Реферат

Нефть как жидкое углеводородное топливо

Содержание

Введение

1 Нефть. Общие сведения

1.1 История нефти

1.2 Поиски месторождений

1.3 Физические свойства

1.4 Состав нефти

2.1 Классификация нефти

2.2. Классификация нефтепродуктов

2.3 Потребительские свойства нефти

3 Альтернативные источники нефти

3.1 Небесная нефть

3.2 Нефть из камня

3.3 Дрова

Список использованных источников

Введение

Роль нефти в мировой экономике исключительно велика. Нефть, газ и продукты их переработки используются почти во всех отраслях народного хозяйства: на транспорте и в медицине, в судостроении и сельском хозяйстве, текстильной промышленности и энергетике. Нефть и газ служат в основном дешевыми источниками энергии, но с развитием химической промышленности они все более широко используются в качестве химического сырья. Сейчас из нефти и газа получают самые разнообразные продукты: синтетические волокна, пластмассы, органические кислоты, бензины, спирты, синтетические растворители и многое другое.

Нефть - это природная смесь углеводородов с примесью сернистых, азотных и кислородных соединений. Она является природным горючим ископаемым, но отличается от остальных большим содержанием водорода и количеством теплоты, выделяющейся при горении.

В настоящее время определились три основных направления использования нефти: получение энергетического сырья, получение материалов с заданными свойствами и получение химических и фармацевтических продуктов. Нефть создала не только новый уровень производительных сил общества, но и создала новую науку нефтехимию, возникшую на стыке органической химии, химии нефти и физической химии.

1 Нефть. Общие сведения

1.1 История нефти

Нефть известна человеку с древнейших времен. В разных странах ее называли по разному, однако большинство названий в переводе на русский язык означает “земляное” или “горное масло”. Современное название происходит от слова “нафата”, что на языке народов Малой Азии означает “просачиваться”. Выделение природного горючего газа получили у древних народов наименование “вечных огней”. Упоминания о нефти мы находим в различных древних рукописях и книгах дошедших до нас. Наиболее раннее упоминание о бакинской нефти относится к временам Александра Македонского, греческий историк и философ Плутарх рассказывает об источниках нефти на реке Амударье.

В конце XVIII века в районе Баку было уже известно довольно много нефтяных колодцев. Нефть, добываемую из колодцев, сливали в ямы, обложенные камнем (“амбары”). Перевозили нефть на верблюдах или арбах в кожаных мешках - бордюках в различные районы - в Шемаху, Гиляни даже в Западную Европу. Приблизительно в тоже время развивается нефтедобывающая промышленность и на Северном Кавказе (район города Майкопа). Большую известность получил прототип нефтеперегонного завода, построенный братьями Дубиниными в 1823 году. Этот кустарный завод был построен для получения из сырой нефти осветительных масел. Почти на 80 лет раньше Федором Прядуновым был построен подобный завод на Ухте.

Уже к середине XIX века относятся пробные попытки вскрытия нефтяных пластов с помощью нефтяных скважин. Первые попытки бурить были предприняты еще за 2000 лет до нашей эры в Китае в провинции Сычуань. Там применялось ручное бурение бамбуковыми штангами для добычи рассола. Подобного рода работы в XVI веке проводились и в Древней Руси в районах Солигалича, Нижнего Новгорода, Старой Руссы и других местах. Бурение на воду при помощи железных штанг широко применялось в России, начиная с XVIII века.

Сейчас к поиску и добыче нефти подключена наука, что значительно ускорила все процессы.

1.2 Поиски месторождений

Поиски месторождений нефти должны проводиться на научной основе. Для успешных поисков нефти необходимо хорошо знать условия образования горных пород, геологическую историю образования и развития огромных участков земной коры.

Наука геология нефти зародилась в конце прошлого столетия. Она изучает условия залегания и распространения нефти и газа в горных породах. С развитием этой науки поиски и разведка нефтяных и газовых месторождений стали проводиться на научной основе. Положение о том, что нефть, газ и вода заполняют поры и трещины в горных породах и распределяются в пластах соответственно плотностям, послужило первым поисковым руководством для геологов-разведчиков. Пласты горных пород могут залегать не только горизонтально, но могут быть смяты в складки. Складки обращенные выпуклостью вверх, называются антиклинальными складками или антиклиналями; складки, противоположные по характеру изгиба пластов, называются синклинальными складками или синклиналями.

