Mga synthetic fuel at shale oil

Talaan ng mga Nilalaman:

Mga synthetic fuel at shale oil
Mga synthetic fuel at shale oil

Video: Mga synthetic fuel at shale oil

Video: Mga synthetic fuel at shale oil
Video: Эти 10 ракет могут уничтожить мир за 30 минут! 2024, Marso
Anonim

Hindi lihim na sa modernong mundo, ang dugo ng ekonomiya ng mundo ay langis, ang tinaguriang itim na ginto. Sa buong ika-20 at ika-21 siglo, ito ay langis na nananatiling isa sa pinakamahalagang mineral sa planeta para sa sangkatauhan. Noong 2010, sinakop ng langis ang isang nangungunang lugar sa pandaigdigang gasolina at balanse ng enerhiya, na tinatayang 33.6% ng kabuuang pagkonsumo ng enerhiya. Sa parehong oras, ang langis ay isang hindi nababagabag na mapagkukunan, at pinag-uusapan na magtagal o huli ang mga reserba nito ay magtatapos na ay nangyayari sa higit sa isang dosenang taon.

Ayon sa mga siyentista, ang napatunayan na mga reserbang langis sa mundo ay magtatagal ng halos 40 taon, at mga hindi nasaliksik sa loob ng 10-50 taon pa. Halimbawa, sa Russia, hanggang Enero 1, 2012, ayon sa opisyal na inilabas na impormasyon (hanggang sa puntong ito, inuri ang impormasyon tungkol sa mga reserbang langis at gas), ang dami ng mga nakukuhang reserbang langis ng mga kategorya A / B / C1 ay 17.8 bilyon tonelada, o 129, 9 bilyong barrels (ayon sa pagkalkula kung saan ang isang tonelada ng pag-export ng langis ng Urals ay 7.3 barrels). Batay sa mayroon nang mga volume ng produksyon, ang mga tuklasin na likas na yaman ay magiging sapat para sa ating bansa sa loob ng 35 taon.

Sa parehong oras, sa dalisay na anyo nito, ang langis ay praktikal na hindi ginagamit. Ang pangunahing halaga ay nakasalalay sa mga produkto ng pagproseso nito. Ang langis ay isang mapagkukunan ng mga likidong fuel at langis, pati na rin isang malaking halaga ng mga mahahalagang produkto para sa modernong industriya. Nang walang gasolina, hindi lamang ang ekonomiya ng mundo ang titigil, kundi pati na rin ang anumang hukbo. Ang mga kotse at tanke ay hindi mapupunta nang walang gasolina, ang mga eroplano ay hindi aalis sa langit. Sa parehong oras, ang ilang mga bansa ay paunang pinagkaitan ng kanilang sariling mga reserbang itim na ginto. Ang Alemanya at Japan ay naging isang kapansin-pansin na halimbawa ng mga nasabing bansa noong ika-20 siglo, kung saan, na nagtataglay ng isang napakaliit na mapagkukunan na mapagkukunan, ay naglabas ng World War II, bawat araw na humihingi ng malaking pagkonsumo ng gasolina. Sa panahon ng Ikalawang Digmaang Pandaigdig, ang Alemanya sa isang malaking lawak, sa ilang mga taon hanggang sa 50%, nasiyahan ang mga pangangailangan ng gasolina nito sa pamamagitan ng paggawa ng likidong gasolina mula sa karbon. Ang paraan para sa kanya ay ang paggamit ng mga synthetic fuel at langis. Gayundin ang ginawa noong nakaraang siglo sa South Africa, kung saan tinulungan ng Sasol Limited ang ekonomiya ng South Africa na matagumpay na gumana sa ilalim ng presyon ng mga parusa sa internasyonal sa mga taon ng Apartheid.

Larawan
Larawan

Mga synthetic fuel

Noong 1920s, ang mga mananaliksik ng Aleman na sina Franz Fischer at Hans Tropsch, na nagtatrabaho sa Kaiser Wilhelm Institute, ay nag-imbento ng isang proseso na tinatawag na proseso ng Fischer-Tropsch. Ang pangunahing kahalagahan nito ay ang paggawa ng mga synthetic hydrocarbons para sa kanilang paggamit bilang synthetic fuel at lubricating oil, halimbawa, mula sa karbon. Hindi nakakagulat na ang prosesong ito ay naimbento sa isang mahirap sa langis, ngunit sa parehong oras, ang mayaman na karbon na Alemanya. Malawakang ginamit ito para sa pang-industriya na paggawa ng likidong mga synthetic fuels. Malawakang ginamit ng Alemanya at Japan ang kahaliling fuel na ito sa mga taon ng giyera. Sa Alemanya, ang taunang paggawa ng mga synthetic fuels noong 1944 ay umabot sa humigit-kumulang na 6.5 milyong tonelada, o 124,000 na mga barrels bawat araw. Matapos ang katapusan ng World War II, ang mga nahuli na siyentipiko ng Aleman ay nagpatuloy na magtrabaho sa lugar na ito. Sa partikular, sa Estados Unidos, lumahok sila sa Operation Paperclip, nagtatrabaho para sa Bureau of Mines.

