طور قابل اعتماد برق را در صورت قطع برق تامین کند.

شما همچنین می توانید ایستگاه باد خود را نصب کنید. به ویژه یکی از شرکت ها آماده تامین نیروگاه بادی است. فرض بر این است که با عملیات موفقیت آمیز، هزینه برق تولید شده می تواند 50-60 کوپک در هر کیلووات باشد.

ساخت نیروگاه های کوچک نیز پتانسیل بالایی دارد. درست است ، برای چنین ایستگاه هایی الزاماتی برای بدنه های آبی وجود دارد که باید روی آنها نصب شوند. همانطور که والری برایانتسف، مدیر کل شرکت درگیر در فناوری های جایگزین، اسپتسنرگوسناب، به RBC گفت، یک نیروگاه برق آبی با ظرفیت 10 کیلووات ممکن است به مخزن با اختلاف ارتفاع 2 متر یا جریان با سرعت 3.5- نیاز داشته باشد. 4 متر در ثانیه اگر چنین شرایطی وجود نداشته باشد، ممکن است یک سد کوچک ساخته شود. هزینه ایجاد چنین نیروگاه های برق آبی به طور متوسط ​​می تواند حدود 2 هزار دلار برای هر کیلووات نیرو باشد. با توان 10 کیلووات می توان بیش از 40 کلبه را تامین کرد. با این حال، این یک واقعیت نیست که ایستگاه با ظرفیت کامل کار کند.

همچنین یک جهت امیدوارکننده تولید سوخت زیستی، به ویژه، بیوگاز بر اساس زباله های دفن زباله، کود و خاک اره است. در اینجا هزینه نصب می تواند از چند ده تا صدها هزار یورو متفاوت باشد.

چرا که نه؟

در سراسر جهان، انرژی جایگزین اخیراً به سرعت در حال توسعه است - رشد 20-30٪ در سال است. استفاده از منابع تجدیدپذیر نه تنها در اروپا و ایالات متحده آمریکا در حال افزایش است. به عنوان مثال، چین در سال 2010. نسبت به سال 2009 به گفته ایوان فدیاکوف، مدیر کل آژانس تحقیقاتی INFOLine، مصرف انرژی های تجدیدپذیر 74.5٪، ترکیه - 88.1٪، مصر - 35٪ افزایش یافته است.

روسیه در پس زمینه عمومی بیش از حد متواضع به نظر می رسد. در کشور منابع جایگزین (به جز نیروگاه های برق آبی بزرگ) بیش از 1 درصد از کل حجم تولید را تشکیل نمی دهند و این رقم رو به رشد نیست. حتی با استفاده از کنترل "دستی" نمی توان آن را تحت تاثیر قرار داد. به عنوان مثال، سه سال پیش، نخست وزیر ولادیمیر پوتین خواستار سال 2020 شد. سهم انرژی جایگزین را به 4.5 درصد افزایش دهد، اما طی دوره گذشته حتی یک درصد تغییر نکرده است. در همین حال، در بسیاری از کشورهای دیگر عصر منابع انرژی جایگزین آغاز شده است. و نمونه های کافی در این مورد وجود دارد. به عنوان مثال، دانمارک توانایی استفاده از انرژی باد را دارد - و در برخی از شب های بادخیز، این کشور به طور کامل نیاز برق خود را با این فناوری برآورده می کند. و آنتالیا (ترکیه) به طور کامل از منابع خورشیدی گرم می شود که 300 روز در سال در آنجا می تابد.

بنابراین چه چیزی مانع از توسعه انرژی جایگزین در روسیه می شود؟ دلایل مختلفی برای این وجود دارد، کارشناسان مطمئن هستند. استانیسلاو چرنیتسا، مدیر عامل انرژی، می گوید اول از همه، در دسترس بودن نفت و گاز و نبود مشاوران خوب و اطلاعات عینی در مورد منابع تجدیدپذیر در میان رهبران ارشد کشور، مانع ایجاد می شود. محافظه کاری، بی میلی به تغییر عادات، و کمبود منابع خود، اعم از فنی و انسانی نیز تأثیرگذار است.

کارشناسان همچنین عدم حمایت دولت در این زمینه را عامل اصلی آن می دانند. همانطور که اولگا نووسلووا توضیح می دهد، چارچوب نظارتی توسعه نیافته و فقدان مکانیسم های مالی خاص برای حمایت دولتی بهترین تأثیر را ندارند. در همین حال، مشوق های مالیاتی و حمایت مستقیم دولت برای چنین فناوری هایی در خارج از کشور ارائه می شود.

البته انرژی جایگزین معایبی هم دارد. به طور خاص، این عقیده وجود دارد که ماژول های خورشیدی، زمانی که در مقیاس عظیم استفاده می شوند، می توانند بخش قابل توجهی از زمین را تاریک کنند و تولید سوخت زیستی می تواند زمین را تخلیه کند. تحلیلگران همچنین به عدم ثبات منابع تجدیدپذیر در طول زمان، مشکل ذخیره انرژی و به حداقل رساندن تلفات در طول انتقال آن در فواصل اشاره می کنند.

بحث دیگر هزینه های سرمایه ای بالای چنین فناوری هایی است. برای مثال، ساخت توربین‌های بادی و پنل‌های خورشیدی به‌طور قابل‌توجهی گران‌تر از نیروگاه‌های معمولی است و سرمایه‌گذاری در انرژی غیرسنتی به روشی کاملاً سنتی - به هزینه مصرف‌کننده نهایی - نتیجه می‌دهد. در نتیجه، سرگئی بلوف، کارشناس موسسه مشکلات انحصارات طبیعی، معتقد است که انرژی جایگزین برای مناطق غنی سرگرم کننده است، اما از منابع طبیعی محروم است. برای روسیه، که از نظر منابع معدنی غنی است، موضوع گازرسانی و ساخت زیرساخت ها می تواند مبرم تر باشد.

با این حال، مشخص نیست که آیا این اقدامات به حل مشکل انرژی کمک می کند یا خیر - بالاخره بخش انرژی که بر اساس نفت، گاز و زغال سنگ ساخته شده است، دیر یا زود ممکن است با فرسودگی این منابع مواجه شود. و این، ظاهراً دورترین چشم انداز نیست. بر اساس پیش بینی های وزیر منابع طبیعی یوری تروتنف، هیدروکربن ها در جهان ممکن است در 100-150 سال تمام شود. و اینکه روسیه در این مورد چه جایگاهی در نقشه تغییر یافته انرژی جهان خواهد داشت، هنوز مشخص نیست.

منابع طبیعی هیدروکربن ها

هیدروکربن ها بسیار متفاوت هستند -
مایع و جامد و گازی.
چرا تعداد زیادی از آنها در طبیعت وجود دارد؟
این در مورد کربن سیری ناپذیر است.

در واقع، این عنصر، مانند هیچ عنصر دیگری، «سیری‌ناپذیر» نیست: می‌کوشد تا از اتم‌های متعدد خود، زنجیره‌های راست و منشعب، حلقه‌ها یا شبکه‌هایی را تشکیل دهد. از این رو ترکیبات زیادی از اتم های کربن و هیدروژن وجود دارد.