В первые годы бурения практика показала, что почти все известные к тому времени месторождения нефти оказались связанными с антиклинальными складками. Как правило, нефтяные залежи обнаруживались в хорошо проницаемых породах в сводах антиклинальных складок. Это послужило основанием для возникновения антиклинальной теории, которая была положена в основу поисково-разведочных работ. Выяснилось, что антиклинальные складки могут образовывать целые зоны различной конфигурации (линейные, веерообразные, полукруглые), особенно в предгорных районах.

Развитие бурения, а также геолого-физические изучения разрезов буровых скважин весьма существенно пополнило знания о строении земных недр. В частности, было установлено, что на одном и том же участке в пределах одной тектонической структуры может находиться несколько нефтяных залежей, расположенных в разных горизонтах на разных гипсометрических отметках и образующих, таким образом, многопластовое месторождение.

Месторождением нефти называется совокупность залежей нефти, заключенных в недрах одной площади и подчиненных в процессе своего формирования единой тектонической структуре.

Прежде всего, необходимо изучить геологическое строение района, выяснить какими породами сложена земная кора в районе поисков, его тектоническое строение, наличие нефтепроизводящих пород и характер их залегания и, кроме того, нужно хорошо знать историю формирования и развития этого района. Все это задачи геологов-разведчиков. Далее, когда уже точно определено место расположения залежей нефти в дело вступают буровики, которые и занимаются непосредственно добычей нефти.

1.3 Физические свойства

Физические свойства нефти варьируют в значительных пределах. Важное значение для характеристики имеют: плотность, вязкость, люминисценция, цвет, запах и другие.

Плотностью нефти, как и плотностью любого тела, называется масса нефти в единице объема. Плотность нефти колеблется в среднем от 0,75 до 1,00 при температуре 20 °С и зависит от состава нефти.

Коэффициент усадки - величина (в %) уменьшения объема 1 м³ нефти, извлеченной из пласта и перемещенной в условиях нефтехранилища. Усадка нефти происходит за счет остывания нефти, а также за счет удаления газа.

Вязкость - это способность жидкости сопротивляться течению. Чем выше вязкость жидкости, тем медленнее она течет, и наоборот. Например, легкие нефти очень подвижные, а тяжелые - очень вязкие и иногда переходят в полутвердые вещества.

Люминисценция - это холодное свечение вещества, вызванное различными причинами. Люминисценция вещества под действием света называется фотолюминисценцией. Последний вид люминисценции делится на два подвида: флюорисценцию и фосфоресценцию. Флюорисценцией называют свечение вещества непосредственно при его облучении; если же после прекращения облучения вещество продолжает светиться, то это явление называют фосфоресценцией.

Все нефти в большей или меньшей степени флюоресцируют. Наиболее флюрисцирующими являются ароматические нефти. Цвет флюорисценции серых нефтей изменяется от желтого до зеленого и синего. Это свойство используют для определения следов нефти в породах, проходимых скважинами, при так называемой люминисцентно-битумилогической съемке, при поисково- разведочных работах.

Под оптической активностью понимают способность органических веществ, присутствующих в нефтях, вращать плоскость поляризации света. Она обусловлена обусловлена присутствием в молекуле вещества ассиметричного атома углерода, то есть атом, все валентности которого насыщены различными атомами или радикалами. Присутствие в нефти оптически активных веществ считается, как правило, одним из доказательств органического происхождения нефти, поскольку оптически активные вещества не могут быть синтезированы органическим путем.

Теплотворная способность - это количество теплоты, выделяющееся при полном сгорании определенного количества вещества. Например, при полном сгорании 1 кг нефти выделяется 10340-10914 ккал, а при полном сгорании 1 м3 газа - 8900 ккал.

1.4 Состав нефти

В зависимости от месторождения нефть имеет различный качественный и количественный состав. Так, например, бакинская нефть богата циклопарафинами и сравнительно бедна предельными углеводородами. Значительно больше предельных углеводородов в грозненской и ферганской нефти. Пермская нефть содержит ароматические углеводороды.