Simula noong kalagitnaan ng 1930s, ang teknolohiya ng gasification ng mga condensadong fuel para sa mga kemikal-teknolohikal na layunin ay nagsimulang kumalat sa Alemanya, USA, USSR at iba pang mga industriyalisadong bansa sa mundo, pangunahin para sa pagbubuo ng iba't ibang mga compound ng kemikal, kabilang ang mga artipisyal na langis at mga likidong fuel. Noong 1935, 835 libong tonelada at 150 libong tonelada ng synthetic gasolina ang ginawa sa Alemanya at Inglatera mula sa karbon, hangin at tubig, ayon sa pagkakabanggit. At noong 1936, personal na naglunsad si Adolf Hitler ng isang bagong programa ng estado sa Alemanya, na naglaan para sa paggawa ng mga synthetic fuel at langis.

Nang sumunod na taon, si Franz Fischer, kasama si Helmut Pichler (umalis si Hans Tropsch sa Alemanya para sa USA noong 1931, kung saan siya namatay apat na taon mamaya) ay nakabuo ng isang pamamaraan para sa pagbubuo ng mga hidrokarbon sa daluyan ng presyon. Sa kanilang proseso, ang mga siyentipikong Aleman ay gumamit ng mga catalista batay sa iron compound, isang presyon ng humigit-kumulang 10 na mga atmospheres at mataas na temperatura. Ang kanilang mga eksperimento ay may malaking kahalagahan para sa pag-deploy sa Alemanya ng isang malaking toneladang produksyon ng kemikal ng mga hydrocarbons. Bilang isang resulta ng pagpapatupad ng prosesong ito, ang mga paraffin at gasolina na may mataas na numero ng oktano ay nakuha bilang pangunahing mga produkto. Noong Agosto 13, 1938, isang pagpupulong ay ginanap sa Karinhalle - ang estate ng pangangaso ng Reich Aviation Minister na si Hermann Goering, kung saan isang programa para sa pagpapaunlad ng produksyon ng gasolina ang pinagtibay, na tumanggap ng simbolong "Karinhalleplan". Ang pagpili ng tirahan ni Goering at ang kanyang kandidatura bilang tagapamahala ng programa ay hindi sinasadya, dahil ang Luftwaffe na pinamunuan niya ay kumonsumo ng kahit isang-katlo ng gasolina na ginawa sa Alemanya. Kabilang sa iba pang mga bagay, ang planong ito ay nagbigay para sa isang makabuluhang pag-unlad sa paggawa ng mga synthetic motor fuel at lubricating oil.

Larawan
Larawan

Noong 1939, ang proseso ng Fischer-Tropsch ay inilunsad sa Reich sa isang sukatang komersyal na may kaugnayan sa kayumanggi karbon, ang mga deposito na kung saan ay lalong mayaman sa gitnang bahagi ng bansa. Sa pagsisimula ng 1941, ang kabuuang paggawa ng synthetic fuel sa Nazi Germany ay naabutan ang paggawa ng fuel fuel, at pagkatapos ay lumampas ito. Bilang karagdagan sa gawa ng tao na gasolina sa Reich, ang mga fatty acid, paraffin, at artipisyal na taba, kabilang ang nakakain na taba, ay na-synthesize mula sa generator gas. Kaya mula sa isang tonelada ng maginoo na nakakatipid na gasolina alinsunod sa pamamaraan ng Fischer-Tropsch, posible na makakuha ng 0.67 toneladang methanol at 0.71 toneladang ammonia, o 1.14 tonelada ng alkohol at aldehydes, kabilang ang mas mataas na fatty alcohols (HFA), o 0.26 tonelada ng mga likidong hydrocarbons.