هیدروکربن ها هم گاز طبیعی هستند - متان، و هم گاز قابل اشتعال خانگی دیگری که برای پر کردن سیلندرها استفاده می شود - پروپان C 3 H 8. هیدروکربن ها شامل نفت، بنزین و نفت سفید است. و همچنین - حلال آلی C 6 H 6، پارافین که از آن شمع های سال نو درست می شود، وازلین داروخانه و حتی یک کیسه پلاستیکی برای بسته بندی محصولات ...

مهمترین منابع طبیعی هیدروکربن ها مواد معدنی هستند - زغال سنگ، نفت، گاز.

زغال سنگ

بیشتر در جهان شناخته شده است 36 هزارحوضه ها و ذخایر زغال سنگ، که با هم اشغال می کنند 15% قلمروهای کره زمین حوضه های زغال سنگ می توانند هزاران کیلومتر کشیده شوند. کل ذخایر زمین شناسی زغال سنگ در کره زمین هستند 5 تریلیون 500 میلیارد تناز جمله ذخایر اکتشاف شده - 1 تریلیون 750 میلیارد تن.

سه نوع اصلی زغال سنگ فسیلی وجود دارد. هنگامی که زغال سنگ قهوه ای و آنتراسیت می سوزند، شعله نامرئی است و احتراق بدون دود است، در حالی که زغال سنگ سخت در هنگام سوختن صدای ترک بلندی تولید می کند.

آنتراسیت- قدیمی ترین زغال سنگ فسیلی. با تراکم و درخشندگی بالا متمایز می شود. شامل تا 95% کربن.

زغال سنگ- حاوی تا 99% کربن. در بین تمام زغال‌های فسیلی، این زغال سنگ بیشترین کاربرد را دارد.

زغال سنگ قهوه ای- حاوی تا 72% کربن. رنگ قهوه ای دارد. به عنوان جوانترین زغال سنگ فسیلی، اغلب آثاری از ساختار چوبی که از آن شکل گرفته است را حفظ می کند. با رطوبت سنجی بالا و محتوای خاکستر بالا مشخص می شود. از 7٪ تا 38٪،بنابراین فقط به عنوان سوخت محلی و به عنوان ماده خام برای پردازش شیمیایی استفاده می شود. به طور خاص، با هیدروژناسیون، انواع ارزشمند سوخت مایع به دست می آید: بنزین و نفت سفید.

کربن جزء اصلی زغال سنگ است ( 99% )، زغال سنگ قهوه ای ( تا 72%). منشأ نام کربن، یعنی "زایمان زغال سنگ". به طور مشابه، نام لاتین "carboneum" حاوی ریشه carbo-charcoal در پایه آن است.

مانند نفت، زغال سنگ حاوی مقادیر زیادی ماده آلی است. علاوه بر مواد آلی، حاوی مواد معدنی نیز می باشد، مانند آب، آمونیاک، سولفید هیدروژن و البته خود کربن - زغال سنگ. یکی از روش های اصلی پردازش زغال سنگ کک کردن - کلسینه کردن بدون دسترسی به هوا است. در نتیجه کک سازی که در دمای 1000 درجه سانتیگراد انجام می شود موارد زیر تشکیل می شود:

گاز کک- حاوی هیدروژن، متان، دی اکسید کربن و دی اکسید کربن، مخلوط آمونیاک، نیتروژن و سایر گازها است.

قطران زغال سنگ - حاوی چند صد ماده آلی مختلف از جمله بنزن و همولوگ های آن، فنل و الکل های معطر، نفتالین و ترکیبات هتروسیکلیک مختلف.

آب رزین یا آمونیاک - همانطور که از نام آن پیداست حاوی آمونیاک محلول و همچنین فنل، سولفید هیدروژن و سایر مواد است.

کک- باقی مانده کک سازی جامد، کربن تقریبا خالص.

کک در تولید آهن و فولاد استفاده می شود، آمونیاک در تولید نیتروژن و کودهای ترکیبی استفاده می شود و اهمیت محصولات کک سازی ارگانیک به سختی قابل ارزیابی است. جغرافیای پراکندگی این ماده معدنی چگونه است؟

بخش عمده ای از منابع زغال سنگ در نیمکره شمالی - آسیا، آمریکای شمالی، اوراسیا قرار دارد. کدام کشورها از نظر ذخایر و تولید زغال سنگ برجسته هستند؟

چین، ایالات متحده آمریکا، هند، استرالیا، روسیه.

صادرکنندگان اصلی زغال سنگ کشورها هستند.

ایالات متحده آمریکا، استرالیا، روسیه، آفریقای جنوبی.

مراکز اصلی واردات

ژاپن، اروپای خارجی

این یک سوخت بسیار آلوده کننده محیط زیست است. هنگام استخراج زغال سنگ، انفجار و آتش سوزی متان رخ می دهد و مشکلات زیست محیطی خاصی ایجاد می شود.

آلودگی محیطی هرگونه تغییر نامطلوب در وضعیت این محیط در نتیجه فعالیت اقتصادی انسان است. در حین استخراج نیز این اتفاق می افتد. بیایید وضعیت یک منطقه معدن زغال سنگ را تصور کنیم. همراه با زغال سنگ، مقدار زیادی سنگ زباله به سطح می‌آید که به سادگی به عنوان غیر ضروری به زباله‌دان فرستاده می‌شود. به تدریج شکل گرفت انبوه زباله- کوه های مخروطی شکل از سنگ های ضایعاتی عظیم به ارتفاع ده ها متر که ظاهر چشم انداز طبیعی را مخدوش می کند. آیا تمام زغال سنگی که به سطح زمین می رسد به مصرف کننده منتقل می شود؟ البته که نه. پس از همه، این فرآیند بدون هوا نیست. مقدار زیادی گرد و غبار زغال سنگ روی سطح زمین می نشیند. در نتیجه ترکیب خاک ها و آب های زیرزمینی تغییر می کند که به طور اجتناب ناپذیر روی پوشش گیاهی و جانوری منطقه تأثیر می گذارد.

زغال سنگ حاوی کربن رادیواکتیو - C است، اما پس از سوزاندن سوخت، ماده خطرناک به همراه دود وارد هوا، آب، خاک شده و به سرباره یا خاکستر متخلخل می شود که برای تولید مصالح ساختمانی استفاده می شود. در نتیجه دیوارها و سقف‌ها در ساختمان‌های مسکونی فرو می‌روند و سلامت انسان را تهدید می‌کنند.

نفت

روغن از زمان های قدیم برای بشر شناخته شده است. در ساحل فرات استخراج شد

6-7 هزار سال قبل از میلاد اوه . برای روشنایی خانه ها، تهیه هاون، دارو و مرهم و مومیایی کردن استفاده می شد. نفت در دنیای باستان سلاح مهیبی بود: رودخانه‌های آتش بر سر دیوارهای قلعه‌های طوفانی می‌ریختند، تیرهای سوزان آغشته به نفت به شهرهای محاصره شده پرواز می‌کردند. نفت جزء لاینفک عامل محترقه بود که با نام آن در تاریخ ثبت شد "آتش یونانی"در قرون وسطی عمدتاً برای روشنایی خیابان ها استفاده می شد.

بیش از 600 حوضه نفت و گاز اکتشاف شده است، 450 حوضه در حال توسعه هستند , و تعداد کل میادین نفتی به 50 هزار می رسد.

