Нефть - кровь промышленности. Чем можно заменить нефть


Нефть - кровь промышленности

П Л А Н
 стр.
1.

Типы источников энергии

2
2. Чем можно заменить нефть 3
3. пиролиз 4
4. газификация 5
5. ИСТОЧНИКИ УГЛЕВОДОРОДНОГО СЫРЬЯ 6
6. Сейсмические исследования недр Земли 7
7.

использованная литература

8

                                   Нефть – это кровь промышленности.

                                                                                                                                И.В. Сталин

        

i. типы источников энергии

Потребление нефти во всем мире прогрессивно растет, что, в свою очередь, определяется развитием техники и промышленности, ростом населения.

         В начале 20-го столетия потребление энергии удваивалось за 50 лет, а теперь – каждые 15 лет.

         Существующие источники энергии делят на возобновляемые и невозобновляемые:

НЕВОЗОБНОВЛЯЕМЫЕ ВОЗОБНОВЛЯЕМЫЕ

Ископаемое топливо

- солнечная энергия
- каменный уголь - гидроэнергия
- бурый уголь - энергия ветра
- торф - энергия морских приливов
- горючие сланцы - геотермальная энергия
- битумы

Жидкое

- нефть

Газообразное

- природный газ
- попутный газ

Атомная энергия

- залежи радиоактивных веществ

         Человечество использует в основном невозобновляемые источники энергии. Вторая половина 20-го века характеризуется использованием в основном нефти, газа – на 70%, а твердого топлива на 30%.

         Запасы нефти и газа в мире не столь велики, и при интенсивном использовании могут скоро оскудеть. К тому же нефть и нефтяные газы являются основным сырьем для химической промышленности, которая развивается опережающими темпами. Поэтому для будущего необходимо сохранить нефть и газ прежде всего как сырье для химической промышленности, заменив нефть как топливо другими источниками энергии.

         Пример. Уже в настоящее время в Дании и Голландии 10% всей потребляемой энергии составляет энергия ветра.

         Пример. Атомная энергетика – энергетика сегодняшнего дня. Первичным сырьем для нее служит уран, торий, природные запасы которых велики. Принцип основан на радиоактивном превращении урана в искусственное ядерное горючее – плутоний – 234.

         Предполагается к 2100 году довести долю ядерной энергетики до 70% энергопотребления.

2. ЧЕМ МОЖНО ЗАМЕНИТЬ НЕФТЬ

         Одним из наиболее эффективных заменителей являются горючие газы – природный газ, попутный нефтяной газ, коксовый газ, генераторный газ. К тому же природный газ – это прекрасное топливо:

1.     Дает полное сгорание без дыма

2.     Прекрасно хранится в сжатом и сжиженном состоянии

3.     Сравнительно низкая себестоимость добычи

4.     Бурение газовых скважин не отличается от проходки нефтяных скважин.

Природный газ также используется как:

1.     Газовое топливо

2.     Применяется для серийных двигателей внутреннего сгорания. При этом токсичность выхлопных газов меньше.

Чем еще можно заменить нефть?

Наиболее перспективно развитие угольной промышленности. Запасы каменного угля в 5 раз превышают запасы нефти и газа.

Пример. Если считать уголь как единственный источник энергии, то его запасов хватит на 300 – 400 лет.

3. ПИРОЛИЗ

Чтобы уголь стал нефтеподобным, его надо гидрировать (произвести процесс обработки твердого топлива водородом при 5000 и давлении 70 мПа в присутствии катализатора). При гидрировании угля происходит разрушение непрочных молекулярных и внутирмолекулярных связей и гидрирование ненасыщенных молекул.

Переработка твердого топлива возможна через пиролиз – нагревание твердого топлива в закрытых реакторах без доступа воздуха. При этом крупные молекулы расщепляются, а осколки полимеризуются, конденсируются, ароматизируются, алкинируются и т.д.

П И Р О Л И З
низкомолекулярный высокомолекулярный
5000 - полукоксование 10000 – коксование
Получают синтетическое газовое и жидкое топливо Получают кокс и коксовый газ. смолу

Коксование осуществляется в коксовой печи, которая имеет 1 камеру коксования, 2 обогревательные простенки для сжигания и циркуляции отопительного газа, 3 регенераторы для утилизации теплоты отходящих дымовых газов.

Кокс – один из главных продуктов коксования. Он используется в черной и цветной металлургии, в химической промышленности. Кокс – источник тепла (содержит 97,5% углерода).

Коксовый газ – содержит пары, коксовые смолы, пары бензельных углеводородов, аммиак, сероводород, нафталин, пары воды, водород, метан, этилен и его гомологи, угарный и углекислый газы, азот.

Смола – черная, вязкая жидкость, содержащая до 10 тыс. индивидуальных химических веществ.

Существует еще один способ переработки твердого топлива – газификация – превращение органической части твердого топлива в смесь газов путем его неполного окисления воздухом, кислородом, водяным паром при  10000 в реакторах-газогенераторах.

