Dla przemysłu ważne są trzy źródła surowców: ropę naftową, gaz i węgiel.

Olej.

Ropa naftowa jest ciemną, oleistą cieczą, nierozpuszczalną w wodzie, zawierającą rozgałęzione i nierozgałęzione alkany i cykloalkany. Skład zależy od złoża.

Olej jest głównym surowcem do produkcji związków organicznych metodą suchej destylacji (piroliza, karbonizacja). Głównymi produktami są węglowodory aromatyczne i ich pochodne. Produkowane są głównie z barwników, tłuszczów i olejów syntetycznych.

Wraz ze wzrostem znaczenia ropy naftowej udoskonalono metody przetwarzania chemicznego. Obecnie około 90% syntetycznych związków organicznych pochodzi z ropy naftowej i jej pochodnych.

Laboratoryjne i przemysłowe metody otrzymywania oleju.

Istnieje wiele znaczących różnic pomiędzy laboratoryjnymi i przemysłowymi metodami produkcji oleju, a mianowicie:

• cena (w laboratorium używa się małych ilości odczynników, gdy w przemyśle potrzebne są duże ilości. Dlatego w laboratorium można stosować drogie i rzadkie związki, ale w przemyśle trzeba zadowolić się jak najmniejszym kosztem. Lub użycie zawartość szkodliwych substancji toksycznych w laboratorium jest całkiem akceptowalna ze względu na obecność dygestoriów, wówczas na skalę przemysłową jest to niezwykle niebezpieczne.);
• ciepły. W przemyśle dostarczanie ciepła jest bardzo kosztowne dla reakcji prowadzonych w temperaturach umiarkowanie podwyższonych i normalnych, podczas gdy w laboratorium takie syntezy są łatwo wykonalne;
• czystość mieszaniny. W laboratorium zwykle pracują z czystymi substancjami, natomiast w przemyśle pracują głównie z mieszaninami;
• obieg substancji. O ile w przemyśle mieszaniny można rozdzielać różnymi procesami chemicznymi (destylacja, filtracja, procesy ciągłe), o tyle dla laboratorium jest to nieopłacalne. W przemyśle występuje cykliczność procesów, kiedy nieprzereagowane substancje można ponownie wprowadzić do cyklu procesu recyklingu, natomiast w laboratorium jest to bardzo trudne.

Rafinacja ropy.

W przemyśle stosuje się destylację frakcyjną „ropy naftowej”, w wyniku której ta ostatnia jest dzielona na kilka frakcji o różnych temperaturach wrzenia:

Frakcja benzyny składa się z eteru naftowego i benzyny ekstrakcyjnej. Skład frakcji jest różny Od 6 - Od 9. Cała frakcja jest znaczącym produktem naftowym, gdyż służy jako paliwo do silników spalinowych.

Nafta (C 9 -C 16) Stosowany jest w urządzeniach grzewczych, jest także paliwem do silników lotniczych i turbinowych.

Olej napędowy (olej napędowy) służy jako paliwo do silników wysokoprężnych.

Oleje smarowe (C 20 - C 50) są stosowane jako smary.

Olej opałowy (pozostałość)- stosowany jako paliwo, jest destylowany, w wyniku czego powstaje wysokowrząca frakcja węglowodorowa.

Przemiany chemiczne węglowodorów zawartych w oleju.

Znaczenie paliw we współczesnym świecie znacząco wzrasta. Właśnie z tego powodu znaleźli najbardziej optymalny sposób produkcji benzyny z frakcji wysokowrzących - kraking - ogrzewanie wyższych alkanów bez dostępu powietrza, w wyniku czego następuje rozkład na niższe i wyższe węglowodory:

Jeśli pękanie zachodzi bez użycia katalizatora, nazywa się to krakingiem termicznym. Jeśli używany jest katalizator SiO 2 Lub Glin 2 O 3 , to jest to kraking katalityczny. Produktami takich procesów są etan i propen, które stały się ważnymi surowcami dla przemysłu.

W celu poprawy jakości benzyny przeprowadza się reforming i alkilowanie.

Reformowanie(izomeryzacja) to proces, w którym nierozgałęzione alkany po podgrzaniu z katalizatorem przekształcają się w bardziej rozgałęzione, o wyższej liczbie oktanowej. Na przykład,

Alkilowanie- proces, w którym mieszanina alkanów i alkenów przekształca się w rozgałęzione związki o wysokiej liczbie oktanowej, przy użyciu kwasu jako katalizatora:

Gazu ziemnego.

Gaz ziemny to zbiór gazów, których skład zależy od złoża. Zasadniczo jest to mieszanina metanu, etanu i propanu, ale można znaleźć również niewielkie ilości azotu, wyższych alkanów, węgla i helu (rzadko).

Gaz ziemny jest paliwem przemysłowym, którego najważniejszym składnikiem jest gaz syntezowy(mieszanina tlenku węgla i wodoru):

Można go otrzymać przez poddanie działaniu gorącego koksu z parą wodną; związek otrzymany w tym procesie nazywa się gaz wodny:

To z tlenku węgla i wodoru otrzymuje się metanol:

Reakcja zachodzi pod ciśnieniem w obecności katalizatorów.

Węgiel.

Węgiel służy jako surowiec do produkcji węglowodorów aromatycznych. Proces ten można schematycznie przedstawić w następujący sposób:

Toluen można otrzymać w podobny sposób.

Sucha destylacja w wysokich temperaturach daje mieszaninę produktów stałych, ciekłych i gazowych.

Produkt w fazie gazowej Jest gaz koksowniczy, którego głównymi składnikami są wodór i metan.

Produkt płynny reprezentuje smoła, z którego wyodrębnia się duże ilości fenolu, krezolu, naftalenu, tiofenu i antracenu.

Solidny produkt Jest koks.

/ Energia przyszłości: co zrobić, gdy skończy się ropa, gaz i węgiel

05.10.2011. Energia przyszłości: co zrobić, gdy skończy się ropa, gaz i węgiel

Wielki rosyjski poeta Aleksander Puszkin, próbując oddać urok białych nocy w Petersburgu, napisał kiedyś: „Piszę, czytam bez lampy, a śpiące masy są jasne”. Na szczęście współcześni ludzie nie potrzebują lampy do czytania - od dawna zastąpiono ją energią elektryczną i prawie nie można sobie wyobrazić życia bez niej.

Eksperci ostrzegają jednak, że nie zawsze tak będzie. Według przybliżonych szacunków za 100-150 lat wyczerpią się ropa, gaz i węgiel wykorzystywane do zasilania większości elektrowni, a prąd stanie się luksusem. Co zatem powinna zrobić ludzkość? Rozwiązaniem może być energia alternatywna. To prawda, że ​​\u200b\u200bw Rosji w ogóle nie jest to jeszcze rozwinięte.

Rosja atakuje tyły

Możliwości niestandardowego wytwarzania energii ze źródeł odnawialnych jest bardzo wiele. Jako jedną z alternatyw, która mogłaby zastąpić ropę i gaz, wymieniano już wcześniej energię jądrową. Jednak po awarii w Fukushimie, która doprowadziła do znacznej emisji śmiercionośnego promieniowania, wiele krajów zaczęło myśleć o niebezpieczeństwie, jakie stwarza pokojowy atom.

Inną możliwością zastąpienia węglowodorów byłyby duże elektrownie wodne. Ale i tu jest problem – ich potencjał jest ograniczony i nie wszędzie da się je zbudować. Okazuje się, że elektrownie wodne są w stanie dostarczyć prąd jedynie niewielkiej liczbie osób.

W rezultacie zainteresowanie społeczności światowej skupiło się na nietradycyjnych źródłach energii. Obiecujące obszary obejmują energię słoneczną, energię wiatrową, biopaliwa, a także minielektrownie wodne, w tym te oparte na energii geotermalnej i te zasilane energią pływów.

Główną przewagą technologii alternatywnych nad ropą i gazem jest wysokie bezpieczeństwo ekologiczne. Jak zauważa Ivan Sliva, przedstawiciel RusHydro (w Rosji firma zajmuje się źródłami odnawialnymi), podczas ich eksploatacji praktycznie nie powstają żadne odpady ani emisja zanieczyszczeń do atmosfery czy zbiorników wodnych.