روغن های سبک و سنگین وجود دارد. روغن سبک با استفاده از پمپ یا روش فواره ای از زیر خاک استخراج می شود. این روغن عمدتاً برای ساخت بنزین و نفت سفید استفاده می شود. حتی گاهی اوقات گریدهای سنگین نفت را با استفاده از روش معدن (در جمهوری کومی) استخراج می کنند و از آن قیر، نفت کوره و روغن های مختلف تهیه می کنند.

روغن همه کاره ترین سوخت است که کالری بالایی دارد. استخراج آن نسبتاً ساده و ارزان است، زیرا هنگام استخراج نفت نیازی به زیر زمین گذاشتن افراد نیست. انتقال نفت از طریق خطوط لوله مشکل بزرگی نیست. عیب اصلی این نوع سوخت، در دسترس بودن منابع کم آن است (حدود 50 سال). ) . ذخایر عمومی زمین شناسی معادل 500 میلیارد تن با احتساب 140 میلیارد تن اکتشاف شده است .

که در 2007 در سال، دانشمندان روسی به جامعه جهانی ثابت کردند که پشته های زیر آب لومونوسوف و مندلیف که در اقیانوس منجمد شمالی واقع شده اند، یک منطقه فلات قاره هستند و بنابراین متعلق به فدراسیون روسیه هستند. یک معلم شیمی در مورد ترکیب روغن و خواص آن به شما می گوید.

نفت یک "مجموعه انرژی" است. فقط با 1 میلی لیتر از آن می توانید یک سطل کامل آب را یک درجه گرم کنید و برای جوشاندن سماور سطلی به کمتر از نصف لیوان روغن نیاز دارید. از نظر غلظت انرژی در واحد حجم، نفت رتبه اول را در بین مواد طبیعی دارد. حتی سنگ معدن های رادیواکتیو نیز نمی توانند در این زمینه با آن رقابت کنند، زیرا محتوای مواد رادیواکتیو در آنها به حدی کم است که می توان 1 میلی گرم را استخراج کرد. سوخت هسته ای نیاز به پردازش تن سنگ دارد.

نفت نه تنها اساس مجموعه سوخت و انرژی هر کشوری است.

سخنان معروف D.I. مندلیف در اینجا جای خود دارد «روغن سوزی همان روشن کردن کوره است اسکناس". هر قطره روغن حاوی بیش از 900 ترکیبات شیمیایی مختلف، بیش از نیمی از عناصر شیمیایی جدول تناوبی. این واقعاً معجزه طبیعت است، اساس صنعت پتروشیمی. تقریباً 90 درصد از کل نفت تولید شده به عنوان سوخت استفاده می شود. با وجود “ 10% شما” , سنتز پتروشیمی تولید هزاران ترکیب آلی را فراهم می کند که نیازهای ضروری جامعه مدرن را برآورده می کند. بیهوده نیست که مردم با احترام نفت را "طلای سیاه"، "خون زمین" می نامند.

روغن مایعی روغنی قهوه ای تیره با رنگ مایل به قرمز یا سبز، گاهی سیاه، قرمز، آبی یا روشن و حتی شفاف با بوی تند مشخص است. نفتی وجود دارد که مانند آب سفید یا بی رنگ است (مثلاً در میدان سروخان در آذربایجان، در برخی از میادین در الجزایر).

ترکیب روغن یکسان نیست. اما همه آنها معمولاً حاوی سه نوع هیدروکربن هستند - آلکان ها (بیشتر از ساختار معمولی)، سیکلوآلکان ها و هیدروکربن های معطر. نسبت این هیدروکربن ها در نفت میادین مختلف متفاوت است: به عنوان مثال، نفت منگیشلاک سرشار از آلکان است و نفت در منطقه باکو سرشار از سیکلوآلکان است.

ذخایر اصلی نفت در نیمکره شمالی قرار دارد. جمع 75 کشورهای جهان نفت تولید می کنند، اما 90 درصد تولید آن تنها از 10 کشور تامین می شود. نزدیک ? ذخایر نفت جهان در کشورهای در حال توسعه است. (معلم نام می برد و روی نقشه نشان می دهد).

کشورهای تولید کننده اصلی:

عربستان سعودی، آمریکا، روسیه، ایران، مکزیک.

در عین حال بیشتر 4/5 مصرف نفت سهم کشورهای توسعه یافته اقتصادی را به خود اختصاص می دهد که عمده ترین کشورهای واردکننده هستند:

ژاپن، اروپای خارجی، ایالات متحده آمریکا.

نفت خام در هیچ کجا استفاده نمی شود، اما از فرآورده های نفتی استفاده می شود.

پالایش نفت

یک تاسیسات مدرن شامل یک کوره برای گرم کردن روغن و یک ستون تقطیر است که در آن روغن به جناح ها -مخلوط های هیدروکربن ها را مطابق با نقطه جوش آنها جدا کنید: بنزین، نفتا، نفت سفید. این کوره دارای یک لوله بلند است که به صورت یک سیم پیچ در آمده است. کوره توسط محصولات احتراق نفت کوره یا گاز گرم می شود. روغن به طور مداوم به کویل وارد می شود: در آنجا تا دمای 320 تا 350 درجه سانتیگراد به شکل مخلوطی از مایع و بخار گرم می شود و وارد ستون تقطیر می شود. ستون تقطیر یک دستگاه استوانه ای فولادی به ارتفاع حدود 40 متر است. دارای چندین پارتیشن افقی با سوراخ هایی در داخل است - به اصطلاح صفحات. بخار نفتی که وارد ستون می شود بالا آمده و از سوراخ های صفحات عبور می کند. به تدریج که به سمت بالا می روند سرد می شوند، تا حدی مایع می شوند. هیدروکربن های فرار کمتر از قبل روی صفحات اول مایع شده و یک کسر نفت گاز را تشکیل می دهند. هیدروکربن های فرار بیشتر جمع می شوند و بخش نفت سفید را تشکیل می دهند. حتی بالاتر - کسر نفتا. فرارترین هیدروکربن ها به صورت بخار از ستون خارج می شوند و پس از تراکم، بنزین را تشکیل می دهند. بخشی از بنزین برای "آبیاری" به ستون برگشت داده می شود که به شرایط عملیاتی بهتر کمک می کند. (در دفتر یادداشت بنویسید). بنزین - حاوی هیدروکربن های C5 - C11 است که در محدوده 40 0 ​​C تا 200 0 C می جوشد. نفتا - حاوی هیدروکربن های C8 - C14 با نقطه جوش 120 0 C تا 240 0 C؛ نفت سفید - حاوی هیدروکربن های C12 - C18 است که در دمای 180 0 C تا 300 0 C می جوشد. نفت گاز - حاوی هیدروکربن های C13 - C15 است که در دمای 230 0 تا 360 0 C تقطیر می شود. روغن های روان کننده - C16 - C28، در دمای 350 0 C و بالاتر بجوشانید.