Представляя собой жидкость, более легкую, чем вода, нефть разных мест, иногда даже и соседних, различна по многим свойствам: цвету, плотности, летучести, температуры кипения... Однако любая нефть это жидкость почти нерастворимая в воде и по элементарному составу содержащая преимущественно углеводороды с подмесью небольшого количества кислородных, сернистых, азотистых и минеральных соединений, что видно не только по элементарному составу, но и по всем свойствам углеводородов. В бакинской (апшеронской) нефти Марковников и Оглоблин нашли от 86,6 до 87,0% углерода и от 13,1 до 13,4% водорода.

В пенсильванской нефти С. К. Девилль нашел 83-84% углерода, 13,7-14,7% водорода, в рангунской (в Бирме) 83,8% углерода и 12,7% водорода, в огайской Мабери нашел только 83,6-85,8% углерода и 13,05-14,6% водорода. Недостающее до 100 отвечает содержанию кислорода, серы, азота, воды и минеральных подмесей. Количество серы в некоторых сортах нефти едва составляет несколько сотых % (например, в обыкновенной зеленой бакинской нефти всего 0.06%). Азота всегда мало, обыкновенно меньше 0,2%. Минеральных подмесей (золы) еще меньше и пока не известен ни один случай. Когда количество их доходило бы до 0,1%. Поэтому, за вычетом суммы всех других составных начал, в сырой нефти надо принимать от 1 до 4% кислорода. Это следует из того, что в нефти содержатся органические (жирные и близкие к ним) кислоты, так как они содержат кислород. Различия в элементарном составе, как видно, не велики, несмотря на значительную разность свойств. Однако все-таки разность состава сказывается в том, что на 12 грамм (атомное количество) углерода в американской нефти около 1,95 грамм водорода, а в бакинской только 1,82. Это доказывает, что во всей массе нефти содержится всегда меньше водорода, чем в углеводородах состава СnH2n (потому что для них на 12 частей углерода приходятся 2 части водорода), и что от этого состава бакинская нефть дальше, чем американская, что подтверждается и знакомством с углеводородами, извлекаемыми из нефти.

Составными началами нефти, помимо небольшой подмеси кислородных, сернистых и других соединений, являются углеводороды, смесь которых входит в состав различных очищенных продуктов, получаемых из нефти и находящих разнообразное применение. Основным способом для отделения друг от друга, как этих промышленных продуктов (всевозможных смесей), так и самостоятельных в химическом смысле углеводородов, содержащихся в нефти и ее продуктах, является перегонка, основанная на разной упругости пара разных жидкостей при одной и той же температуре.

Нефть содержит смесь углеводородов разных рядов, преимущественно средних между жирными и ароматическими. Первые точные исследования были сделаны в этом отношении около 1860 года Пелузом и Кагуром во Франции, Шорлеммером в Англии и Уарреном в Америке преимущественно над легкими углеводородами (бензином) пенсильванской нефти.

Они показали, что в ней содержатся предельные (жирные) углеводороды СnH2n+2, начиная от газообразных (CH4 всегда сопровождает нефть), растворенных в нефти и затем все с высшими n, например, в лигроине и бензин от C5H12 до C8H18, в керосине сверх того и высшие от С9Н20. Сверх того уже первые исследователи указали в нефти содержание углеводородов с меньшим количеством водорода из рядов CnH2n, СnH2n-2 и т. д. Но при исследовании русской нефти профессором Марковниковым были обнаружены преобладающими углеводороды из ряда нафтенов СnH2n. В начале 1880-ых годов Менделеев, извлек из разных образцов бензина бакинской нефти пентан С5Н12 и тем самым доказал, что и в нашей бакинской нефти содержатся предельные углеводороды. В природной нефти содержатся и углеводороды рядов СnH2n-2 и СnH2n-4, а также и ароматические углеводороды, хотя и в очень малом количестве.

Таким образом, главную массу всех видов нефти образует смесь предельных СnH2n+2 углеводородов с нафтенами СnH2n с подмесью СnH2n-2 до СnH2n-6, преобладают же особенно в русской нефти нафтены, а предельных углеводородов более в американской. Этому утверждению не противоречат даже самые высококипящие твердые углеводороды (парафин, церезин), получаемые из нефти и продуктов с нею сходственных (горный воск и др.). При этом и все явления, сопровождающие перегонку нефти, полностью объясняются.

2 Нефть - жидкое топливо

2.1 Классификация нефти

Нефть можно классифицировать по разным признакам.

1. По содержанию серы:

a) Малосернистые (до 0,5 % S)

b) Сернистые (0,5-2 % S)

c) Высокосернистые (св. 2 % S).