Nie ma również kosztów środowiskowych związanych z wydobyciem, przetwarzaniem, transportem i utylizacją paliwa. Ponadto technologie alternatywne umożliwiają dostarczenie energii do regionów, w których transport tradycyjnych źródeł jest utrudniony.

Wszystko idzie na farmę

Potencjał odnawialnych źródeł energii w Rosji jest ogromny. Jak zauważa Olga Novoselova, dyrektor ds. ekologii i efektywności energetycznej w Agencji Prognoz Bilansowych w Elektroenergetyce (APBE), potencjał ten sięga 4,5 miliarda ton standardowego paliwa rocznie, co stanowi ponad czterokrotność rocznego krajowego zużycia zasoby energii pierwotnej w kraju. Co więcej, prawie każdy region Rosji ma swój własny rodzaj zasobów odnawialnych.

Jednym z najbardziej perspektywicznych obszarów jest energetyka wiatrowa. Potencjał techniczny przemysłu w Rosji szacuje się na 50 miliardów kWh rocznie, a potencjał gospodarczy stanowi około 30% całkowitej produkcji energii elektrycznej w kraju. Jednocześnie łączna moc wszystkich elektrowni wiatrowych w Federacji Rosyjskiej w dalszym ciągu nie przekracza 18 MW.

Eksperci nazywają bioenergię kolejnym obszarem zainteresowań naszego kraju. Każdego roku w Rosji powstaje około 100 milionów ton odpadów biomasy nadających się do produkcji energii - obornik, składowiska, trociny, wióry i wiele innych. Wartość energetyczna takich odpadów sięga 300 mln MW/h, a poziom faktycznego recyklingu nie przekracza 10% – zauważa APBE. Biogaz można również produkować z biopaliwa, które na obszarach wiejskich stanowi alternatywę dla gazu ziemnego. Zdaniem ekspertów potencjał biogazu w Rosji wynosi 60-80 miliardów metrów sześciennych rocznie (około 10% nowoczesnej produkcji gazu w Rosji). A rozkwitu można spodziewać się w najbliższej przyszłości, kiedy na etapie zatwierdzania znajdują się dziesiątki projektów o łącznej mocy do 50 MW.

W całym obszarze energetyki słonecznej łączny wolumen mocy oddanej do użytku, według różnych szacunków, wynosi nie więcej niż 5 MW. Jednocześnie poziom nasłonecznienia w Rosji jest porównywalny z niemieckim, gdzie wolumen generacji fotowoltaicznej osiągnął dziś już 20 GW. Zdaniem Antona Usaczewa, koordynatora Rosyjskiego Stowarzyszenia Energii Słonecznej, południowe terytoria Rosji, a także regiony Dalekiego Wschodu mają ogromny potencjał.

Istotne możliwości tkwią także w technologiach energetycznych związanych z wodą. W szczególności na Kaukazie istnieją możliwości budowy minielektrowni wodnych, a na Kamczatce - elektrowni geotermalnych. Istnieją również projekty obiektów wykorzystujących energię pływów w Rosji.

Smutne jest tylko to, że pomimo znacznych środków, już zrealizowane rosyjskie projekty w zakresie energetyki alternatywnej nadal można policzyć na palcach jednej ręki. Na przykład w dziedzinie produkcji biopaliw wyróżnia się region Wołogdy, gdzie zbudowano szereg miniciepłowni wykorzystujących odpady drzewne – zauważa Siergiej Biełow, specjalista w Instytucie Problemów Monopoli Naturalnych (IPEM).

W dziedzinie energii geotermalnej już w 1966 roku. W 2003 roku na Kamczatce zbudowano eksperymentalną elektrownię geotermalną Pauzhetskaya o mocy 11 MW. Oddano do użytku Mutnovskaya GeoPP, jego obecna moc wynosi 60 MW. W dziedzinie energetyki wiatrowej warto zwrócić uwagę na Farmę Wiatrową Kulikovskaya, największą elektrownię wiatrową w Rosji, która została oddana do użytku w 2002 roku. o mocy 5,1 MW.

Oczywiście w Rosji wciąż jest wiele ciekawych projektów, także tych w budowie. Jednak nawet jeśli je wszystkie złożymy, jest mało prawdopodobne, że uda im się w jakiś sposób zmienić sytuację w tym obszarze i zapewnić energię elektryczną znacznej części populacji. To prawda, że ​​​​każdy z nas ma również możliwość przyczynienia się do alternatywnych źródeł energii, instalując własne źródło energii elektrycznej w domu lub na wsi.

Podejście ludzi

Wśród ludności zapotrzebowanie na energię alternatywną rośnie wraz ze wzrostem cen energii elektrycznej. Zainteresowania dodaje także niska jakość współczesnych zasilaczy, która często prowadzi do uszkodzeń sprzętu AGD i wielodniowych przestojów. Jednocześnie rosyjscy i zagraniczni „Kulibins” są gotowi zaoferować ludności całą gamę rozwiązań w zakresie niezależnego zasilania.

Pomimo tego, że Rosja nie jest najbardziej słonecznym krajem na świecie, największą popularnością cieszą się małe elektrownie słoneczne. Niektóre firmy kosztują już 40 tysięcy rubli. Jesteśmy gotowi dostarczyć zestaw sprzętu, który w miesiącach letnich oświetli wiejski dom, naładuje baterie telefonów i laptopów, a nawet podtrzyma działanie czajnika i lodówki na jakiś czas. Jeśli kupisz kompleks za 200 tysięcy rubli. - wtedy lodówka będzie mogła pracować trochę dłużej, żelazko i inne urządzenia można podłączyć do sieci. Istnieje także możliwość zakupu mobilnych modułów fotowoltaicznych, które umożliwiają ładowanie telefonów i latarek podczas biwakowania.

Wadą tej techniki jest to, że zimą w środkowej Rosji prawie niemożliwe jest uzyskanie za jej pomocą prądu.

Inną opcją pozyskiwania energii byłaby instalacja układu kombinowanego, który uwzględnia możliwość wytwarzania energii wiatrowej i słonecznej, a w przypadku ich braku wykorzystania tradycyjnych źródeł. Taki system może niezawodnie dostarczać energię elektryczną w przypadku przerw w dostawie prądu.

Można także zainstalować własną stację wiatrową. W szczególności jedna z firm jest gotowa dostarczyć elektrownię wiatrową. Zakłada się, że przy pomyślnym działaniu koszt wytwarzanej przez niego energii elektrycznej może wynosić 50-60 kopiejek za kilowat.

Duży potencjał ma także konstrukcja Micro-HPP. To prawda, że ​​​​w przypadku takich stacji istnieją wymagania dotyczące zbiorników wodnych, na których muszą być zainstalowane. Jak powiedział RBC dyrektor generalny firmy zajmującej się technologiami alternatywnymi Spetsenergosnab Valery Bryantsev, elektrownia wodna o mocy 10 kW może wymagać zbiornika o różnicy wysokości 2 metrów lub przepływie z prędkością 3,5-3,5-. 4 m na sekundę. Jeżeli takie warunki nie zostaną spełnione, może zaistnieć konieczność budowy małej tamy. Koszt stworzenia takich elektrowni wodnych może wynosić średnio około 2 tysiące dolarów za kW mocy. Mocą 10 kW można zasilić ponad 40 domków. Nie jest jednak faktem, że stacja będzie pracować na pełnych obrotach.

Obiecującym kierunkiem jest także produkcja biopaliw, w szczególności biogazu, w oparciu o odpady ze składowisk, obornik i trociny. Tutaj koszt instalacji może wahać się od kilkudziesięciu do setek tysięcy euro.

Dlaczego nie?

Na całym świecie energetyka alternatywna w ostatnim czasie dynamicznie się rozwija – wzrost wynosi 20-30% rocznie. Wykorzystanie źródeł odnawialnych rośnie nie tylko w Europie i USA. Na przykład Chiny w 2010 r. w porównaniu do roku 2009 zwiększyło zużycie energii odnawialnej o 74,5%, Turcja – o 88,1%, Egipt – o 35%, twierdzi Ivan Fedyakov, dyrektor generalny agencji badawczej INFOLine.