پس از تقطیر محصولات سبک از روغن، یک مایع سیاه چسبناک باقی می ماند - نفت کوره. این مخلوط ارزشمندی از هیدروکربن ها است. روغن های روان کننده از طریق تقطیر اضافی از نفت کوره به دست می آیند. قسمت غیر قابل تقطیر مازوت قیر نام دارد که در ساخت و ساز و سنگفرش جاده ها استفاده می شود.(نمایش قطعه فیلم). با ارزش ترین بخش تقطیر مستقیم نفت، بنزین است. با این حال، بازده این کسر از 17-20 درصد وزنی نفت خام تجاوز نمی کند. مشکلی پیش می آید: چگونه می توان نیازهای روزافزون جامعه به سوخت خودرو و هواپیما را برآورده کرد؟ راه حل در پایان قرن نوزدهم توسط یک مهندس روسی پیدا شد ولادیمیر گریگوریویچ شوخوف. که در 1891 سال او برای اولین بار یک صنعتی انجام داد ترک خوردنکسری نفت سفید نفت، که باعث افزایش بازده بنزین به 65-70٪ (بر اساس نفت خام) می شود. فقط برای توسعه فرآیند ترک حرارتی فرآورده های نفتی، بشریت سپاسگزار نام این شخص منحصر به فرد در تاریخ تمدن را با حروف طلایی ثبت کرد.

محصولات به دست آمده در نتیجه تصحیح نفت تحت پردازش شیمیایی قرار می گیرند که شامل تعدادی فرآیند پیچیده می شود. انواع مختلفی از ترک وجود دارد: ترک خوردگی حرارتی، کاتالیزوری، ترک با فشار بالا و ترک کاهشی. ترک حرارتی شامل تقسیم مولکول های هیدروکربن با زنجیره بلند به مولکول های کوتاه تر تحت تأثیر دمای بالا (470-550 0 C) است. در طی این شکاف، آلکن ها همراه با آلکان ها تشکیل می شوند:

در حال حاضر، ترک کاتالیزوری رایج ترین است. در دمای 450-500 0 C اما با سرعت بالاتر انجام می شود و امکان به دست آوردن بنزین با کیفیت بالاتر را فراهم می کند. در شرایط ترک کاتالیزوری، همراه با واکنش های شکاف، واکنش های ایزومریزاسیون رخ می دهد، یعنی تبدیل هیدروکربن های با ساختار معمولی به هیدروکربن های شاخه دار.

ایزومریزاسیون کیفیت بنزین را تحت تاثیر قرار می دهد، زیرا وجود هیدروکربن های شاخه دار عدد اکتان آن را بسیار افزایش می دهد. کراکینگ به عنوان فرآیند پالایش نفت ثانویه طبقه بندی می شود. تعدادی از فرآیندهای کاتالیزوری دیگر، مانند اصلاح، نیز به عنوان ثانویه طبقه بندی می شوند. اصلاحات- این معطر کردن بنزین با گرم کردن آن در حضور یک کاتالیزور، به عنوان مثال، پلاتین است. در این شرایط آلکان ها و سیکلوآلکان ها به هیدروکربن های معطر تبدیل می شوند که در نتیجه عدد اکتان بنزین نیز به میزان قابل توجهی افزایش می یابد.

اکولوژی و میدان نفتی

برای تولید پتروشیمی، مشکل زیست محیطی به ویژه مهم است. تولید نفت شامل هزینه های انرژی و آلودگی محیط زیست است. یکی از منابع خطرناک آلودگی اقیانوس جهانی، تولید نفت فراساحلی است و اقیانوس جهانی نیز هنگام حمل و نقل نفت آلوده می شود. هر کدام از ما عواقب تصادفات نفتکش را در تلویزیون دیده ایم. سواحل سیاه پوشیده از لایه ای از نفت کوره، موج سواری سیاه، دلفین های نفس گیر، پرندگانی که بال هایشان با روغن سوخت چسبناک پوشیده شده است، افرادی با لباس های محافظ که با بیل و سطل نفت را جمع آوری می کنند. من می خواهم اطلاعاتی را در مورد یک فاجعه زیست محیطی جدی که در نوامبر 2007 در تنگه کرچ رخ داده است ارائه دهم. 2 هزار تن فرآورده های نفتی و حدود 7 هزار تن گوگرد وارد آب شد. بیش از همه تحت تأثیر این فاجعه، تف توزلا که در محل اتصال دریاهای سیاه و آزوف قرار دارد و تف چوشکا بودند. پس از حادثه، مازوت به ته نشست و باعث مرگ پوسته کوچک قلبی شکل، غذای اصلی ساکنان دریا شد. 10 سال طول می کشد تا اکوسیستم بازسازی شود. بیش از 15 هزار پرنده تلف شدند. یک لیتر روغن به محض قرار گرفتن در آب، در نقاطی به مساحت 100 متر مربع روی سطح آن پخش می شود. لایه روغن، اگرچه بسیار نازک است، اما مانعی غیرقابل عبور در مسیر اکسیژن از جو به ستون آب ایجاد می کند. در نتیجه، رژیم اکسیژن و اقیانوس مختل می شود "خفه می کند."پلانکتون، که اساس زنجیره غذایی اقیانوس ها است، در حال مرگ است. در حال حاضر حدود 20 درصد از مساحت اقیانوس جهانی با نشت نفت پوشیده شده است و منطقه تحت تأثیر آلودگی نفتی در حال رشد است. علاوه بر این که اقیانوس جهانی با یک فیلم نفتی پوشیده شده است، می توانیم آن را در خشکی نیز مشاهده کنیم. به عنوان مثال، در میادین نفتی سیبری غربی، سالانه بیش از ظرفیت یک نفتکش نفت ریخته می شود - تا 20 میلیون تن. حدود نیمی از این نفت در نتیجه تصادفات روی زمین می‌ماند، بقیه در جریان راه‌اندازی چاه‌ها، حفاری اکتشافی و تعمیرات خط لوله، فوران‌های «برنامه‌ریزی‌شده» و نشت می‌کند. طبق گفته کمیته محیط زیست منطقه خودمختار Yamalo-Nenets، بزرگترین منطقه از زمین های آلوده به نفت در منطقه Purovsky است.

گاز طبیعی و مرتبط نفت

گاز طبیعی حاوی هیدروکربن هایی با وزن مولکولی کم است که اجزای اصلی آن هستند متان. محتوای آن در گاز از میادین مختلف از 80٪ تا 97٪ متغیر است. علاوه بر متان - اتان، پروپان، بوتان. غیر آلی: نیتروژن - 2٪؛ CO2; H2O; H2S، گازهای نجیب. وقتی گاز طبیعی می سوزد، گرمای زیادی تولید می کند.

از نظر خواص، گاز طبیعی به عنوان سوخت حتی بر نفت نیز برتری دارد و کالری آن بیشتر است. این جوانترین شاخه صنعت سوخت است. استخراج و حمل و نقل گاز آسان تر است. این از همه نوع سوخت مقرون به صرفه ترین است. با این حال، برخی از معایب وجود دارد: حمل و نقل گاز بین قاره ای پیچیده. تانکرهای متان که گاز را در حالت مایع حمل می کنند، ساختارهای بسیار پیچیده و گران قیمتی هستند.