2. По потенциальному содержанию фракций, выкипающих до 350⁰С:

a) Т1 - тип нефти, в которой указанных фракций не меньше 45 %

b) Т2 - 30-44,9 %

c) Т3 - меньше 30 %.

3. По потенциальному содержанию масел:

a) М1 - не меньше 25 %

b) М2 - меньше 25 %.

4. По качеству масел:

a) Подгруппа И1 - с индексом вязкости масел больше 85

b) Подгруппа И2 - с индексом 40-85.

Сочетание обозначений класса, типа, группы, подгруппы и вида составляет шифр технологической классификации нефти.

2.2. Классификация нефтепродуктов

Сырая нефть является объектом продажи, то есть ее можно назвать товаром, но для конечного потребителя она не представляет ни какого интереса в сыром виде. Поэтому нефть перегоняют и получают нефтепродукты, такие как бензины, эфиры, газы, керосины и т.д.

Первым препятствием для превращения сырой нефти в товарный продукт является вода. Нефть с водой образуют стойкую эмульсию “вода с нефтью”, которую можно разрушить только деэмульгаторами. Это производиться на установках ЭЛОУ. После того как этот процесс завершен начинается перегонка нефти и образуются следующие товарные продукты:

Газообразные продукты - это первая фракция отгона. Преимущественно пропан и метан, которые используются как топливо.

Петролейный эфир - состоит из смеси пентанов, гексанов и гептанов. Широко применяется как растворитель в пищевой и лакокрасочной промышленности.

Бензин - этот бензин называется бензином прямой гонки. Он состоит преимущественно из циклических и ароматических углеводородов. Бензин прямой гонки используют как сырье для получения низших углеводородов. Нужные качества топлива бензин приобретает при введении в смесь углеводородов, соответствующих добавок и последующей переработке.

Керосин - он представляет собой смесь насыщенных и ненасыщенных углеводородов. В течение многих леткеросин используется для освещения или подвергался крекированию для получения бензина. В последнее время керосин служит топливом для реактивных двигателей.

Газойль и мазут - само название показывает, что эту фракцию применяли для обогащения водяного газа при употреблении его в качестве топлива. Мазут используется в котельных установках работающих на жидком топливе.

Смазочные масла - эта фракция может быть разделена путем фракционирования на масла, отличающихся между собой вязкостью. Вязкость масел зависит от структуры входящих во фракцию углеводородов. Смазки нашли широкое применение в различных областях техники для уменьшения трения механических частей, для предохранения металла от коррозии. К смазкам добавляют специальные присадки, обеспечивающие им нужную сферу использования.

Кубовый остаток - остаток после перегонки нефти. Состоит из углеводородов асфальтового типа. Из кубового остатка получают петролатум, обычно называемый вазелином. Кубовый остаток дает асфальт, который используют как связующий материал при изготовлении изоляционных покрытий.

2.3 Потребительские свойства нефти

Нефть, получаемая непосредственно из скважин, называется серой. В различных областях народного хозяйства применяются как сырая нефть, так и различные продукты, получаемые из нее в результате переработки.

В процессе первичной переработке сырую нефть очищают от пластовой воды, примеси неорганических веществ и других. Затем очищенную нефть подвергают прямой перегонке на современных установках. На первом этапе перегонка осуществляется в условиях атмосферного давления. При нагревании нефти до 250 градусов выкипают углеводороды, относящиеся к бензиновой и лигроиновой фракциям. В пределах температур 250-315 градусов выделяются керосино-газолийные фракции, а при 300-350 градусах - масляная (соляровая) фракция. Остаток называется мазутом.

Мазут долго считался бесполезным отходом перегонки нефти. Затем его стали использовать как топливо. А позднее из него путем дальнейшей перегонки научились извлекать бензиновые, керосиновые и масляные фракции.

Методы переработки тяжелых остатков перегонки нефти развивались и совершенствовались по мере расширения спроса на керосин, бензин и другие нефтепродукты.

По мере бурного развития автомобилестроения во всем мире быстро возрастал спрос на бензин. То количество бензина, которое получали простой перегонкой, уже не удовлетворяло потребности в нем. В сырой нефти содержание бензиновых фракций невелико, всего 10-15%. Поэтому ученые исследовали возможность получения дополнительного бензина из мазута. Этот способ получил название термический крекинг. Благодаря ему 60 % бензина добывается из мазута.