Na ogólnym tle Rosja wygląda więcej niż skromnie. W kraju źródła alternatywne (z wyjątkiem dużych elektrowni wodnych) stanowią nie więcej niż 1% całkowitego wolumenu wytwarzania i liczba ta nie rośnie. Nie ma na to wpływu nawet zastosowanie sterowania „ręcznego”. Na przykład trzy lata temu premier Władimir Putin wezwał do roku 2020. zwiększyć udział energii alternatywnych do 4,5%, ale w ciągu ostatniego okresu nie zmienił się on ani o punkt procentowy. Tymczasem w wielu innych krajach era alternatywnych źródeł energii już się rozpoczęła. I jest na to wystarczająco dużo przykładów. Na przykład Dania ma możliwość wykorzystania energii wiatrowej – a w niektóre wietrzne noce kraj całkowicie pokrywa swoje zapotrzebowanie na energię elektryczną dzięki tej technologii. A Antalya (Türkiye) jest ogrzewana w całości dzięki zasobom słońca, które świeci tam 300 dni w roku.

Co zatem powstrzymuje rozwój alternatywnych źródeł energii w Rosji? Eksperci są pewni, że jest tego kilka powodów. Przede wszystkim utrudnia to dostępność ropy i gazu oraz brak dobrych doradców i obiektywnych informacji na temat źródeł odnawialnych wśród najwyższego kierownictwa kraju, mówi Stanislav Chernitsa, dyrektor generalny Energy. Wpływ ma także konserwatyzm, niechęć do zmiany nawyków i brak własnych zasobów, zarówno technicznych, jak i ludzkich.

Eksperci obwiniają także brak wsparcia rządu w tym obszarze. Jak wyjaśnia Olga Novoselova, słabo rozwinięte ramy regulacyjne i brak konkretnych mechanizmów finansowych wsparcia państwa nie wpływają najlepiej. Tymczasem za granicą dla takich technologii przewidziane są zachęty podatkowe i bezpośrednie wsparcie rządowe.

Oczywiście energia alternatywna ma też swoje wady. W szczególności panuje opinia, że ​​moduły fotowoltaiczne stosowane na masową skalę mogą zaciemnić znaczną część ziemi, a produkcja biopaliwa może ją uszczuplić. Analitycy zwracają także uwagę na niestałość źródeł odnawialnych w czasie, problem magazynowania energii i minimalizacji strat podczas jej przesyłu na duże odległości.

Kolejnym argumentem są wysokie koszty inwestycyjne takich technologii. Przykładowo budowa turbin wiatrowych i paneli fotowoltaicznych jest znacznie droższa od elektrowni konwencjonalnych, a inwestycje w nietradycyjną energię zwracają się w zupełnie tradycyjny sposób – kosztem odbiorcy końcowego. W rezultacie Siergiej Biełow, ekspert Instytutu Problemów Monopoli Naturalnych, uważa, że ​​energia alternatywna pozostaje zabawą dla bogatych regionów, ale pozbawionych zasobów naturalnych. Dla bogatej w surowce mineralne Rosji kwestia zgazowania i budowy infrastruktury może być bardziej paląca.

Nie wiadomo jednak, czy działania te pomogą w rozwiązaniu problemu energetycznego – wszak energetyka zbudowana na bazie ropy, gazu i węgla prędzej czy później może stanąć w obliczu wyczerpania się tych zasobów. I to najwyraźniej nie jest najodleglejsza perspektywa. Według prognoz Ministra Zasobów Naturalnych Jurija Trutniewa zasoby węglowodorów na świecie mogą się wyczerpać za 100–150 lat. Nie jest jeszcze jasne, jakie miejsce zajmie Rosja na zmienionej mapie energetycznej świata w tym przypadku.

NATURALNE ŹRÓDŁA WĘGLOWODORÓW

Węglowodory są tak różne -
Ciecz i ciało stałe i gaz.
Dlaczego jest ich tak dużo w przyrodzie?
Chodzi o nienasycony węgiel.

Rzeczywiście, ten pierwiastek, jak żaden inny, jest „nienasycony”: stara się tworzyć łańcuchy, proste i rozgałęzione, pierścienie lub sieci z wielu swoich atomów. Stąd istnieje wiele związków składających się z atomów węgla i wodoru.

Węglowodory to zarówno gaz ziemny – metan, jak i inny gaz łatwopalny stosowany w gospodarstwach domowych, używany do napełniania butli – propan C 3 H 8. Węglowodory obejmują ropę naftową, benzynę i naftę. A także - rozpuszczalnik organiczny C 6 H 6, parafina, z której powstają świece noworoczne, wazelina z apteki, a nawet plastikowa torba do pakowania produktów...

Najważniejszymi naturalnymi źródłami węglowodorów są minerały - węgiel, ropa naftowa, gaz.

WĘGIEL

Na świecie wiadomo więcej 36 tysiąc zagłębie i złoża węgla, które łącznie zajmują 15% terytoria globu. Zagłębia węglowe mogą rozciągać się na tysiące kilometrów. Całkowite zasoby geologiczne węgla na świecie wynoszą 5 bilionów 500 miliardów ton, w tym eksplorowane złoża - 1 trylion 750 miliardów ton.

Istnieją trzy główne rodzaje węgli kopalnych. Podczas spalania węgla brunatnego i antracytu płomień jest niewidoczny i spalanie jest bezdymne, natomiast węgiel kamienny podczas spalania wydaje głośny trzask.

Antracyt- najstarszy z węgli kopalnych. Wyróżnia się dużą gęstością i połyskiem. Zawiera do 95% węgiel.

Węgiel– zawiera do 99% węgiel. Ze wszystkich węgli kopalnych ma on najszersze zastosowanie.

brązowy węgiel– zawiera do 72% węgiel. Ma brązowy kolor. Jako najmłodszy z węgli kopalnych często zachowuje ślady struktury drewna, z którego powstał. Charakteryzuje się wysoką higroskopijnością i dużą zawartością popiołu ( od 7% do 38%), dlatego jest wykorzystywany wyłącznie jako paliwo lokalne i surowiec do przetwórstwa chemicznego. W szczególności poprzez uwodornienie otrzymuje się cenne rodzaje paliw ciekłych: benzynę i naftę.

Węgiel jest głównym składnikiem węgla ( 99% ), brązowy węgiel ( do 72%). Pochodzenie nazwy węgiel, czyli „rodzić węgiel”. Podobnie łacińska nazwa „carboneum” zawiera u podstawy węgiel drzewny.

Podobnie jak ropa naftowa, węgiel zawiera duże ilości materii organicznej. Oprócz substancji organicznych zawiera również substancje nieorganiczne, takie jak woda, amoniak, siarkowodór i oczywiście sam węgiel - węgiel. Jedną z głównych metod przeróbki węgla jest koksowanie – kalcynacja bez dostępu powietrza. W wyniku koksowania prowadzonego w temperaturze 1000 0 C powstaje:

Gaz koksowy– zawiera wodór, metan, dwutlenek węgla i dwutlenek węgla, domieszki amoniaku, azotu i innych gazów.

Smoła węglowa – zawiera kilkaset różnych substancji organicznych, w tym benzen i jego homologi, fenole i alkohole aromatyczne, naftalen oraz różne związki heterocykliczne.

Żywica lub woda amoniakalna – zawierający jak sama nazwa wskazuje rozpuszczony amoniak, a także fenol, siarkowodór i inne substancje.

Koks– stała pozostałość po koksowaniu, praktycznie czysty węgiel.

Koks wykorzystywany jest do produkcji żelaza i stali, amoniak do produkcji nawozów azotowych i wieloskładnikowych, a znaczenie organicznych produktów koksujących jest trudne do przecenienia. Jaka jest geografia występowania tego minerału?

Większość zasobów węgla znajduje się na półkuli północnej – w Azji, Ameryce Północnej i Eurazji. Które kraje wyróżniają się pod względem zasobów i produkcji węgla?

Chiny, USA, Indie, Australia, Rosja.

Głównymi eksporterami węgla są kraje.

USA, Australia, Rosja, Republika Południowej Afryki.

Główne centra importowe.

Japonia, zagraniczna Europa.

Jest to paliwo bardzo zanieczyszczające środowisko. Podczas wydobywania węgla dochodzi do eksplozji i pożarów metanu, a także powstają pewne problemy środowiskowe.

Zanieczyszczenie środowiska to niepożądana zmiana stanu tego środowiska, będąca skutkiem działalności gospodarczej człowieka. Dzieje się tak również podczas wydobycia. Wyobraźmy sobie sytuację na obszarze górnictwa węgla kamiennego. Wraz z węglem na powierzchnię wypływa ogromna ilość skał płonnych, które jako niepotrzebne po prostu trafiają na składowiska. Stopniowo formowany hałdy śmieci- ogromne, wysokie na kilkadziesiąt metrów, stożkowate góry skały płonnej, które zniekształcają wygląd naturalnego krajobrazu. Czy cały wydobyty na powierzchnię węgiel zostanie przetransportowany do odbiorcy? Oczywiście nie. W końcu proces ten nie jest hermetyczny. Ogromna ilość pyłu węglowego osiada na powierzchni ziemi. W rezultacie zmienia się skład gleb i wód gruntowych, co nieuchronnie będzie miało wpływ na florę i faunę obszaru.

Węgiel zawiera węgiel radioaktywny – C, jednak po spaleniu paliwa substancja niebezpieczna wraz z dymem przedostaje się do powietrza, wody, gleby i spieka się na żużel lub popiół, który wykorzystuje się do produkcji materiałów budowlanych. W rezultacie ściany i sufity w budynkach mieszkalnych „zapadają się” i stanowią zagrożenie dla zdrowia ludzi.

OLEJ

Olej jest znany ludzkości od czasów starożytnych. Wydobywano go na brzegach Eufratu

6-7 tysięcy lat p.n.e uh . Używano go do oświetlania domów, sporządzania zapraw murarskich, jako lekarstwa i maści oraz do balsamowania. Ropa naftowa w starożytnym świecie była potężną bronią: rzeki ognia lały się na głowy szturmujących murów twierdzy, płonące strzały zanurzone w oleju leciały do ​​oblężonych miast. Olej był integralną częścią środka zapalającego, który przeszedł do historii pod tą nazwą „Grecki ogień” W średniowieczu wykorzystywano go głównie do oświetlenia ulic.

Zbadano ponad 600 złóż ropy i gazu, 450 jest w trakcie zagospodarowania , a łączna liczba pól naftowych sięga 50 tys.

Istnieją oleje lekkie i ciężkie. Olej lekki wydobywa się z podłoża za pomocą pomp lub metodą fontannową. Olej ten wykorzystywany jest głównie do produkcji benzyny i nafty. Czasami metodą kopalnianą wydobywa się nawet ciężkie gatunki ropy (w Republice Komi), z których wytwarza się bitum, olej opałowy i różne oleje.

Olej jest najbardziej wszechstronnym paliwem, bogatym w kalorie. Jej wydobycie jest stosunkowo proste i tanie, gdyż przy wydobyciu ropy nie ma potrzeby spuszczania ludzi pod ziemię. Transport ropy rurociągami nie stanowi dużego problemu. Główną wadą tego rodzaju paliwa jest jego niska dostępność zasobów (około 50 lat ) . Ogólne zasoby geologiczne wynoszą 500 miliardów ton, w tym zbadane 140 miliardów ton .

W 2007 roku rosyjscy naukowcy udowodnili społeczności światowej, że podwodne grzbiety Łomonosowa i Mendelejewa, które znajdują się na Oceanie Arktycznym, stanowią strefę szelfu kontynentalnego i dlatego należą do Federacji Rosyjskiej. Nauczyciel chemii opowie Ci o składzie oleju i jego właściwościach.

Ropa naftowa to „kępa energii”. Wystarczy 1 ml, aby podgrzać całe wiadro wody o jeden stopień, a do zagotowania kubełkowego samowara potrzeba niecałe pół szklanki oleju. Pod względem koncentracji energii na jednostkę objętości olej zajmuje pierwsze miejsce wśród substancji naturalnych. Nawet rudy radioaktywne nie mogą z nim konkurować pod tym względem, gdyż zawartość w nich substancji radioaktywnych jest tak mała, że ​​można wydobyć 1 mg. Paliwo jądrowe wymaga przetworzenia ton skał.

Ropa naftowa to nie tylko podstawa kompleksu paliwowo-energetycznego każdego państwa.

Znajdują tu zastosowanie słynne słowa D.I. Mendelejewa „palenie oleju jest tym samym, co rozpalanie pieca banknoty”. Każda kropla olejku zawiera ponad 900 różne związki chemiczne, ponad połowa pierwiastków chemicznych układu okresowego. To prawdziwy cud natury, podstawa przemysłu petrochemicznego. Około 90% całej produkowanej ropy naftowej wykorzystuje się jako paliwo. Pomimo “ Twoje 10%” , synteza petrochemiczna zapewnia produkcję wielu tysięcy związków organicznych, które zaspokajają pilne potrzeby współczesnego społeczeństwa. Nie bez powodu ludzie z szacunkiem nazywają ropę naftową „czarnym złotem”, „krwią ziemi”.

Olej to oleista, ciemnobrązowa ciecz o czerwonawym lub zielonkawym zabarwieniu, czasami czarna, czerwona, niebieska lub jasna, a nawet przezroczysta o charakterystycznym ostrym zapachu. Istnieje ropa biała lub bezbarwna jak woda (na przykład na polu Surukhan w Azerbejdżanie, na niektórych polach w Algierii).

Skład olejku nie jest taki sam. Ale wszystkie zawierają zwykle trzy rodzaje węglowodorów - alkany (przeważnie o normalnej budowie), cykloalkany i węglowodory aromatyczne. Stosunek tych węglowodorów w ropie z różnych złóż jest różny: na przykład ropa Mangyshlak jest bogata w alkany, a ropa z regionu Baku jest bogata w cykloalkany.

Główne zasoby ropy naftowej znajdują się na półkuli północnej. Całkowity 75 Kraje na świecie produkują ropę naftową, ale 90% jej produkcji pochodzi z zaledwie 10 krajów. W pobliżu ? Światowe rezerwy ropy naftowej znajdują się w krajach rozwijających się. (Nauczyciel wymienia nazwy i pokazuje na mapie).

Główne kraje produkujące:

Arabia Saudyjska, USA, Rosja, Iran, Meksyk.

Jednocześnie więcej 4/5 Zużycie ropy naftowej stanowi udział krajów rozwiniętych gospodarczo, które są głównymi krajami importującymi:

Japonia, Zagraniczna Europa, USA.

Ropa naftowa nie jest nigdzie wykorzystywana, ale produkty naftowe.

Rafinacja ropy

Nowoczesna instalacja składa się z pieca na olej opałowy oraz kolumny destylacyjnej, na którą następuje separacja oleju frakcje – oddzielne mieszaniny węglowodorów zgodnie z ich temperaturą wrzenia: benzyna, benzyna ciężka, nafta. Piec ma długą rurę zwiniętą w wężownicę. Piec ogrzewany jest produktami spalania oleju opałowego lub gazu. Olej jest w sposób ciągły podawany do cewki: tam jest podgrzewany do temperatury 320 - 350 0 C w postaci mieszaniny cieczy i pary i wchodzi do kolumny destylacyjnej. Kolumna destylacyjna jest stalowym, cylindrycznym aparatem o wysokości około 40 m. Posiada kilkadziesiąt poziomych przegród z otworami wewnątrz – tzw. płytkami. Para oleju wchodząca do kolumny unosi się do góry i przechodzi przez otwory w płytach. Stopniowo ochładzając się w miarę przesuwania się w górę, częściowo upłynniają się. Mniej lotne węglowodory ulegają skropleniu już na pierwszych płytach, tworząc frakcję oleju napędowego; bardziej lotne węglowodory zbierają się wyżej i tworzą frakcję naftową; jeszcze wyżej – frakcja benzyny ciężkiej. Najbardziej lotne węglowodory opuszczają kolumnę w postaci par, a po skropleniu tworzą benzynę. Część benzyny jest zawracana do kolumny w celu „nawadniania”, co przyczynia się do lepszych warunków pracy. (Zapisz w zeszycie). Benzyna – zawiera węglowodory C5 – C11, wrzące w zakresie temperatur od 40 0°C do 200 0 C; benzyna ciężka – zawiera węglowodory C8 – C14 o temperaturze wrzenia od 120 0 C do 240 0 C; nafta – zawiera węglowodory C12 – C18, wrząca w temperaturze od 180 0 C do 300 0 C; olej napędowy - zawiera węglowodory C13 – C15, destylowany w temperaturach od 230 0 C do 360 0 C; oleje smarowe - C16 - C28, wrz w temperaturze 350 0 C i wyższej.

Po oddestylowaniu lekkich produktów z oleju pozostaje lepka czarna ciecz - olej opałowy. Jest cenną mieszaniną węglowodorów. Oleje smarowe otrzymywane są z oleju opałowego w drodze dodatkowej destylacji. Niedestylowana część oleju opałowego nazywana jest smołą, która jest wykorzystywana w budownictwie i do nawierzchni dróg (Pokaz fragmentu wideo). Najcenniejszą frakcją pochodzącą z bezpośredniej destylacji ropy naftowej jest benzyna. Jednakże uzysk tej frakcji nie przekracza 17-20% wagowych ropy naftowej. Powstaje problem: jak zaspokoić stale rosnące zapotrzebowanie społeczeństwa na paliwo samochodowe i lotnicze? Rozwiązanie znalazł pod koniec XIX wieku rosyjski inżynier Władimir Grigoriewicz Szuchow. W 1891 roku po raz pierwszy przeprowadził działalność przemysłową Pękanie frakcji naftowej ropy naftowej, co umożliwiło zwiększenie uzysku benzyny do 65-70% (w przeliczeniu na ropę naftową). Dopiero za rozwój procesu krakingu termicznego produktów naftowych wdzięczna ludzkość zapisała złotymi literami imię tej wyjątkowej osoby w historii cywilizacji.

Produkty otrzymane w wyniku rektyfikacji ropy naftowej poddawane są obróbce chemicznej, która obejmuje szereg skomplikowanych procesów. Jednym z nich jest kraking produktów naftowych (od angielskiego „cracking” – rozszczepianie). Wyróżnia się kilka rodzajów krakingu: termiczny, katalityczny, wysokociśnieniowy i redukcyjny. Kraking termiczny polega na rozszczepieniu długołańcuchowych cząsteczek węglowodorów na krótsze pod wpływem wysokiej temperatury (470-550 0 C). Podczas tego rozszczepienia powstają alkeny wraz z alkanami:

Obecnie najpowszechniejszym jest kraking katalityczny. Przeprowadza się go w temperaturze 450-500 0 C, ale przy większej prędkości i pozwala uzyskać benzynę wyższej jakości. W warunkach krakingu katalitycznego wraz z reakcjami rozszczepiania zachodzą reakcje izomeryzacji, czyli przemiany węglowodorów o normalnej budowie w węglowodory rozgałęzione.

Izomeryzacja wpływa na jakość benzyny, ponieważ obecność rozgałęzionych węglowodorów znacznie zwiększa jej liczbę oktanową. Kraking jest klasyfikowany jako tzw. proces wtórnej rafinacji oleju. Szereg innych procesów katalitycznych, takich jak reforming, również klasyfikuje się jako wtórne. Reformowanie- Jest to aromatyzacja benzyny poprzez ogrzewanie jej w obecności katalizatora, na przykład platyny. W tych warunkach alkany i cykloalkany przekształcają się w węglowodory aromatyczne, w wyniku czego znacznie wzrasta również liczba oktanowa benzyny.

Ekologia i pola naftowe

W przypadku produkcji petrochemicznej problem ochrony środowiska jest szczególnie palący. Produkcja ropy wiąże się z kosztami energii i zanieczyszczeniem środowiska. Niebezpiecznym źródłem zanieczyszczenia Oceanu Światowego jest wydobycie ropy naftowej na morzu, a Ocean Światowy jest również zanieczyszczany podczas transportu ropy. Każdy z nas widział w telewizji skutki wypadków tankowców. Czarne brzegi pokryte warstwą oleju opałowego, czarne fale, sapiące delfiny, ptaki, których skrzydła pokrywa lepki olej opałowy, ludzie w kombinezonach ochronnych zbierający olej łopatami i wiadrami. Chciałbym przekazać dane dotyczące poważnej katastrofy ekologicznej, która miała miejsce w Cieśninie Kerczeńskiej w listopadzie 2007 roku. Do wody dostało się 2 tysiące ton produktów naftowych i około 7 tysięcy ton siarki. Katastrofa najbardziej dotknęła Mierzeję Tuzla, położoną na styku Morza Czarnego i Azowskiego, oraz Mierzeję Chushka. Po wypadku olej opałowy opadł na dno, powodując śmierć małej muszli w kształcie serca, głównego pożywienia mieszkańców morza. Odbudowa ekosystemu zajmie 10 lat. Zginęło ponad 15 tysięcy ptaków. Litr oleju po dostaniu się do wody rozpływa się po jej powierzchni punktami o powierzchni 100 m2. Film olejowy, choć bardzo cienki, tworzy barierę nie do pokonania na drodze tlenu z atmosfery do słupa wody. W rezultacie reżim tlenowy i ocean zostają zakłócone „dusi się”. Plankton, będący podstawą oceanicznego łańcucha pokarmowego, umiera. Obecnie około 20% powierzchni Oceanu Światowego jest już pokryte wyciekami ropy, a obszar dotknięty zanieczyszczeniami ropą rośnie. Oprócz tego, że Ocean Światowy pokryty jest filmem olejowym, możemy go obserwować także na lądzie. Na przykład na polach naftowych zachodniej Syberii wycieka rocznie więcej ropy, niż może pomieścić tankowiec - do 20 milionów ton. Około połowa tej ropy trafia na ziemię w wyniku wypadków, reszta to „planowane” wytryski i wycieki podczas uruchamiania odwiertów, wierceń poszukiwawczych i napraw rurociągów. Według Komisji Ochrony Środowiska Jamalsko-Nienieckiego Okręgu Autonomicznego największy obszar terenów skażonych ropą znajduje się w obwodzie purowskim.

GAZ ZIEMNY I POWIĄZANY Z NAFTĄ

Gaz ziemny zawiera węglowodory o niskiej masie cząsteczkowej, których głównymi składnikami są metan. Jego zawartość w gazie z różnych złóż waha się od 80% do 97%. Oprócz metanu - etan, propan, butan. Nieorganiczne: azot – 2%; CO2; H2O; H2S, gazy szlachetne. Podczas spalania gazu ziemnego wytwarza się dużo ciepła.

Gaz ziemny jako paliwo przewyższa swoimi właściwościami nawet ropę naftową, jest bardziej kaloryczny. To najmłodsza gałąź branży paliwowej. Gaz jest jeszcze łatwiejszy do wydobycia i transportu. Jest to najbardziej ekonomiczne ze wszystkich rodzajów paliw. Istnieją jednak pewne wady: skomplikowany międzykontynentalny transport gazu. Metatanowce przewożące gaz w stanie skroplonym są konstrukcjami niezwykle złożonymi i kosztownymi.

Stosowane jako: efektywne paliwo, surowce w przemyśle chemicznym, przy produkcji acetylenu, etylenu, wodoru, sadzy, tworzyw sztucznych, kwasu octowego, barwników, leków itp. Towarzyszące (gazy z ropy naftowej) to gazy ziemne, które rozpuszczają się w oleju i są uwolniony podczas jego wydobycia Gaz naftowy zawiera mniej metanu, ale więcej propanu, butanu i innych wyższych węglowodorów. Gdzie produkowany jest gaz?

Ponad 70 krajów na całym świecie posiada rezerwy gazu przemysłowego. Ponadto, podobnie jak w przypadku ropy, kraje rozwijające się dysponują bardzo dużymi jej zasobami. Ale produkcją gazu zajmują się głównie kraje rozwinięte. Mają możliwość jego wykorzystania lub sposobu na sprzedaż gazu do innych krajów na tym samym kontynencie. Międzynarodowy handel gazem jest mniej aktywny niż handel ropą. Około 15% światowego gazu trafia na rynek międzynarodowy. Prawie 2/3 światowej produkcji gazu pochodzi z Rosji i USA. Niewątpliwie wiodącym regionem wydobycia gazu nie tylko w naszym kraju, ale i na świecie jest Jamalo-Nieniecki Okręg Autonomiczny, w którym przemysł ten rozwija się od 30 lat. Nasze miasto Nowy Urengoj jest słusznie uznawane za stolicę gazu. Do największych złóż należą Urengojskoje, Jamburgskoje, Miedwieże, Zapolyarnoje. Złoże Urengoy znajduje się w Księdze Rekordów Guinnessa. Zasoby i wydobycie złoża są unikalne. Zbadane rezerwy przekraczają 10 bilionów. m 3, od momentu uruchomienia wyprodukowano już 6 bilionów. m 3. W 2008 roku OJSC Gazprom planuje wydobyć 598 miliardów m 3 „niebieskiego złota” ze złoża Urengoj.

Gaz i ekologia

Niedoskonałość technologii wydobycia ropy i gazu oraz ich transportu powoduje ciągłe spalanie objętości gazu w jednostkach grzewczych tłoczni oraz na pochodniach. Tłocznie gazu odpowiadają za około 30% tych emisji. Co roku na pochodniach spala się około 450 tysięcy ton gazu ziemnego i towarzyszącego, a do atmosfery uwalnianych jest ponad 60 tysięcy ton substancji zanieczyszczających.

Ropa naftowa, gaz, węgiel są cennymi surowcami dla przemysłu chemicznego. W najbliższej przyszłości znajdzie się dla nich zamiennik w kompleksie paliwowo-energetycznym naszego kraju. Obecnie naukowcy szukają sposobów wykorzystania energii słonecznej, wiatrowej oraz paliwa jądrowego, aby całkowicie zastąpić ropę naftową. Najbardziej obiecującym paliwem przyszłości jest wodór. Ograniczenie zużycia ropy naftowej w energetyce cieplnej to droga nie tylko do jej bardziej racjonalnego wykorzystania, ale także do zachowania tego surowca dla przyszłych pokoleń. Surowce węglowodorowe należy wykorzystywać wyłącznie w przemyśle przetwórczym w celu uzyskania różnorodnych produktów. Niestety sytuacja nie uległa jeszcze zmianie i aż 94% wydobywanej ropy służy jako paliwo. D.I. Mendelejew mądrze powiedział: „Spalanie oleju jest tym samym, co ogrzewanie pieca banknotami”.

Wyślij swoją dobrą pracę do bazy wiedzy jest prosta. Skorzystaj z poniższego formularza

Studenci, doktoranci, młodzi naukowcy, którzy wykorzystują bazę wiedzy w swoich studiach i pracy, będą Państwu bardzo wdzięczni.

Opublikowano na http://www.allbest.ru/

Praca pisemna

Gazu ziemnego.Olej.Węgiel

1. Gazu ziemnego

Gazu ziemnego- mieszanina gazów powstająca w wnętrznościach Ziemi podczas beztlenowego rozkładu substancji organicznych.

Główną częścią gazu ziemnego jest metan (CH 4) - od 92 do 98%. Gaz ziemny może zawierać także cięższe węglowodory – homologi metanu: etan (C 2 H 6), propan (C 3 H 8), butan (C 4 H 10). A także inne substancje inne niż węglowodory: wodór (H2), siarkowodór (H2S), dwutlenek węgla (CO2), azot (N2), hel (He).

Gaz ziemny jest surowcem mineralnym. Często jest to gaz towarzyszący podczas wydobycia ropy. Gaz ziemny w warunkach złożowych (warunki występowania w trzewiach ziemi) występuje w stanie gazowym – w postaci odrębnych nagromadzeń (złóż gazu) lub w postaci czapy gazowej złóż ropy i gazu, lub w postaci rozpuszczonej stan w czarnym złocie lub wodzie.

Czysty gaz ziemny jest bezbarwny i bezwonny. Gaz zawsze wypełnia objętość ograniczoną nieprzeniknionymi ścianami. Aby ułatwić wykrycie wycieku gazu, w małych ilościach dodaje się środki zapachowe - substancje o silnym nieprzyjemnym zapachu (zgniła kapusta, zgniłe siano, zgniłe jaja).

Wykorzystywany w postaci gazu ziemnego metan jest wykorzystywany jako paliwo. Metan jest produktem wyjściowym do produkcji metanolu, kwasu octowego, kauczuków syntetycznych, benzyny syntetycznej i wielu innych cennych produktów.

2. Olej

Olej jest oleistą cieczą o kolorze ciemnobrązowym lub prawie czarnym, o charakterystycznym zapachu. Jest lżejszy od wody i praktycznie nierozpuszczalny w wodzie. Zawiera około 1000 substancji. Największą z nich (80-90%) stanowią węglowodory, czyli substancje organiczne składające się z atomów węgla i wodoru. Ropa naftowa zawiera około 500 związków węglowodorowych – parafiny (alkany), które stanowią połowę wszystkich węglowodorów ropy naftowej, naftenowe (cyklany) i aromatyczne (benzen i jego pochodne). Olej zawiera także związki wielkocząsteczkowe w postaci żywic i substancji asfaltowych. Całkowita zawartość węgla i wodoru w oleju wynosi około 97-98% (wagowo), w tym w małych ilościach występuje 83-87% węgla i 11-14% wodoru oleje, bar, stront, mangan, chrom, kobalt, molibden, bor, arsen, potas i inne pierwiastki chemiczne.

Właściwości oleju opierają się na jego łatwym zapaleniu. Co więcej, ognisko może wystąpić już w temperaturze +35 o, dlatego zbiorniki do przechowywania oleju są wykonane w taki sposób, aby przypadkowy wzrost temperatury nie spowodował zapalenia produktów naftowych. Jeśli kompozycja jest bardziej wyładowana, a gazy rozpuszczone w oleju mają różne proporcje, wówczas temperatura zapłonu może przekraczać 100 o Celsjusza.

W rozpuszczalnikach organicznych ciecz może się rozpuścić. Przeciwnie, olej jest nierozpuszczalny w wodzie, ale olej może tworzyć z wodą trwałą emulsję. Dlatego w celu oddzielenia wody od oleju w przemyśle przeprowadza się odsalanie i odwadnianie. Ropa naftowa praktycznie nie jest wykorzystywana. Jest czyszczony i przetwarzany. Wyróżnia się pierwotną i wtórną rafinację ropy naftowej.

Pierwotna rafinacja ropy naftowej to destylacja, w wyniku której produkty naftowe rozdzielane są na części składowe (nazywane frakcjami): gaz skroplony; benzyna (motoryzacyjna i lotnicza), paliwo do silników odrzutowych, nafta, olej napędowy (olej napędowy), olej opałowy. Pierwsze pięć rodzajów produktów naftowych to paliwa. Natomiast olej opałowy przetwarzany jest na: parafinę, bitum, płynne paliwo kotłowe, oleje.

Po zmieszaniu bitumu z minerałami otrzymuje się asfalt (beton asfaltowy), który wykorzystuje się jako nawierzchnię drogi. Do ogrzewania domów wykorzystuje się płynne paliwo kotłowe.

Z ropy naftowej produkuje się szeroką gamę smarów: olej smarowy; olej elektroizolacyjny; olej hydrauliczny; smar; płyn do cięcia; wazelina. Oleje otrzymywane z ropy naftowej służą do przygotowania maści i kremów. Koncentrat pozostały po destylacji oleju nazywa się smołą. Stosowany jest na nawierzchnie drogowe i budowlane.

Recykling oleju polega na zmianie struktury jego składników – węglowodorów. Dostarcza surowce, z których produkują: kauczuki syntetyczne; tkaniny syntetyczne; tworzywa sztuczne; folie polimerowe (polietylen, polipropylen); detergenty; rozpuszczalniki, farby i lakiery; barwniki; nawozy; pestycyd; wosk; i wiele więcej. Nawet odpady z rafinacji ropy naftowej mają wartość praktyczną. Koks produkowany jest z odpadów po destylacji ropy naftowej. Wykorzystywany jest do produkcji elektrod oraz w hutnictwie. Siarka ekstrahowana z ropy naftowej podczas procesu rafinacji wykorzystywana jest do produkcji kwasu siarkowego.

gaz, węgiel, olej opałowy

3. Węgiel

Węgiel- jest to skała osadowa, będąca produktem głębokiego rozkładu szczątków roślinnych (paproci drzewiastych, skrzypów i mchów, a także pierwszych nagonasiennych). Większość złóż węgla powstała w paleozoiku, głównie w okresie karbonu, około 300-350 milionów lat temu.

Węgiel pod względem składu chemicznego jest mieszaniną wielkocząsteczkowych związków aromatycznych z dużym udziałem masowym węgla, a także wody i substancji lotnych z niewielką ilością zanieczyszczeń mineralnych. Takie zanieczyszczenia tworzą popiół podczas spalania węgla. Węgle kopalne różnią się między sobą stosunkiem składników składowych, od którego zależy ciepło spalania. Szereg związków organicznych tworzących węgiel ma właściwości rakotwórcze.

Węgiel jest wykorzystywany jako paliwo zarówno w życiu codziennym, jak i w przemyśle. Był to pierwszy materiał kopalny, którego ludzie używali jako paliwa. To węgiel umożliwił rewolucję przemysłową. W XIX wieku do transportu wykorzystywano dużo węgla. W 1960 r. węgiel zapewniał około połowy światowej produkcji energii. Jednak do 1970 r. jego udział spadł do jednej trzeciej: węgiel jako paliwo został zastąpiony innymi źródłami energii, w szczególności ropą i gazem.

Jednak wykorzystanie węgla nie ogranicza się do tego. Węgiel kamienny jest cennym surowcem dla przemysłu chemicznego i metalurgicznego.

Przemysł węglowy wykorzystuje koksowanie węgla. Koksownie zużywają aż 1/4 produkowanego węgla. Koksowanie to proces przetwarzania węgla poprzez ogrzewanie do temperatury 950-1050°C bez użycia tlenu. Podczas rozkładu węgla powstaje produkt stały – koks i produkty lotne – gaz koksowniczy.

Koks stanowi 75-78% masy węgla. Stosowany jest w przemyśle metalurgicznym do wytapiania żelaza, a także jako paliwo.

Gaz koksowniczy stanowi 25% masy przetworzonego węgla. Lotne produkty powstające podczas koksowania węgla ulegają kondensacji z parą wodną, ​​co powoduje uwolnienie smoły węglowej i wody smołowej.

Smoła węglowa stanowi 3-4% masy węgla i jest złożoną mieszaniną substancji organicznych. Obecnie naukowcy zidentyfikowali jedynie 60% składników żywicy, czyli ponad 500 substancji! Z żywicy otrzymuje się naftalen, antracen, fenantren, fenole i oleje węglowe.

Amoniak, fenole i zasady pirydynowe oddziela się od wody smołowej (stanowi ona 9-12% masy węgla) poprzez destylację z parą wodną. Z nienasyconych związków zawartych w surowym benzenie otrzymuje się żywice kumaronowe, które wykorzystuje się do produkcji lakierów, farb, linoleum oraz w przemyśle gumowym.

Sztuczny grafit otrzymywany jest z węgla.

Węgiel jest również stosowany jako surowiec nieorganiczny. Rzadkie metale, takie jak wanad, german, gal, molibden, cynk, ołów i siarka, są ekstrahowane z węgla podczas przetwarzania na skalę przemysłową.

Popiół ze spalania węgla, odpadów wydobywczych i przeróbczych wykorzystuje się do produkcji materiałów budowlanych, ceramiki, surowców ogniotrwałych, tlenku glinu i materiałów ściernych.

W sumie w wyniku przerobu węgla można uzyskać ponad 400 różnych produktów, których koszt jest 20-25 razy wyższy od kosztu samego węgla, a produkty uboczne uzyskiwane w koksowniach przewyższają koszt koksu samo.

Przy okazji…

Węgiel nie jest najlepszym paliwem. Ma to dużą wadę: podczas spalania powstają duże ilości emisji, zarówno gazowych, jak i stałych (popiół), które zanieczyszczają środowisko. Większość krajów rozwiniętych ma rygorystyczne wymagania dotyczące poziomu emisji dozwolonego podczas spalania węgla. Redukcję emisji osiąga się poprzez zastosowanie różnych filtrów.

Opublikowano na Allbest.ru

...

Podobne dokumenty

Etapy wytwarzania energii. Rodzaje paliw gazowych. Olej jest naturalną oleistą, łatwopalną cieczą składającą się ze złożonej mieszaniny węglowodorów i innych związków organicznych. Paliwa stałe, kopalne, roślinne i sztuczne.

praca na kursie, dodano 24.09.2012


Pojęcie i historia pochodzenia gazu łupkowego, jego główne właściwości fizyczne i chemiczne. Metody wydobycia, stosowane urządzenia i materiały, ocena stopnia oddziaływania na środowisko. Perspektywy wykorzystania tego rodzaju gazu w przyszłości w energetyce.

test, dodano 11.12.2014


Skład kompleksu gazowego kraju. Miejsce Federacji Rosyjskiej w światowych zasobach gazu ziemnego. Perspektywy rozwoju państwowego kompleksu gazowego w ramach programu Strategia Energetyczna do 2020 roku. Problemy zgazowania i wykorzystania gazu towarzyszącego.

praca na kursie, dodano 14.03.2015


Wydobycie węgla kamiennego i jego klasyfikacja. Perspektywy dla przemysłu węglowego. Obliczanie głównych charakterystyk instalacji fotowoltaicznych. Wpływ warunków klimatycznych na wybór trybu pracy instalacji fotowoltaicznej. Klasyfikacja słonecznych systemów grzewczych.

test, dodano 26.04.2012


Pojęcie i cel obliczeń cieplnych jednostki kotłowej, jej metody, kolejność działań i objętość. Krótki opis zespołu kotła E-420-13.8-560 (TP-81), jego budowy i głównych podzespołów, danych technicznych i schematu połączeń.

praca na kursie, dodano 28.03.2010


Energia wiatru, energia słoneczna i energia słoneczna jako alternatywne źródła energii. Ropa naftowa, węgiel i gaz jako główne źródła energii. Cykl życia biopaliwa, jego wpływ na stan środowiska naturalnego. Alternatywna historia wyspy Samsoe.

prezentacja, dodano 15.09.2013


Historia przedsiębiorstwa produkującego ropę naftową „Surgut-nieftiegaz”. Metody wydobycia ropy i gazu. Środki techniczne mające wpływ na strefę formowania się odwiertu. Skład sprzętu i metody wiercenia. Rodzaje napraw studni podziemnych. Ulepszone odzyskiwanie oleju.

raport z praktyki, dodano 26.04.2015


Pojęcie i cechy reżimu ciśnienia gazu, gdy głównym olejem napędowym energii jest ciśnienie gazu w korku gazowym. Przegląd zasad zagospodarowania złóż ropy naftowej w warunkach ciśnienia gazu ziemnego. Przyczyny i prawa zmian ciśnienia złożowego.

prezentacja, dodano 24.02.2016


Opis rekonstrukcji kotła KV-GM-50 do spalania węgla. Wykonanie obliczeń cieplnych instalacji kotłowej i wentylacji kotłowni. Krótka charakterystyka paliwa. Oznaczanie ilości powietrza, produktów spalania i ich ciśnień cząstkowych.

teza, dodano 20.05.2014


Główne problemy sektora energetycznego Republiki Białorusi. Stworzenie systemu zachęt ekonomicznych i otoczenia instytucjonalnego zapewniających oszczędność energii. Budowa terminalu skraplania gazu ziemnego. Wykorzystanie gazu łupkowego.

Wstęp

Ropa naftowa, gazy naturalne i pochodne, węgiel.

Głównymi źródłami węglowodorów są naturalne i pochodne gazy ropopochodne, ropa naftowa i węgiel.

Olej

krakingowy olej gazowy węgiel

Ropa naftowa to ciekłe paliwo kopalne o ciemnobrązowej barwie i gęstości 0,70 – 1,04 g/cm². Olej jest złożoną mieszaniną substancji – głównie ciekłych węglowodorów. Skład olejków jest parafinowy, naftenowy i aromatyczny. Jednak najpopularniejszym rodzajem oleju jest olej mieszany. Oprócz węglowodorów olej zawiera zanieczyszczenia organiczne związki tlenu i siarki, a także wodę oraz rozpuszczone w nim sole wapnia i magnezu. Olej zawiera również zanieczyszczenia mechaniczne - piasek i glinę. Ropa naftowa jest cennym surowcem do produkcji wysokiej jakości paliw silnikowych. Po oczyszczeniu z wody i innych niepożądanych zanieczyszczeń olej poddaje się obróbce. Główną metodą rafinacji ropy naftowej jest destylacja. Opiera się na różnicy temperatur wrzenia węglowodorów tworzących olej. Ponieważ olej zawiera setki różnych substancji, z których wiele ma podobną temperaturę wrzenia, wyodrębnienie poszczególnych węglowodorów jest prawie niemożliwe. Dlatego poprzez destylację olej dzieli się na frakcje, które wrzą w dość szerokim zakresie temperatur. W drodze destylacji pod normalnym ciśnieniem olej dzieli się na cztery frakcje: benzynę (30-180°C), naftę (120-315°C), olej napędowy (180-350°C) i olej opałowy (pozostałość po destylacji). Przy dokładniejszej destylacji każdą z tych frakcji można podzielić na kilka węższych frakcji. W ten sposób z frakcji benzynowej (mieszanina węglowodorów C5 - C12) można wydzielić eter naftowy (40-70°C), samą benzynę (70-120°C) i benzynę ciężką (120-180°C). Eter naftowy zawiera pentan i heksan. Jest doskonałym rozpuszczalnikiem tłuszczów i żywic. Benzyna zawiera nierozgałęzione węglowodory nasycone od pentanów do dekanów, cykloalkany (cyklopentan i cykloheksan) oraz benzen. Benzyna po odpowiednim przetworzeniu wykorzystywana jest jako paliwo do samolotów i samochodów.

LÓD. Benzyna zawierająca węglowodory C8 - C14 i nafta (mieszanina węglowodorów C12 - C18) stosowana jest jako paliwo do domowych urządzeń grzewczych i oświetleniowych. Nafta w dużych ilościach (po dokładnym oczyszczeniu) wykorzystywana jest jako paliwo do samolotów odrzutowych i rakiet.

Frakcja oleju napędowego pochodząca z destylacji oleju stanowi paliwo do silników Diesla. Olej opałowy jest mieszaniną wysokowrzących węglowodorów. Oleje smarowe otrzymywane są z oleju opałowego poprzez destylację pod zmniejszonym ciśnieniem. Pozostałość po destylacji oleju opałowego nazywana jest smołą. Pozyskuje się z niego bitum. Produkty te znajdują zastosowanie w budownictwie drogowym. Jako paliwo do kotłów wykorzystuje się także olej opałowy.

Główną metodą rafinacji ropy naftowej są różnego rodzaju krakingi, tj. termokatalityczna przemiana składników oleju. Wyróżnia się następujące główne typy pęknięć.

Kraking termiczny - rozszczepienie węglowodorów następuje pod wpływem wysokich temperatur (500-700 oC). Na przykład z cząsteczki węglowodoru nasyconego C10H22 powstają cząsteczki dekanu pentanu i pentenu:

С10Н22 >С5Н12 + С5Н10

pentan penten

Kraking katalityczny prowadzi się również w wysokich temperaturach, ale w obecności katalizatora, co pozwala kontrolować proces i poprowadzić go w pożądanym kierunku. Podczas krakingu oleju powstają nienasycone węglowodory, które są szeroko stosowane w przemysłowej syntezie organicznej.

Gazy naturalne i pochodne gazy ropopochodne

Gazu ziemnego. Gaz ziemny składa się głównie z metanu (około 93%). Oprócz metanu gaz ziemny zawiera także inne węglowodory, a także azot, CO2 i często siarkowodór. Gaz ziemny podczas spalania wytwarza dużo ciepła. Pod tym względem znacząco przewyższa inne rodzaje paliw. Dlatego 90% całkowitej ilości gazu ziemnego zużywa się jako paliwo w lokalnych elektrowniach, przedsiębiorstwach przemysłowych i w życiu codziennym. Pozostałe 10% wykorzystywane jest jako cenny surowiec dla przemysłu chemicznego. W tym celu z gazu ziemnego oddziela się metan, etan i inne alkany. Produkty, które można otrzymać z metanu, mają ogromne znaczenie przemysłowe.

Powiązane gazy ropopochodne. Rozpuszcza się je pod ciśnieniem w oleju. Po ekstrakcji na powierzchnię spada ciśnienie i rozpuszczalność, co powoduje wydzielanie się gazów z oleju. Gazy towarzyszące zawierają metan i jego homologi, a także gazy niepalne - azot, argon i CO2. Gazy towarzyszące są przetwarzane w zakładach przetwórstwa gazu. Z nich wytwarza się metan, etan, propan, butan i benzynę gazową zawierającą węglowodory o liczbie atomów węgla 5 i więcej. Etan i propan poddaje się odwodornieniu w celu wytworzenia nienasyconych węglowodorów – etylenu i propylenu. Jako paliwo w gospodarstwach domowych stosowana jest mieszanina propanu i butanu (gazu skroplonego). Benzynę dodaje się do zwykłej benzyny w celu przyspieszenia jej zapłonu podczas uruchamiania silnika spalinowego.

Węgiel

Węgiel. Przeróbka węgla przebiega w trzech głównych kierunkach: koksowanie, uwodornienie i niepełne spalanie. Koksowanie odbywa się w piecach koksowniczych w temperaturze 1000-1200°C. W tej temperaturze, bez dostępu tlenu, węgiel ulega złożonym przemianom chemicznym, w wyniku których powstają koks i produkty lotne. Ochłodzony koks kierowany jest do zakładów metalurgicznych. Podczas schładzania produktów lotnych (gazu koksowniczego) następuje kondensacja smoły węglowej i wody amoniakalnej. Amoniak, benzen, wodór, metan, CO2, azot, etylen itp. pozostają w stanie nieskroplonym. Po przepuszczeniu tych produktów przez roztwór kwasu siarkowego uwalnia się siarczan amonu, który wykorzystuje się jako nawóz mineralny. Benzen absorbuje się w rozpuszczalniku i oddestylowuje z roztworu. Następnie gaz koksowniczy wykorzystuje się jako paliwo lub surowiec chemiczny. Smołę węglową otrzymuje się w niewielkich ilościach (3%). Jednak biorąc pod uwagę skalę produkcji, smołę węglową uważa się za surowiec do produkcji szeregu substancji organicznych. Jeśli usuniemy z żywicy produkty wrzące w temperaturze 350°C, pozostanie stała masa – smoła. Służy do produkcji lakierów. Uwodornienie węgla przeprowadza się w temperaturze 400-600°C pod ciśnieniem wodoru do 25 MPa w obecności katalizatora. W ten sposób powstaje mieszanina ciekłych węglowodorów, które można wykorzystać jako paliwo silnikowe. Zaletą tej metody jest możliwość uwodornienia niskogatunkowego węgla brunatnego. Niecałkowite spalanie węgla powoduje powstawanie tlenku węgla (II). Stosując katalizator (nikiel, kobalt) pod normalnym lub podwyższonym ciśnieniem, benzynę zawierającą nasycone i nienasycone węglowodory można otrzymać z wodoru i CO:

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

nCO + 2nH2 > CnH2n + nH2O.

Jeżeli suchą destylację węgla prowadzi się w temperaturze 500-550°C, otrzymuje się smołę, która wraz z bitumem stosowana jest w budownictwie jako spoiwo przy produkcji pokryć dachowych i hydroizolacji (papa, papa itp.).

Obecnie istnieje poważne niebezpieczeństwo katastrofy ekologicznej. Praktycznie nie ma miejsca na ziemi, gdzie przyroda nie ucierpiałaby na skutek działalności przedsiębiorstw przemysłowych i działalności człowieka. Pracując z produktami destylacji ropy naftowej, należy upewnić się, że nie przedostaną się one do gleby i zbiorników wodnych. Gleba nasycona produktami naftowymi traci żyzność na wiele dziesięcioleci i bardzo trudno ją przywrócić. Tylko w 1988 roku, kiedy uszkodzone zostały rurociągi naftowe, do jednego z największych jezior dostało się około 110 000 ton ropy. Tragiczne są przypadki zrzutów oleju opałowego i ropy do rzek, w których odbywają się tarła cennych gatunków ryb. Poważne zagrożenie w zakresie zanieczyszczenia powietrza stanowią elektrownie cieplne opalane węglem, są one głównym źródłem zanieczyszczeń. Elektrownie wodne działające na równinach rzecznych wywierają negatywny wpływ na zbiorniki wodne. Powszechnie wiadomo, że transport drogowy silnie zanieczyszcza atmosferę produktami niepełnego spalania benzyny. Przed naukowcami stoi zadanie minimalizacji stopnia zanieczyszczenia środowiska.