مورد استفاده به عنوان: سوخت موثر، مواد اولیه در صنایع شیمیایی، در تولید استیلن، اتیلن، هیدروژن، دوده، پلاستیک، اسید استیک، رنگ، دارو و غیره. در حین استخراج آن منتشر شد گاز نفت حاوی متان کمتر، اما پروپان، بوتان و سایر هیدروکربن های بالاتر است. گاز کجا تولید می شود؟

بیش از 70 کشور در سراسر جهان دارای ذخایر گاز صنعتی هستند. علاوه بر این، مانند نفت، کشورهای در حال توسعه دارای ذخایر بسیار زیادی هستند. اما تولید گاز عمدتا توسط کشورهای توسعه یافته انجام می شود. آنها توانایی استفاده از آن یا راهی برای فروش گاز به کشورهای دیگر در همان قاره را دارند. تجارت بین المللی گاز کمتر از تجارت نفت فعال است. حدود 15 درصد گاز جهان به بازار بین المللی عرضه می شود. تقریباً 2/3 تولید گاز جهان از روسیه و ایالات متحده تامین می شود. بدون شک پیشروترین منطقه تولید گاز نه تنها در کشور ما، بلکه در جهان منطقه خودمختار یامالو-ننتس است که این صنعت 30 سال است که در آن توسعه یافته است. شهر ما Novy Urengoy به حق به عنوان پایتخت گاز شناخته شده است. بزرگترین ذخایر شامل Urengoyskoye، Yamburgskoye، Medvezhye، Zapolyarnoye است. سپرده Urengoy در کتاب رکوردهای گینس گنجانده شده است. ذخایر و تولید این کانسار منحصر به فرد است. ذخایر اکتشافی بیش از 10 تریلیون است. متر 3، از زمان بهره برداری، 6 تریلیون در حال حاضر تولید شده است. متر 3. در سال 2008، گازپروم OJSC قصد دارد 598 میلیارد متر مکعب "طلای آبی" را از کانسار اورنگوی استخراج کند.

گاز و اکولوژی

نقص فناوری تولید نفت و گاز و حمل و نقل آنها باعث احتراق مداوم حجم گاز در واحدهای گرمایش ایستگاه های کمپرسور و در فلرها می شود. ایستگاه های کمپرسور حدود 30 درصد از این انتشار را تشکیل می دهند. سالانه حدود 450 هزار تن گاز طبیعی و همراه آن در شراره ها سوزانده می شود و بیش از 60 هزار تن آلاینده وارد جو می شود.

نفت، گاز، زغال سنگ مواد اولیه با ارزشی برای صنایع شیمیایی هستند. در آینده نزدیک جایگزینی برای آنها در مجموعه سوخت و انرژی کشورمان پیدا خواهد شد. در حال حاضر دانشمندان به دنبال راه هایی برای استفاده از انرژی خورشیدی و بادی و سوخت هسته ای برای جایگزینی کامل نفت هستند. امیدوار کننده ترین نوع سوخت در آینده هیدروژن است. کاهش استفاده از نفت در مهندسی برق حرارتی نه تنها راهی برای استفاده منطقی‌تر از آن، بلکه برای حفظ این ماده خام برای نسل‌های آینده است. مواد اولیه هیدروکربنی باید فقط در صنایع تبدیلی برای به دست آوردن انواع محصولات استفاده شود. متأسفانه وضعیت هنوز تغییر نکرده است و تا 94 درصد نفت تولیدی به عنوان سوخت استفاده می شود. D.I. مندلیف عاقلانه گفت: "سوزاندن نفت مانند گرم کردن کوره با اسکناس است."

ارسال کار خوب خود در پایگاه دانش ساده است. از فرم زیر استفاده کنید

دانشجویان، دانشجویان تحصیلات تکمیلی، دانشمندان جوانی که از دانش پایه در تحصیل و کار خود استفاده می کنند از شما بسیار سپاسگزار خواهند بود.

ارسال شده در http://www.allbest.ru/

انشا

گاز طبیعی.روغن.زغال سنگ

1. گاز طبیعی

گاز طبیعی- مخلوطی از گازهای تشکیل شده در روده های زمین در طی تجزیه بی هوازی مواد آلی.

بخش اصلی گاز طبیعی متان (CH 4) است - از 92 تا 98٪. گاز طبیعی همچنین ممکن است حاوی هیدروکربن های سنگین تری باشد - همولوگ های متان: اتان (C2H6)، پروپان (C3H8)، بوتان (C4H10). و همچنین سایر مواد غیر هیدروکربنی: هیدروژن (H2)، سولفید هیدروژن (H2S)، دی اکسید کربن (CO2)، نیتروژن (N2)، هلیوم (He).

گاز طبیعی یک منبع معدنی است. این اغلب یک گاز مرتبط در طول تولید نفت است. گاز طبیعی در شرایط مخزن (شرایط وقوع در روده های زمین) در حالت گازی است - به صورت انباشته های جداگانه (رسوبات گاز) یا به صورت کلاهک گازی میادین نفت و گاز یا به صورت محلول. حالت در طلای سیاه یا آب.

گاز طبیعی خالص بی رنگ و بی بو است. گاز همیشه حجمی را پر می کند که توسط دیوارهایی که برای آن غیر قابل نفوذ هستند محدود شده است. برای سهولت تشخیص نشت گاز، مواد خوشبو کننده در مقادیر کم اضافه می شود - موادی که بوی نامطبوع قوی دارند (کلم فاسد، یونجه فاسد، تخم مرغ فاسد).

متان که به شکل گاز طبیعی استفاده می شود، به عنوان سوخت استفاده می شود. متان محصول اولیه برای تولید متانول، اسید استیک، لاستیک های مصنوعی، بنزین مصنوعی و بسیاری از محصولات با ارزش دیگر است.

2. روغن

روغن مایع روغنی به رنگ قهوه ای تیره یا تقریبا سیاه با بوی مشخص است. سبکتر از آب است و عملاً در آب نامحلول است. حاوی حدود 1000 ماده است که بیشترین قسمت آنها (80-90٪) هیدروکربن ها است، یعنی مواد آلی متشکل از اتم های کربن و هیدروژن. روغن حاوی حدود 500 ترکیب هیدروکربنی - پارافین (آلکان) است که نیمی از هیدروکربن های نفتی، نفتنیک (سیکلان ها) و معطر (بنزن و مشتقات آن) را تشکیل می دهد. روغن همچنین حاوی ترکیبات مولکولی بالا به شکل رزین و مواد آسفالتی است. محتوای کل کربن و هیدروژن در روغن حدود 97-98 درصد وزنی است که شامل 83-87 درصد کربن و 11-14 درصد هیدروژن می شود.وانادیم، نیکل، آهن، آلومینیوم، مس، منیزیم به مقدار کم در روغن ها، باریم، استرانسیم، منگنز، کروم، کبالت، مولیبدن، بور، آرسنیک، پتاسیم و سایر عناصر شیمیایی.

خواص روغن بر اساس اشتعال آسان آن است. علاوه بر این، شیوع بیماری می تواند در +35 درجه سانتیگراد رخ دهد، به همین دلیل است که مخازن ذخیره نفت به گونه ای ساخته شده اند که افزایش تصادفی دما منجر به اشتعال فرآورده های نفتی نمی شود. اگر ترکیب بیشتر تخلیه شود و گازهای حل شده در روغن نسبت های متفاوتی داشته باشند، دمای احتراق می تواند بالای 100 درجه سانتیگراد باشد.

در حلال های آلی مایع اجازه حل شدن دارد. برعکس، روغن در آب نامحلول است، اما روغن می تواند یک امولسیون پایدار با آب تشکیل دهد. بنابراین برای جداسازی آب از نفت، نمک زدایی و آبگیری در صنعت انجام می شود. نفت خام عملا استفاده نمی شود. تمیز و پردازش می شود. پالایش نفت اولیه و ثانویه وجود دارد.

پالایش نفت اولیه تقطیر است که در نتیجه آن فرآورده های نفتی به اجزای سازنده خود جدا می شوند (که به آنها کسری می گویند): گاز مایع. بنزین (خودرو و هوانوردی)، سوخت جت، نفت سفید، سوخت دیزل (سوخت گازوئیل)، نفت کوره. پنج نوع اول فرآورده های نفتی سوخت هستند. و نفت کوره برای تولید فرآوری می شود: پارافین، قیر، سوخت مایع دیگ بخار، روغن.

وقتی قیر با مواد معدنی مخلوط می شود، آسفالت (آسفالت بتن) به دست می آید که به عنوان سطح راه مورد استفاده قرار می گیرد. سوخت مایع دیگ بخار برای گرم کردن خانه ها استفاده می شود.

طیف گسترده ای از روان کننده ها از نفت تولید می شوند: روغن روان کننده; روغن عایق الکتریکی؛ روغن هیدرولیک؛ گریس؛ مایع برش؛ نفت خام از روغن های به دست آمده از نفت برای تهیه پماد و کرم استفاده می شود. کنسانتره باقی مانده پس از تقطیر روغن را قطران می گویند. برای سطوح جاده و ساختمان استفاده می شود.

بازیافت روغن شامل تغییر ساختار اجزای آن - هیدروکربن ها است. مواد خامی را که از آن تولید می کنند را فراهم می کند: لاستیک های مصنوعی. پارچه های مصنوعی؛ پلاستیک؛ فیلم های پلیمری (پلی اتیلن، پلی پروپیلن)؛ مواد شوینده؛ حلال ها، رنگ ها و لاک ها؛ رنگ ها؛ کودها؛ آفت کش؛ موم؛ و خیلی بیشتر. حتی پسماندهای پالایش نفت نیز ارزش عملی دارند. کک از ضایعات تقطیر روغن تولید می شود. در تولید الکترود و در متالورژی استفاده می شود. و گوگردی که در طی فرآیند پالایش از نفت استخراج می شود برای تولید اسید سولفوریک استفاده می شود.

نفت کوره زغال سنگ گاز

3. زغال سنگ

زغال سنگ- این یک سنگ رسوبی است که محصول تجزیه عمیق بقایای گیاهی (سرس درختان، دم اسب ها و خزه ها و همچنین اولین اسپرم ها) است. بیشتر ذخایر زغال سنگ در پالئوزوئیک، عمدتاً در دوره کربونیفر، تقریباً 300-350 میلیون سال پیش، تشکیل شده اند.

زغال سنگ از نظر ترکیب شیمیایی، مخلوطی از ترکیبات معطر با مولکولی بالا با کسر جرمی کربن بالا و همچنین آب و مواد فرار با مقادیر کمی ناخالصی معدنی است. چنین ناخالصی ها هنگام سوزاندن زغال سنگ خاکستر می شوند. زغال سنگ های فسیلی از نظر نسبت اجزای تشکیل دهنده آنها با یکدیگر تفاوت دارند که گرمای احتراق آنها را تعیین می کند. تعدادی از ترکیبات آلی که زغال سنگ را تشکیل می دهند دارای خواص سرطان زایی هستند.

زغال سنگ به عنوان سوخت هم در زندگی روزمره و هم در صنعت استفاده می شود. این اولین ماده فسیلی بود که مردم از آن به عنوان سوخت استفاده کردند. این زغال سنگ بود که انقلاب صنعتی را فعال کرد. در قرن نوزدهم زغال سنگ زیادی برای حمل و نقل استفاده می شد. در سال 1960، زغال سنگ حدود نیمی از تولید انرژی جهان را تامین می کرد. با این حال، تا سال 1970، سهم آن به یک سوم کاهش یافت: زغال سنگ به عنوان سوخت با سایر منابع انرژی، به ویژه نفت و گاز جایگزین شد.

با این حال، استفاده از زغال سنگ به این محدود نمی شود. زغال سنگ یک ماده خام با ارزش برای صنایع شیمیایی و متالورژی است.

در صنعت زغال سنگ از کک کردن زغال سنگ استفاده می شود. کارخانه های کک تا 1/4 زغال سنگ تولید شده را مصرف می کنند. کک کردن فرآیندی است برای پردازش زغال سنگ با حرارت دادن به دمای 950-1050 درجه سانتیگراد بدون اکسیژن. هنگامی که زغال سنگ تجزیه می شود، یک محصول جامد تشکیل می شود - کک و محصولات فرار - گاز کوره کک.

کک 75 تا 78 درصد از جرم زغال سنگ را تشکیل می دهد. در صنعت متالورژی برای ذوب آهن و همچنین به عنوان سوخت استفاده می شود.

گاز کوره کک 25 درصد از جرم زغال سنگ فرآوری شده را تشکیل می دهد. محصولات فراری که در طی کک شدن زغال سنگ تشکیل می شوند با بخار آب متراکم می شوند و در نتیجه قطران زغال سنگ و آب قطران آزاد می شوند.

قطران زغال سنگ 3-4 درصد وزن زغال سنگ را تشکیل می دهد و مخلوط پیچیده ای از مواد آلی است. در حال حاضر دانشمندان تنها 60 درصد از اجزای رزین را شناسایی کرده اند که بیش از 500 ماده است! نفتالین، آنتراسن، فنانترن، فنل ها و روغن های زغال سنگ از رزین به دست می آیند.

آمونیاک، فنل ها و پایه های پیریدین از آب قیر جدا می شوند (9 تا 12 درصد از جرم زغال سنگ را تشکیل می دهد) با تقطیر با بخار آب. از ترکیبات غیراشباع موجود در بنزن خام، رزین های کومارون به دست می آید که برای تولید لاک، رنگ، مشمع کف اتاق و در صنعت لاستیک استفاده می شود.

گرافیت مصنوعی از زغال سنگ به دست می آید.

زغال سنگ نیز به عنوان یک ماده خام معدنی استفاده می شود. فلزات کمیاب مانند وانادیم، ژرمانیوم، گالیم، مولیبدن، روی، سرب و گوگرد از زغال سنگ استخراج می‌شوند که در مقیاس صنعتی پردازش شوند.

خاکستر حاصل از احتراق زغال سنگ، ضایعات معدنی و فرآوری در تولید مصالح ساختمانی، سرامیک، مواد خام نسوز، آلومینا و ساینده ها استفاده می شود.

در مجموع، با فرآوری زغال سنگ می توان بیش از 400 محصول مختلف به دست آورد که هزینه آنها 20 تا 25 برابر بیشتر از هزینه زغال سنگ است و محصولات جانبی به دست آمده در کارخانه های کک از هزینه کک بیشتر است. خود

راستی…

زغال سنگ با بهترین سوخت فاصله زیادی دارد. این یک اشکال بزرگ دارد: احتراق آن گازهای گلخانه ای زیادی را تولید می کند، هم گازی و هم جامد (خاکستر) که باعث آلودگی محیط زیست می شود. اکثر کشورهای توسعه یافته الزامات سختگیرانه ای برای میزان انتشار مجاز هنگام سوزاندن زغال سنگ دارند. کاهش انتشار با استفاده از فیلترهای مختلف به دست می آید.

ارسال شده در Allbest.ru

...

اسناد مشابه

مراحل تولید انرژی انواع سوخت های گازی. روغن یک مایع قابل اشتعال طبیعی روغنی است که از مخلوط پیچیده ای از هیدروکربن ها و برخی ترکیبات آلی دیگر تشکیل شده است. سوخت های جامد فسیلی، گیاهی و مصنوعی.

کار دوره، اضافه شده در 2012/09/24


مفهوم و تاریخچه منشاء گاز شیل، خواص فیزیکی و شیمیایی اصلی آن. روش های استخراج، تجهیزات و مواد مورد استفاده، ارزیابی میزان تاثیر بر محیط زیست. چشم انداز استفاده از این نوع گاز در آینده در بخش انرژی.

تست، اضافه شده در 12/11/2014


ترکیب مجتمع گاز کشور. جایگاه فدراسیون روسیه در ذخایر گاز طبیعی جهان. چشم انداز توسعه مجتمع گاز ایالتی تحت برنامه "استراتژی انرژی تا سال 2020". مشکلات گازی شدن و استفاده از گاز همراه.

کار دوره، اضافه شده در 2015/03/14


استخراج زغال سنگ سخت و طبقه بندی آن. چشم انداز صنعت زغال سنگ محاسبه مشخصات اصلی تاسیسات خورشیدی. تأثیر شرایط آب و هوایی بر انتخاب حالت عملیاتی برای نصب خورشیدی. طبقه بندی سیستم های گرمایش خورشیدی

تست، اضافه شده در 2012/04/26


مفهوم و هدف از محاسبه حرارتی یک واحد دیگ بخار، روش های آن، توالی اقدامات و حجم. شرح مختصری از واحد دیگ بخار E-420-13.8-560 (TP-81)، ساختار و اجزای اصلی آن، اطلاعات فنی و نمودار مدار.

کار دوره، اضافه شده در 2010/03/28


انرژی باد، انرژی خورشیدی و انرژی خورشیدی به عنوان منابع انرژی جایگزین. نفت، زغال سنگ و گاز به عنوان منابع اصلی انرژی. چرخه حیات سوخت زیستی، تأثیر آن بر وضعیت محیط طبیعی تاریخچه جایگزین جزیره سامسو.

ارائه، اضافه شده در 2013/09/15


تاریخچه شرکت تولید نفت "Surgut-neftegaz". روشهای تولید نفت و گاز. اقدامات فنی برای تأثیرگذاری بر ناحیه تشکیل سوراخ کف. ترکیب تجهیزات و روش های حفاری. انواع تعمیر چاه زیرزمینی. افزایش بازیابی نفت

گزارش تمرین، اضافه شده در 2015/04/26


مفهوم و ویژگی های رژیم فشار گاز، زمانی که انرژی اصلی نفت رانش فشار گاز درپوش گاز است. بررسی اصول توسعه مخازن نفتی در شرایط فشار گاز طبیعی. علل و قوانین تغییرات فشار مخزن.

ارائه، اضافه شده در 2016/02/24


شرح بازسازی دیگ بخار KV-GM-50 برای سوزاندن زغال سنگ. انجام محاسبات حرارتی نصب دیگ و تهویه دیگ بخار. مشخصات مختصر سوخت تعیین مقدار هوا، محصولات احتراق و فشار جزئی آنها.

پایان نامه، اضافه شده در 2014/05/20


مشکلات اصلی بخش انرژی جمهوری بلاروس. ایجاد یک سیستم انگیزه های اقتصادی و محیط نهادی برای تضمین صرفه جویی در انرژی. ساخت پایانه مایع سازی گاز طبیعی. استفاده از گاز شیل

معرفی

نفت، گازهای طبیعی و مرتبط، زغال سنگ.

منابع اصلی هیدروکربن ها گازهای نفتی طبیعی و مرتبط، نفت و زغال سنگ هستند.

روغن

ترکاندن زغال سنگ گاز نفت

نفت یک سوخت فسیلی مایع به رنگ قهوه ای تیره با چگالی 0.70 - 1.04 گرم در سانتی متر است. نفت مخلوط پیچیده ای از مواد است - عمدتاً هیدروکربن های مایع. ترکیب روغن ها پارافینیک، نفتنیک و معطر است. با این حال، رایج ترین نوع روغن مخلوط است. روغن علاوه بر هیدروکربن ها حاوی ناخالصی های اکسیژن آلی و ترکیبات گوگردی و همچنین آب و نمک های کلسیم و منیزیم محلول در آن است. روغن همچنین حاوی ناخالصی های مکانیکی - ماسه و خاک رس است. نفت یک ماده خام با ارزش برای تولید سوخت موتور با کیفیت بالا است. پس از تصفیه از آب و سایر ناخالصی های ناخواسته، روغن پردازش می شود. روش اصلی تصفیه روغن تقطیر است. این بر اساس تفاوت در نقطه جوش هیدروکربن های سازنده نفت است. از آنجایی که نفت حاوی صدها ماده مختلف است که بسیاری از آنها دارای نقطه جوش مشابهی هستند، جداسازی هیدروکربن های منفرد تقریبا غیرممکن است. بنابراین، با تقطیر، روغن به بخش هایی تقسیم می شود که در محدوده دمایی نسبتاً وسیعی می جوشند. با تقطیر در فشار معمولی، روغن به چهار بخش تقسیم می شود: بنزین (30-180 درجه سانتیگراد)، نفت سفید (120-315 درجه سانتیگراد)، گازوئیل (180-350 درجه سانتیگراد) و نفت کوره (باقی مانده پس از تقطیر). با تقطیر دقیق تر، هر یک از این فراکسیون ها را می توان به چند بخش باریک دیگر تقسیم کرد. بنابراین، از کسر بنزین (مخلوطی از هیدروکربن های C5 - C12)، اتر نفت (40-70 درجه سانتیگراد)، خود بنزین (70-120 درجه سانتیگراد) و نفتا (120-180 درجه سانتیگراد) را می توان جدا کرد. اتر نفت حاوی پنتان و هگزان است. این یک حلال عالی برای چربی ها و رزین ها است. بنزین حاوی هیدروکربن های اشباع نشده شاخه ای از پنتان تا دکان، سیکلوآلکان (سیکلوپنتان و سیکلوهگزان) و بنزن است. بنزین پس از فرآوری مناسب به عنوان سوخت هواپیما و خودرو استفاده می شود.

یخ. نفتا حاوی هیدروکربن های C8 - C14 و نفت سفید (مخلوطی از هیدروکربن های C12 - C18) به عنوان سوخت برای وسایل گرمایشی و روشنایی خانگی استفاده می شود. نفت سفید در مقادیر زیاد (پس از تصفیه کامل) به عنوان سوخت هواپیماهای جت و موشک ها استفاده می شود.

کسر دیزل تقطیر روغن سوخت موتورهای دیزلی است. روغن سوخت مخلوطی از هیدروکربن های با جوش بالا است. روغن های روان کننده از روغن کوره با تقطیر تحت فشار کاهش یافته به دست می آیند. باقیمانده حاصل از تقطیر نفت کوره را قطران می گویند. از آن قیر به دست می آید. از این محصولات در راهسازی استفاده می شود. از نفت کوره به عنوان سوخت دیگ بخار نیز استفاده می شود.

روش اصلی پالایش نفت انواع مختلف کراکینگ است، یعنی. تبدیل ترموکاتالیستی اجزای روغن انواع اصلی ترک خوردگی زیر متمایز می شوند.

ترک حرارتی - شکافتن هیدروکربن ها تحت تأثیر دمای بالا (500-700 درجه سانتیگراد) رخ می دهد. به عنوان مثال، از مولکول هیدروکربن اشباع C10H22 مولکول های دکان پنتان و پنتن تشکیل می شوند:

С10Н22 > С5Н12 + С5Н10

پنتان پنتن

ترک کاتالیزوری نیز در دماهای بالا انجام می شود، اما در حضور کاتالیزور، که به شما امکان می دهد فرآیند را کنترل کرده و آن را در جهت مورد نظر هدایت کنید. هنگام شکستن روغن، هیدروکربن های غیر اشباع تشکیل می شود که به طور گسترده در سنتز آلی صنعتی استفاده می شود.

گازهای نفتی طبیعی و مرتبط

گاز طبیعی. گاز طبیعی عمدتاً از متان (حدود 93٪) تشکیل شده است. گاز طبیعی علاوه بر متان، حاوی هیدروکربن های دیگر و همچنین نیتروژن، CO2 و اغلب سولفید هیدروژن است. گاز طبیعی هنگام سوزاندن گرمای زیادی تولید می کند. از این نظر برتری قابل توجهی نسبت به سایر انواع سوخت دارد. بنابراین، 90 درصد از کل مقدار گاز طبیعی به عنوان سوخت در نیروگاه های محلی، شرکت های صنعتی و در زندگی روزمره مصرف می شود. 10 درصد باقیمانده به عنوان یک ماده خام با ارزش برای صنایع شیمیایی استفاده می شود. برای این منظور متان، اتان و سایر آلکان ها از گاز طبیعی جدا می شوند. محصولاتی که می توان از متان به دست آورد از اهمیت صنعتی بالایی برخوردار است.

گازهای نفتی مرتبط آنها تحت فشار در روغن حل می شوند. هنگامی که به سطح استخراج می شود، فشار کاهش می یابد و حلالیت کاهش می یابد و باعث آزاد شدن گازها از روغن می شود. گازهای مرتبط حاوی متان و همولوگ های آن و همچنین گازهای غیر قابل اشتعال - نیتروژن، آرگون و CO2 هستند. گازهای مرتبط در کارخانه های فرآوری گاز پردازش می شوند. از آنها متان، اتان، پروپان، بوتان و بنزین گاز حاوی هیدروکربن هایی با تعداد اتم های کربن 5 یا بیشتر تولید می کنند. اتان و پروپان برای تولید هیدروکربن های غیر اشباع - اتیلن و پروپیلن - هیدروژنه می شوند. مخلوطی از پروپان و بوتان (گاز مایع) به عنوان سوخت خانگی استفاده می شود. بنزین به بنزین معمولی اضافه می شود تا سرعت اشتعال آن هنگام روشن کردن موتور احتراق داخلی افزایش یابد.

زغال سنگ

زغال سنگ. پردازش زغال سنگ در سه جهت اصلی انجام می شود: کک سازی، هیدروژناسیون و احتراق ناقص. کک سازی در کوره های کک در دمای 1000-1200 درجه سانتیگراد انجام می شود. در این دما، بدون دسترسی به اکسیژن، زغال سنگ دستخوش دگرگونی های شیمیایی پیچیده ای می شود و در نتیجه کک و محصولات فرار تشکیل می شود. کک سرد شده به کارخانه های متالورژی فرستاده می شود. هنگامی که محصولات فرار (گاز کوره کک) سرد می شوند، قطران زغال سنگ و آب آمونیاک متراکم می شوند. آمونیاک، بنزن، هیدروژن، متان، CO2، نیتروژن، اتیلن و... بدون متراکم باقی می مانند که با عبور این محصولات از محلول اسید سولفوریک، سولفات آمونیوم آزاد می شود که به عنوان کود معدنی استفاده می شود. بنزن جذب حلال شده و از محلول تقطیر می شود. پس از این، گاز کوره کک به عنوان سوخت یا به عنوان یک ماده خام شیمیایی استفاده می شود. قطران زغال سنگ در مقادیر کم (3٪) به دست می آید. اما با توجه به مقیاس تولید، قطران زغال سنگ به عنوان ماده اولیه برای تولید تعدادی از مواد آلی در نظر گرفته می شود. اگر محصولاتی را که در دمای 350 درجه سانتیگراد می جوشند از رزین جدا کنید، چیزی که باقی می ماند یک توده جامد است - زمین. برای ساخت لاک استفاده می شود. هیدروژناسیون زغال سنگ در دمای 400-600 درجه سانتیگراد تحت فشار هیدروژن تا 25 مگاپاسکال در حضور کاتالیزور انجام می شود. این ترکیبی از هیدروکربن های مایع تولید می کند که می تواند به عنوان سوخت موتور استفاده شود. مزیت این روش امکان هیدروژنه کردن زغال سنگ قهوه ای با عیار پایین است. احتراق ناقص زغال سنگ مونوکسید کربن (II) تولید می کند. با استفاده از یک کاتالیزور (نیکل، کبالت) در فشار معمولی یا افزایش یافته، می توان بنزین حاوی هیدروکربن های اشباع و غیر اشباع را از هیدروژن و CO بدست آورد:

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

nCO + 2nH2 > CnH2n + nH2O.

اگر تقطیر خشک زغال سنگ در دمای 500-550 درجه سانتی گراد انجام شود، قیر به دست می آید که همراه با قیر در صنعت ساختمان به عنوان ماده اتصال دهنده در ساخت پوشش های سقف و عایق رطوبتی (نمد سقف، نمد سقف) استفاده می شود. ، و غیره.).

امروزه خطر جدی فاجعه زیست محیطی وجود دارد. عملاً هیچ جایی بر روی زمین وجود ندارد که طبیعت از فعالیت های شرکت های صنعتی و فعالیت های انسانی آسیب نبیند. هنگام کار با فرآورده های تقطیر نفتی، باید اطمینان حاصل کنید که آنها وارد خاک و آب نمی شوند. خاک اشباع شده با فرآورده های نفتی برای چندین دهه باروری خود را از دست می دهد و بازیابی آن بسیار دشوار است. تنها در سال 1988 که خطوط لوله نفت آسیب دید، حدود 110000 تن نفت وارد یکی از بزرگترین دریاچه ها شد. موارد غم انگیزی وجود دارد که نفت کوره و نفت به رودخانه هایی ریخته می شود که در آن گونه های با ارزش ماهی تخم ریزی می کنند. نیروگاه های حرارتی زغال سنگ تهدیدی جدی برای آلودگی هوا هستند؛ آنها منبع اصلی آلودگی هستند. نیروگاه های برق آبی که در دشت های رودخانه ای کار می کنند تأثیر منفی بر مخازن دارند. به خوبی شناخته شده است که حمل و نقل جاده ای به شدت جو را با محصولات حاصل از احتراق ناقص بنزین آلوده می کند. دانشمندان با وظیفه ای مواجه هستند که میزان آلودگی محیط زیست را به حداقل برسانند.