Моторное топливо карбюраторных двигателей внутреннего сгорания испытывает детонацию в процессе сгорания. Это чрезвычайно быстрый, приближающийся к взрыву процесс горения топливной смеси, нарушающий нормальную работу мотора. Стойкость бензинов к детонации принято оценивать октановым числом.

Обычно автомобильный бензин, получаемый при прямой перегонке нефти, обладает невысокими антиденотационными свойствами. Его октановое число составляет 60-70. Для улучшения антиденотационных свойств бензинов прямой перегонки их перерабатывают в условиях каталитического крекинга.

Существует еще много способов переработки нефти и получения из нее продуктов потребления. Природный газ выходящий на поверхность вместе с нефтью тоже подвергается переработке и из него извлекаются пары бензина.

Все продукты, полученные из сырой нефти разделяются на две группы: направляемые на непосредственное потребление (бензин, керосин, дизельное топливо, масла, котельно-печное топливо и т.д.) и используемые как сырье для нефтехимии ( направляются на дальнейшую переработку).

Роль нефти и природного газа в качестве исходного сырья для химической промышленности уникальна. В настоящее время более трети объема продукции мировой химической промышленности вырабатывается из нефтегазового сырья. На основе нефтяных углеводородов возникло производство синтетического каучука, этилового спирта, пластмасс, синтетических волокон и др. материалов.

Полимеры различных углеводородов (полиамиды, полиэфиры, поливинлы, полиолефины) используются для производства различных синтетических волокон - капрона, нейлона, лавсана и т.д. Исходными продуктами для производства синтетических волокон являются бензол, циклогексан, фенол и непредельные газообразные углеводороды.

Путем окисления парафиновых углеводородов получают целый ряд важных продуктов: высшие спирты, синтетические жирные кислоты, формальдегид, метанол, уксусную кислоту, ацетон и другие.

Значительное количество продуктов получается в результате реакций хлорирования и нитрирования низших парафиновых углеводородов (взрывчатые вещества, хлороформ хлористый метил и т. д.)

В результате химической переработки получают неорганические продуты: водород, серу и серную кислоту. Водород - исходное вещество для получения аммиака. Из аммиака получают в свою очередь получают углекислый аммоний и т.д. Этот список продуктов, которых можно получить при переработке нефти - бесконечен.

3 Альтернативные источники нефти

Впервые в мире решение проблемы получения синтетической нефти в большом количестве было осуществлено в Германии. В годы первой мировой войны кайзеровская Германия оказалась полностью отрезанной от природных источников нефти. Армии нужен был бензин. Немецкие ученые обратили свои взоры „к небесам". Еще в 1908 г. русский изобретатель И.И. Орлов доказал возможность синтеза нефтяных УВ из оксида углерода и водорода (эта смесь получила название водяного газа). А где как не на „небе", т.е. в атмосфере, можно найти практически неограниченные количества этого газа? Немецкие ученые Фишер и Тропш создали технологию получения синтетической нефти. Правда, водяной газ они решили получать не из воздуха, тогда это было слишком сложно, а из бурых углей. Синтез нефти осуществляется путем контакта этого газа при температуре 180-200 °С и атмосферном давлении с оксидными железно-цинковыми катализаторами. Были построены целые заводы по производству искусственного топлива, которые успешно эксплуатировались многие годы. Но вот кончилась война, возросла добыча естественной нефти, цены на нее упали. Синтетическая нефть Фишера - Тропша уже не могла конкурировать с ней, и производство было свернуто.

Сейчас идея искусственной нефти вновь приобретает актуальность.

Нефть можно получить уже непосредственно из воздуха. Более того, ученые полагают, что это будет способствовать удалению из атмосферы избыточной углекислоты, которая вредно влияет на окружающую среду. Огромное количество сжигаемого топлива ежегодно поставляет в атмосферу миллиарды тонн углекислого газа (диоксида углерода). В настоящее время лишь 10% его поглощается растениями. Многие ученые видят в таком катастрофическом увеличении концентрации углекислого газа в земной атмосфере определенную опасность. Как же от него избавиться?

Доктор технических наук В. Цысковский предлагает следующий путь. Прежде всего, необходимо из атмосферы воздуха получить углекислый газ. Для этого воздух можно вымораживать, разделять с помощью пористых мембран или соединять при определенных условиях с газообразным аммиаком. В последнем случае образуется углекислый аммоний, который легко разлагается на аммиак и диоксид углерода под действием тепла. Полученная чистая углекислота и является продуктом для дальнейшего синтеза нефти. Ее разлагают на оксид углерода (угарный газ) и кислород. Для этой реакции требуются большие затраты энергии. Предполагают, что ее можно проводить в атомных реакторах при температуре 5000 °С в присутствии катализаторов. А дальше оксид углерода синтезируют с водородом, и „небесная" нефть готова. [3]

3.2 Нефть из камня

Получение нефти из воздуха - дело будущего. Сейчас же искусственную нефть получают из камня. Конечно, это не совсем обычные камни, а так называемые горючие сланцы - породы, содержащие в большом количестве органическое вещество, т.е. тот природный материал, из которого получаются УВ. Для этих же целей подходят и пески, насыщенные густой, вязкой нефтью.

По данным геологической службы США, мировые запасы горючих сланцев и нефтеносных песков оцениваются в 700-800 млрд.т, что в 7-8 раз больше всех выявленных запасов нефти в мире. Только в районе Скалистых гор (США) в подобных породах концентрируется 270 млрд.т нефти, что в 2-3 раза превышает мировые запасы нефти и в 67 раз - оставшиеся запасы нефти Соединенных Штатов. Американские геологи подсчитали, что при коэффициенте извлечения 50 % и современном уровне потребления нефти этих ресурсов хватило бы, чтобы удовлетворять запросы США в течение 140 лет. Казалось бы, выход из топливного тупика найден, однако опять-таки высокая стоимость работ препятствует интенсивной переработке горючих сланцев и нефтеносных песков. По оценке Национального совета США, разработка битуминозных пород рентабельна при цене на нефть не менее 100-120 дол./т. До топливного кризиса о промышленной разработке сланцев не могло быть и речи. Тем не менее в ряде стран мира несколько лет тому назад приступили уже к практическому осуществлению этой проблемы. Например, в Бразилии в 1971 г. запущена опытная установка по разработке и переработке сланцев производительностью 159 м³ сланцевой смолы, 17т серы и 36,5 тыс.м³ горючего газа в сутки. Капиталовложения в установку составят около 18 млн.дол. В Канаде в том же 1971 г. из битуминозных песков Атабаски получали до б тыс.т/сут легкой нефти. Всего же в год в этой стране добывают до 9 млн.м³ синтетической нефти.

В 1973 г., когда цены на нефть резко подскочили, взоры многих нефтепромышленников обратились к битуминозным сланцам и нефтеносным пескам. В США шесть объединенных компаний уже в 1974 г. получили право на разработку сланцев в штатах Колорадо, Юта и Вайоминг. Стоимость первых трех участков 403,6 млн.дол. По расчетам, США могут получать в сутки от 135 до 405 тыс.т такой нефти.

Однако крупномасштабная переработка тяжелых нефтей и горючих сланцев - дело относительно далекого будущего. По оценке компании „Шеврон", она начнется в третьем тысячелетии. Причем, стоимость добычи тяжелых нефтей и битумов прогнозируется в размере 220-314 дол /м³, а получение синтетической нефти из горючих сланцев -346 дол /м³.

По мере развития технологического прогресса добыча УВ из горючих сланцев и нефтеносных песков станет обычным делом. Перспективны в этом отношении ядерные методы переработки битуминозных пород, над которыми в настоящее время в США работают группы ученых из 25 нефтяных компаний.

Согласно приближенным расчетам, при взрыве ядерного устройства мощностью 100 кт из битуминозных сланцев при содержании в них нефти до 100 л/т может быть добыто до 320 тыс. т нефти.

В России проблема извлечения нефти из нефтенасыщенных песков решается по-иному, а именно путем шахтной добычи. Впервые нефтяная шахта была сооружена в районе г. Ухта в 1939 г. Глубина ее не превышает 500 м. Разработка вязких нефтей производится следующим образом. Шахта проходит продуктивный пласт, который дренируется несколькими скважинами. Нефть под действием силы тяжести идет самотеком и попадает в специальные канавки, расположенные на дне шахты и имеющие небольшой уклон для стока в нефтехранилище. Если продуктивный пласт находится ниже шахты, то нефть извлекается насосами через специальные скважины. Из подземного нефтехранилища на поверхность нефть подается также насосами.

Сейчас предлагается воздействовать на нефть в шахте горячей водой или паром. По расчетам, таким образом можно получить дополнительно в нашей стране не менее 50 млн.т/год нефти, причем глубина шахт не будет превышать 500-1000 м.

В том случае, когда сланцы или нефтеносные пески находятся близко от поверхности (не более 150-200 м), разработка ведется карьерным способом. Примером такой необычной добычи нефти может служить карьер около горы Кирмаки под г. Баку. Отсюда порода доставляется в специальную емкость, где с помощью реактивов (некондиционный керосин, щелочная вода или каустическая сода) из нее вымывают нефть. Таким способом извлекается до 80 % нефти.

Один кубометр нефтеносного песка в Азербайджане содержит до 150 кг нефти. Такая же картина характерна и для многих других нефтеносных районов нашей страны. Поэтому проблема извлечения вязкой и остаточной нефти из неглубоко залегающих пород приобретает общенародное значение. Нефтяники Азербайджана, в частности, начали сооружение первой в республике нефтяной шахты на заброшенном участке месторождения Балаханы (в пригороде г. Баку). Глубина шахты будет равна 400 м, разработку предполагают осуществлять гравитационным способом. Шахта оборудуется современной техникой, предусматривается сооружение буровых камер, насосных установок, вентиляционных устройств. Почти полная автоматизация производственных процессов сведет к минимуму количество обслуживающего персонала.

Становится очевидным, что эра „дешевой нефти" подходит к концу. То, что сейчас мы считаем дороговизной, через некоторое время покажется нам необычайно дешевым продуктом. Дети, рожденные в 1990 г., когда станут взрослыми, будут иметь дело с нефтью как с ограниченным для использования и чрезвычайно дорогостоящим топливом. Единственный путь из этого тупика - поиск альтернативных и экологически чистых источников энергии, которые позволят „вырвать" нефть и газ из топок заводов, фабрик и электростанций.[3]

3.3 Дрова

Пока одни ученые ломают голову над проблемой увеличения коэффициента нефтеотдачи продуктивных пластов, а другие ищут пути наиболее рентабельного получения нефти из горючих сланцев, третьи пришли к выводу, что удовлетворить потребность в топливе можно обычным дедовским методом. Речь идет о дровах. Так считают специалисты Стэнфордского университета в США, к ним присоединяются и ученые университета штата Джорджия. Конечно, здесь нужны особые быстрорастущие сорта деревьев типа ольхи или платанов, которые дают до 40 т древесины с 1 га в год. После вырубки этих деревьев на земле остается листва, пригодная для удобрения. Древесина же измельчается и подается в топку электростанций. Участок в 125км² может обеспечить энергией город с населением 80 тыс. человек. На вырубленных участках уже через 2-4 года из побегов вновь вырастут деревья, пригодные для топлива. Ученые прикинули, что если 3 % территории России отвести под „энергетические плантации", то страна могла бы полностью удовлетворить свои потребности в топливе за счет дров.

Американским поборникам „дровенизации" бытовой теплоэнергетики вторят их сторонники из Европы. В Бельгии, например, в 1988 г. газета „Суар" опубликовала статью, где назвала дрова топливом будущего. Для этих же целей предлагается использовать и макулатуру. В магазинах этой страны уже продается ручной пресс, с помощью которого можно из газет и оберток делать топливные брикеты, не уступающие по своей калорийности буроугольным. Выпускаются специальные печи, работающие по принципу газогенератора и препятствующие уходу тепла через трубу. Дрова и брикеты горят в этой печи очень медленно: вязанка - за 8 ч. При этом дрова сгорают полностью, что практически сводит к нулю выделение в атмосферу золы и сажи. Такое отапливание помещений очень выгодно, ведь килограмм дров при сравнимой калорийности стоит в 10 раз меньше литра жидкого топлива.

Внимание другой группы американских ученых остановилось на быстрорастущих бурых водорослях. Предлагается перерабатывать их в газообразный метан с помощью бактерий или в нефтеподобные вещества путем нагревания. По расчетам этих специалистов, ферма в океане площадью 40 тыс. га сможет снабжать энергией город с населением 50 тыс. человек. Для этих же целей ученые из Франции предлагают использовать одноклеточные водоросли ботриококк. Оказывается, эти микроскопические создания выделяют углеводороды в своем жизненном цикле. Выращивая ботриококки в банках и подкармливая их углекислым газом и минеральными солями, можно регулярно „собирать урожай УВ".

Естественные „бензоколонки" обнаружены и в тропиках Южной Америки, на Филиппинах. Некоторые сорта лиан и тропических деревьев (ханга) содержат маслянистую жидкость, которую даже не надо подвергать перегонке. Она прекрасно горит в автомобильных моторах, давая менее токсичный выхлоп, чем бензин. Подходит для этих целей и пальмовое масло, из которого сравнительно легко можно получать „солярку".

Но пока это все в области научной фантазии. Более реален проект получения синтетической нефти из угля. Довольно простой метод разработан в США. Уголь распыляется, обрабатывается растворителем, и в полученную смесь добавляется водород. Из тонны угля с высоким содержанием серы получается почти 650 л похожей на нефть жидкости, из которой можно вырабатывать бензин.

Корпорация известного американского мультимиллионера А. Хаммера „Оксидентл петролеум" всерьез занялась подземной газификацией угля. Методом пиролиза из него получают 40 % метанового газа, 45 % кокса и 3 % жидкого топлива. Этой же корпорацией разработан совсем неожиданный способ получения топлива... из мусора. Из него предварительно извлекают магнитные и немагнитные металлы и отправляют в переплавку. Секретная технология переработки стекла позволяет получить из осколков стекло более дешевое и более высокого качества, чем исходное сырье. Остальное перерабатывается в кокс, метановый газ и жидкое топливо. „Мусорную" нефть испытывали на опытных установках - горит прекрасно. Из тонны мусора таким способом „добывают" от 6 до 20 дол. В 1976 - 1977 гг. в Сан-Диего вступил в строй специальный завод для переработки мусора.

Над подобной проблемой успешно работают и в Великобритании. Здесь разработана и проходит испытания лабораторная установка, в которой под действием высоких температур и вдуваемого кислорода из органической части мусора (пластмассовые упаковки, пищевые отбросы, обрывки газет, тряпки и т.д.) получают синтетическую нефть и метановый газ с водородом. Жидкое топливо и газ предполагают использовать частично для работы дизеля, а частично для переплавки битого стекла, из которого можно получать строительные блоки. Сейчас изучается возможность переработки мусора в старых доменных печах. Это даст высокую производительность и экономию времени. Как показали эксперименты, в дело пойдет и остающийся шлак - он пригоден для замены гравия при строительстве дорог.

Французский инженер А. Ротлисберже получил бензин из сухих стеблей кукурузы. Автор утверждает, что подобное топливо с октановым числом 98 вполне можно добывать из соломы, опилок, ботвы овощей и других отходов, содержащих целлюлозные волокна. Под нажимом правительственных учреждений изобретатель засекретил технологию синтеза, но известно, что качество его бензина во многом зависит от сложных стабилизирующих добавок, вводимых в спирты и изопропиниловые эфиры, получаемые из целлюлозы. Новое топливо не детонирует, сгорает без дыма и запахов. Его можно смешивать в любых пропорциях с обычным бензином. При этом конструктивных изменений в двигателях не требуется. Франция намерена со временем довести производство подобного бензина до 20 млн.т в год.

Еще один изобретатель искусственного бензина живет в Швейцарии. Исходным материалом служит щепа, кукурузная шелуха, полиэтиленовые пакеты. Да вот беда, „бензин" пахнет самогоном. Изобретателю приходится платить 8 % налога как за изготовление алкогольных напитков. Тем не менее 1 л искусственного „бензина" стоит в 2 раза дешевле настоящего, а автомобиль работает исправно. [3]

Список использованных источников

1. Ахметов С.А. Технология глубокой переработки нефти и газа. Учебное пособие для вузов.- Уфа: Гилем - 2002. - 672 с.

2. Справочник нефтехимика / Под ред. Огородникова С.К., т.1 - Л.: Химия. - 1978. - 496 с.

3. Гаврилов В.П. Чёрное золото планеты. - М.: Недра, 1990. - 160 с.

4. Эрих В.Н. Химия и технология нефти и газа. - М.: Химия. - 1977. - 424 с.

5. Магарил Р.З. Теоретические основы химических процессов переработки нефти. - М.: Химия. - 1976. - 312 с.