Sa pagtatapos ng World War II, higit sa kalahating taon mula sa taglagas ng 1944, nang sakupin ng mga tropa ng Red Army ang mga patlang ng langis ng Ploiesti (Romania) - ang pinakamalaking likas na mapagkukunan ng mga hilaw na materyales para sa paggawa ng gasolina, na kung saan kontrolado ni Hitler, at hanggang Mayo 1945, ang pagpapaandar ng fuel fuel sa ekonomiya ng Aleman at ang hukbo ay nagsagawa ng mga artipisyal na likidong fuel at generator gas. Masasabi nating ang Alemanya ni Hitler ay isang emperyo na itinayo sa solidong naglalaman ng mga hilaw na materyales (pangunahin ang karbon at sa mas kaunting sukat sa ordinaryong kahoy), tubig at hangin. 100% ng enriched nitric acid, na kinakailangan para sa paggawa ng lahat ng pampasabog ng militar, 99% ng goma at methanol at 85% ng fuel ng motor ay na-synthesize sa Alemanya mula sa mga hilaw na materyales.

Ang mga halaman ng gasification ng karbon at hydrogenation ang gulugod ng ekonomiya ng Aleman noong 1940s. Kabilang sa iba pang mga bagay, ang synthetic aviation fuel, na ginawa ayon sa pamamaraan ng Fischer-Tropsch, ay sumaklaw sa 84.5% ng lahat ng mga pangangailangan ng Luftwaffe sa mga taon ng giyera. Sa panahon ng Ikalawang Digmaang Pandaigdig sa Nazi Alemanya, ang pamamaraang ito para sa pagbubuo ng diesel fuel ay ginamit sa walong pabrika, na gumawa ng halos 600 libong tonelada ng diesel fuel bawat taon. Bukod dito, ang proyektong ito ay buong pinondohan ng estado. Ang mga Aleman ay nagtayo ng mga katulad na pabrika sa mga bansang sinakop nila, partikular sa Poland (Auschwitz), na nagpatuloy na gumana hanggang sa pagsasama ng 1950s. Matapos ang digmaan, ang lahat ng mga pabrika na ito sa Alemanya ay sarado at bahagyang, kasama ang mga teknolohiya, ay inilabas sa bansa sa gastos ng mga reparasyon mula sa USSR at USA.

Larawan
Larawan

langis ng shale

Ang pangalawang mapagkukunan para sa paggawa ng gasolina, bilang karagdagan sa karbon, ay langis ng shale, na ang paksa ay hindi naiwan ang mga pahina ng press sa mundo sa nakaraang ilang taon. Sa modernong mundo, ang isa sa pinakamahalagang mga uso na sinusunod sa industriya ng langis ay isang pagbawas sa paggawa ng light oil at medium density oil. Ang pagbawas sa napatunayan na mga reserba ng langis sa planeta ay pinipilit ang mga kumpanya ng langis na gumana kasama ang mga alternatibong mapagkukunan ng mga hydrocarbon at hanapin ang mga ito. Ang isa sa mga mapagkukunang ito, kasama ang mabibigat na langis at natural na aspalto, ay langis na shale. Ang mga reserba ng oil shale sa planeta ay lumampas sa mga reserba ng langis sa pamamagitan ng isang order ng magnitude. Ang kanilang pangunahing mga reserba ay nakatuon sa Estados Unidos - halos 450 trilyong tonelada (24.7 trilyong tonelada ng langis na shale). Mayroong mga makabuluhang reserba sa Tsina at Brazil. Nagtataglay din ang Russia ng malawak na mga reserba, na naglalaman ng halos 7% ng mga reserba sa buong mundo. Sa Estados Unidos, ang produksyon ng shale oil ay nagsimula noong huling bahagi ng 1940s at unang bahagi ng 1950s gamit ang pamamaraan ng minahan. Para sa pinaka-bahagi, ang pagkuha ay pang-eksperimentong at natupad sa isang maliit na sukat.

Ngayon sa mundo mayroong dalawang pangunahing pamamaraan ng pagkuha ng kinakailangang hilaw na materyal mula sa shale ng langis. Ang una sa kanila ay nagsasangkot ng pagkuha ng shale rock ng pamamaraang bukas o minahan, na sinusundan ng pagproseso sa mga espesyal na pag-install-reaktor, kung saan ang shale ay napapailalim sa pyrolysis nang walang access sa hangin. Sa kurso ng mga operasyon na ito, ang shale tar ay nakuha mula sa bato. Ang pamamaraang ito ay aktibong sinubukan upang paunlarin sa Unyong Sobyet. Ang mga katulad na proyekto ay kilala rin sa pagkuha ng shale sa larangan ng Irati sa Brazil at sa lalawigan ng Fushun na Tsino. Sa pangkalahatan, kapwa sa 40 ng siglo XX, at ngayon ang paraan ng pagkuha ng shale sa kanilang kasunod na pagproseso ay mananatiling isang medyo magastos na pamamaraan, at ang gastos sa panghuling produkto ay mananatiling mataas. Noong 2005 na presyo, ang halaga ng isang bariles ng naturang langis ay $ 75- $ 90 sa output.