4. ГАЗИФИКАЦИЯ

Газификация – процесс с получением искусственного газообразного топлива и сырья для химической промышленности.

Для газификации используют торф, полукокс, низкосортные угли.

Если вместо катализатора использовать воздух, то 2С + О2 ->2CO2,

2CO2 + O2 ->2CO2, C + O2 -> CO2.

         Если использовать водяной пар, то C + h3O -> CO + h3,

C + 2h3O -> CO2 + 2h3, CO + h3O -> CO2 + h3

В результате газификации получают генераторные газы

                                      Водород 16%      угарный газ 10%          метан

         Известно, что метанол является основой для получения высокооктановых добавок к моторному топливу, так же как и водород, он является экологически перспективным видом топлива взамен бензина (что дает возможность применения водорода в двигателях – авто, авиа, дизельных), также в быту – отопление помещений, освещение).

         Водород – ценное сырье для нефтепереработки и переработки твердого топлива. Водород применяют для замены нефтепродуктов в виде добавок к автотопливу, которая уменьшает вредность выхлопных газов, повышает экономичность двигателей.

5. ИСТОЧНИКИ УГЛЕВОДОРОДНОГО СЫРЬЯ

         Наш мир начал отсчет 3-го тысячелетия, и подошли мы к нему с оскудевшими природными сырьевыми ресурсами, особенно в отношении нефти, так как объемы добычи нефти растут, рано или поздно ее запасы оскудеют. Поэтому приходится экономить – в области энергоресурсов – но это лишь частичная мера, т.к. моря и океаны хранят огромные запасы углеводородных газов (в твердом состоянии).

         Пример. Бермудский треугольник (на поверхности моря образовался кипящий газом водяной купол, из которого вырывались газовые гейзеры).

         Так как Мексиканский залив с Бермудами находится в зоне активной тектонической деятельности, то это приводит к нарушению структуры пород, падению в них давления, образованию многочисленных трещин, по которым мог вырваться наружу колоссальный объем газа, заключенного в твердые, похожие на лед частицы газовых гидратов – кластраты – соединения-ловушки, когда одна молекула попадает в объем другой, более крупной.

Между молекулой-хозяйкой и молекулой-гостьей есть связь, для разрыва которой нужны усилия.

         1 м3 кластрата содержит 200 м3 газа. Залежи кластратов – газовых гидратов – встречаются в осадках глубоководных акваторий и в недрах суши с мощной зоной вечной мерзлоты. Запасы газа в форме гидратов в десятки раз превосходят все разведанные запасы нефти.

         Существует еще так называемая «тяжелая» нефть – вязкая масса с плотностью 1. Она пропитывает песчаники и известняки. Разработки такой нефти очень малы. «Тяжелая» нефть является частным случаем битумов. Природные битумы – породы, напитанные высоковязкой нефтью, которую можно выделить при нагревании. Природные битумы могут давать до 40% от необходимого количества нефти (но переработка требует больших затрат).

Источники углеводородного сырья
традиционные нетрадиционные
- нефть

- горючие газы

- жидкие, газообразные углеводороды (полученные из битумных пород, угля, горючих сланцев)

         Горючие сланцы – разновидность битумов – похожи на бурый уголь по внешнему виду, занимают промежуточное положение между нефтью и углем (С – Н меньше, чем в нефти, но больше, чем в угле).

         Сланцы разрабатывают подземной газификацией – под землей на значительной глубине поджигают пласт сланцев. Выделяется углекислый газ, водород. Они используются в нефтехимической промышленности.

         Ежегодная переработка 1 млн. тонн сланцев заменяет 1,5 млн. тонн нефти.

         Международные геологические конгрессы проводятся под девизом «С умом соединенными усилиями» эксплуатировать недра Земли.

         С умом эксплуатировать недра Земли нужно, познавая ее глубинное строение.

         Для этого создаются сети сверхглубоких скважин. Были обнаружены гелий, водород, титан.6. Сейсмические исследования недр Земли.

         Изображение картины исследуемого района при помощи электромагнитных волн на сотни км вглубь земли. Так как нефть плохо проводит электрический ток, а вода – хорошо, то легко можно получить информацию о нефти через воду, ее сопровождающую.

         Нефть – дар природы. Нефть – неотъемлемый элемент нашей повседневной жизни. Нефть дала миру неисчислимые богатства. Нефть – королева энергетики. Нефть – черное золото. Чем ее можно заменить? «Голубым золотом» - природным газом? Вряд ли надолго! Углем? Скорее всего. И скорее бы закончился очередной «дележ мира», очередная «нефтяная война». Ибо кто владеет нефтью – энергоносителем, тот владеет миром.

7. ИСПОЛЬЗОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА

1.    Химия. Большой справочник для школьников и

    поступающих в ВУЗы. Издательство «Дрофа». М. 1999 г.

2.    Компьютерная энциклопедия «Природа»

3.    Компьютерная энциклопедия «Наука»

coolreferat.com

Что сможет заменить нефть? | Компания "Varian inc"

30.01.2013

Не стоит считать, что нефть – это наше «все» в экономике, энергетике и экологии. Да, она действительно важна в современной жизни. Но не настолько, как обычно считают люди. У современной науки есть много хороших замен нефти.

Самой распространенной альтернативой углеродной энергетике, основанной на газе, угле, нефти и нефтепродуктах, является так называемая «зеленая» энергетика. Она основана на ветре и солнце. Но пока что такой способ мало жизнеспособен, он нуждается в развитии. Ведь недостаточно поставить на крышу солнечную батарею и получать нужные киловатты. Такую батарею нужно еще произвести, а потом утилизировать после эксплуатации, что само по себе очень затратно. Но не исключено, что уже в ближайшем будущем ученые изобретут дешевые батареи, которые можно будет просто выбросить в мусорный ящик, когда они отработают свой срок.

Как ни удивительно, но на сегодняшний день самым экологически чистыми и перспективными источниками энергии являются атомные электростанции, конечно, при условии, что следить за ними будут ответственные специалисты.

Другой способ получения энергии, термоядерная энергетика, обещает стать еще более экологически чистым, чем атомная. Его преимущество заключается в том, что при любой возможной аварийной ситуации показатели радиации вблизи станции не превысит нормы. Но, не смотря на перспективность этого метода, исследования термоядерного синтеза протекают очень медленно. Их финансирование с каждым годом становится все меньше.

Есть и другой вид топлива, куда более привычный и проще добываемый, чем термоядерная энергия – «метангидраты». Его залежи находятся у берегов континентов на глубине от 500 до 2000 километров. Сейсмические определения и бурение скважин показало, что есть они и в Арктике. Метангидрат по виду напоминает обычный лед серого цвета, горящий желто-синим пламенем. Он состоит из молекул воды и метана. Только одного углерода в метангидрате содержится намного больше, чем в торфе, нефти, сланцах и каменном угле вместе взятых. Такого топлива человечеству хватит еще на несколько тысяч лет. Отличие метангидрата состоит и в том, что он как источник энергии подходит не только для электростанций, им можно также заправлять транспортные средства. Газовые двигатели были изобретены еще в середине прошлого века, а существующие бензиновые двигатели не трудно в них переоборудовать.

varianinc.ru

Что может заменить нефть в ближайшем будущем?

Научные исследования, освоение космоса, сельское хозяйство, кормящее растущую популяцию людей, требуют все новых затрат. Недра обеспечивали нашу цивилизацию накопленными за миллионы лет сокровищами: каменным углем, нефтью и газом. Именно они служат источником (около 80 %) неисчерпаемых, как казалось, запасов для производства топлива и электричества в промышленных масштабах.На первом плане – нефть, которая является символом дохода целых государств, а часто и поводом для войн и конфликтов. По оценкам экспертов, разведанныхместорождений черного золота хватит на 100 лет или меньше, что зависит от многих факторов. В любом случае, ее добыча и переработка все более затратны.Истощение месторождений требует новых решений на суше и на море. Подъем нефти с морского шельфа, с глубин, превышающих 10 км, становится все более опасным предприятием.Нефтяные кризисы и проблемы с экологией требуют немедленных действий по применению альтернативных источников энергии. Конечно, существуют мощные гидроэлектростанции и мирный атом, который тоже оборачивается иногда катастрофами планетарного масштаба. Но что может спасти человечество от кризиса и дать неисчерпаемые источники для будущего развития? Вероятнее всего наука и новые технологии. Оставим холодный ядерный синтез для отдаленного будущего. Из более реальных альтернативных технологий доступно: использование солнечной энергии, силы ветра и воды, термального тепла.Солнечная энергия, преобразованная в электричество, работает в разных странах все с большей эффективностью. КПД солнечных батарей достигает от 10% до 25%.Гелиостанции под управлением компьютеров дают ток в промышленных масштабах с помощью башни, где сфокусированный свет производит пар для турбин. Количество солнечных электростанций мощностью 300 мВт может достичь в перспективе 90 тысяч. Удешевление панелей солнечных батарей постепенно превращает крыши домов в питающие элементы.Ветряные турбины мощностью около 1 мВт вырабатывают ток по всей Европе, в Америке, в Китае. Их численность в мире может достигнуть в ближайшее время до 4 миллионов.Еще один резерв – это использование горячих геотермальных вод и приливных электростанций.Выработка топлива для автомобилей из биомассы или мусора – альтернатива сжигаемой нефти. И, наконец, водород, полученный из воды, уже крутит колеса в гибридах по всему свету.Пока еще мир зависит от ископаемых, но придет время, когда человек полностьюперейдет на доступную и чистую энергию.

Запись опубликована в рубрике Альтернатива. Добавьте в закладки постоянную ссылку.

ecooil.su