Larawan
Larawan

Ang pangalawang pamamaraan ng pagkuha ng langis ng shale ay nagsasangkot sa pagkuha nito nang direkta mula sa reservoir. Ang pamamaraang ito ang nabuo sa Estados Unidos sa nakaraang ilang taon at ginawang posible na pag-usapan ang tungkol sa isang "shale Revolution" sa paggawa ng langis. Ang pamamaraang ito ay nagsasangkot ng pagbabarena ng mga pahalang na balon na sinusundan ng maraming haydroliko na bali. Sa kasong ito, madalas na kinakailangan upang magsagawa ng kemikal o thermal pagpainit ng pagbuo. Malinaw din na ang gayong paraan ng pagmimina ay mas kumplikado, at samakatuwid ay mas mahal kaysa sa tradisyunal na pamamaraan ng pagmimina, hindi alintana ang mga teknolohiyang ginamit at pag-usad sa larangan ng agham. Sa ngayon, ang halaga ng shale oil ay mas mataas kaysa sa maginoo na langis. Ayon sa mga pagtantya mismo ng mga kumpanya ng paggawa ng langis, ang produksyon nito ay mananatiling kumikitang may pinakamaliit na presyo ng langis sa pandaigdigang merkado na higit sa $ 50-60 bawat bariles. Bukod dito, ang parehong pamamaraan ay may ilang mga makabuluhang kawalan.

Halimbawa, ang unang pamamaraan na may open-pit o mine mining ng oil shale at ang kanilang kasunod na pagproseso ay napipigilan ng pangangailangan na gumamit ng malaking halaga ng carbon dioxide - CO2, na nabuo sa proseso ng pagkuha ng shale tar mula rito. Sa wakas, ang problema sa paggamit ng carbon dioxide ay hindi pa nalulutas, at ang mga paglabas nito sa himpapawid ng mundo ay puno ng mga seryosong problema sa kapaligiran. Sa parehong oras, kapag ang langis ng shale ay nakuha nang direkta mula sa mga reservoir, may ibang problemang lumitaw. Ito ay isang mataas na rate ng pagtanggi sa rate ng daloy ng mga balon na isinasagawa. Sa paunang yugto ng pagpapatakbo, ang mga balon, dahil sa maraming hidraulikong pagkabali at pahalang na iniksyon, ay nailalarawan sa napakataas na mga rate ng produksyon. Gayunpaman, pagkatapos ng halos 400 araw na trabaho, ang dami ng mga nakuha na produkto ay bumababa nang husto (hanggang sa 80%). Upang mabayaran ang isang matalim na pagbagsak at kahit papaano ay mai-level up ang profile sa paggawa, ang mga balon sa mga naturang shale field ay dapat na ilagay sa pagpapatakbo ng mga yugto.

Larawan
Larawan

Sa parehong oras, pinapayagan ng mga teknolohiya tulad ng pahalang na pagbabarena at haydroliko na pagbasag sa Estados Unidos na dagdagan ang produksyon ng langis ng higit sa 60% mula noong 2010, na dinadala ito sa 9 milyong mga barrels bawat araw. Sa kasalukuyan, ang isa sa pinakamatagumpay na halimbawa ng paggamit ng mga teknolohiya ng produksyon ng langis ng shale ay ang larangan ng Bakken, na matatagpuan sa mga estado ng Hilaga at Timog Dakota. Ang pagbuo ng partikular na larangan ng langis na shale ay lumikha ng isang uri ng euphoria sa merkado ng Hilagang Amerika. 5 taon lamang ang nakakalipas, ang produksyon ng langis sa larangan na ito ay hindi hihigit sa 60 libong barrels bawat araw, at ngayon ay nasa 500 libong barrels na. Tulad ng pagsasaliksik ng geolohikal dito, ang mga reserbang langis sa patlang ay tumaas mula 150 milyon hanggang 11 bilyong baril. Bilang karagdagan sa larangan ng langis na ito, ang produksyon ng shale oil sa Estados Unidos ay isinasagawa sa Bone Springs sa New Mexico, Eagle Ford sa Texas at Three Forks sa North Dakota.

Inirerekumendang: