Синтетическая нефть из угля


МАРКИ УГЛЯ

Начальный УГОЛЬ

СУН

Wrt ,%

Аd,%

Qri,МДж/кг (Гкал)

Wrt ,%

Аd,%

Qri,МДж/кг (Гкал)

Б3

25

18

16,9

48

19

11,0

Б2

33

7,0

16

50

7,0

11,3

Б1

53

17

8,56

60

17

6,9

Гетерогенные реакции на поверхности угольных частиц приводят к интенсификации горения, а активация угольных частиц паром приводит к понижению температуры воспламенения углей, чем при сжигании пылевидного сухого угля. Для антрацитов температура воспламенения понижается с 1000 градусов до 500, для газовых и длиннопламенных до 450, а для бурых до 200…300 градусов.

Ниже в таблице приведены данные по выбросам в атмосферу

Вредное вещество в выбросах

Уголь

Мазут

СУН

Пыль, сажа, г/м3

100 – 200

2 — 5

1 – 5

SO2, мг/м3

400 – 800

400 – 700

100 – 200

NO2, мг/м3

250 – 600

150 – 750

30 – 100


Синтетическая нефть из угля

1. Бункер подачи угля; 2. Электроразрядный диспергатор; 3. Промежная емкость; 4. 4 роторный насос; 5.5-7-9-11. Ультразвуковой диспергатор; 6-10. Электрический реактор; 8-12. Плазменный реактор; 13. Насос высочайшего давления; 14. Струйный кавитатор.

Цветом отмечены четыре ступени блока производства синтетической нефти.
Механизм работы.
Создание СУН происходит в три шага:
Чистка и подготовка воды с увеличением ПШ;
Получение водно-угольной суспензии в электрорарядном диспергаторе;
Получение СУН в магнитно-ультразвуковом и плазменном реакторах.

Установка подготовки воды.

Синтетическая нефть из угля

Ультразвуковое воздействие на водянистую фазу (воду) приводит к изменению ее физических черт, что содействует диспергированию и стойкости эмульсии, эти конфигурации сохраняются довольно длительно. Наблюдается деструкция несущей фазы в итоге ультразвукового воздействия и вызванные им механические реакции:

Синтетическая нефть из угля


За ранее размельченный уголь подается в бункер подачи 1, откуда поступает в электроразрядный диспергатор 2.
Электроразрядное измельчение. ЭРДИ
Для измельчения минерального сырья употребляется, новенькая не имеющая аналогов, разработка электроразрядного диспергирования. Водно угольная суспензия проходя электророзрядный узел подвергается массированному электро-гидро-удару с частотой 180 электроразрядов за минуту. Вода в реализуемом методе измельчения является не только лишь проводником энергии удара, доставляя его в мелкие трещинки частиц угля, но также в полном согласовании с эффектом П.А. Ребиндера понижает крепкость твердого тела, облегчая его разрушение.
Различия меж механическим и электроразрядным способами диспергирования: характеристики получаемых товаров различаются, так как при механическом методе измельчение осуществляется за счет сжимающих механических напряжений – продукт уплотняется, а при предлагаемом электроимпульсном методе измельчение осуществляется за счет растягивающих механических напряжений – продукт разуплотняется, т.е. возникают дополнительные поры, повышающие доступ растворителя к частичкам угля. (В.И.Курец, А.Ф.Усов, В.А.Цукерман // Электроимпульсная дезинтеграция материалов – Апатиты. К этому следует добавить, что при измельчении угля импульсными электронными разрядами появляется много явлений, схожих кавитационным: ударные волны, плазма и активные частички.


воде при воздействии импульса высочайшего напряжения появляются гидратированные электроны (е) с временем жизни 400 мкс, происходит диссоциация молекул воды – возникновение активных частиц радикалов (О), (Н), (ОН). Эти активные частички (е), (О), (Н), (ОН) вступают во взаимодействие с веществом угля, производя его ожижение (гидрирование).
Так же существенно миниатюризируется энергопотребление, исключены передвигающиеся механизмы измельчителей, их повторяющаяся подмена и абразивный износ мелющих частей.

Технические свойства ЭРДИ
Производительность: до 12 куб.м/ч (расширяемо до 15 куб.м/ч),
Влажность ВУТ: регулируется от 30% и выше
Потребляемая мощность: 30 кВт
Габариты (без питателя), мм: 3280?2900?2200
Время выхода на рабочий режим (оцениваемое по выходу суспензии с данными параметрами): ~ 60 секунд.
Таким макаром, затраты энергии на изготовление водно-угольной суспензии составили 3.3 кВт*ч на тонну из за ранее дроблёного угля (размер зернышек 12 мм), что более чем в 1,5 раз ниже, чем при использовании вибромельницы ВМ-400. При всем этом грансостав получаемой водно-угольной суспензии может оперативно изменяться зависимо от требований к сжиганию, хранению и транспортировке.
Дальше приобретенная водно-угольная суспензия подается в промежную емкость 3. После ее заполнения, врубается 4 роторный насос 4, который эмульгирует и подает раствор на первую ступень блока получения синтетической нефти.
Блок синтетической нефти.
В базе процесса изготовления СУН данного типа лежат: магнитно-ультразвуковая деструкция молекул угля; магнитная активация частиц угля и их гомогенизация; гидрокрекинг и т.д., в процессе протекания которых нарушается структура угля как природной «горной» массы.


оль распадается на отдельные органические составляющие, но уже с активной поверхностью частиц и огромным количеством свободных органических радикалов. Начальная вода в плазменном реакторе претерпевает ряд перевоплощений, в итоге воздействия появляется четыре основных продукта: атомарный водород Н; гидроксильный радикал-ОН«; перекись водорода Н20; и вода в возбужденном состоянии Н20, хим активность которых содействует образованию активной дисперсной среды, насыщенной компонентами узкого и катионного вида.

Синтетическая нефть из угля

(Блок синтетической нефти)

Технические свойства блока синтетической нефти:
Производительность: до 12 куб.м/ч (расширяемо до 15 куб.м/ч), т.е. около 5,5 т/ч
Грансостав СУН (100% частиц): регулируется от 1 до 5 мкм
Влажность ВУТ: регулируется от 30% и выше
Потребляемая мощность: 15 кВт
Габаритные размеры блока: 4455х2900х2200
Приобретенная синтетическая нефть (СУН) обладает большой обскурантистской способностью по сопоставлению с начальным топливом, наименьшей температурой в ядре факела, высочайшей степенью выгорания (до 99%).


сперсная среда, выполняя роль, промежного окисления фактически на всех главных стадиях горения горючего активизируется поверхностью частиц жесткой фазы. Потому воспламенение распыленных капель начинается не с воспламенения летучих паров, а с гетерогенной реакции на их поверхности, в том числе и с водяным паром. Активация поверхностных частиц капель приводит к понижению температуры воспламенения СУН по сопоставлению с воспламенением угольной пыли: для топлив из антрацита — в 2 раза;
для топлив из угля марок Г и Д — в 1,5-1,8 раза;
Воспламенение СУН при правильной организации процесса горения начинается сразу после распыления, на «срезе форсунки», горючее стабильно пылает, не нуждаясь в подсветке.
Горение протекает по механизму, довольно отлично изученному при исследовательских работах СУН и характеризуется за счет завышенного содержания в зоне реагирования газифицирующего агента (водяных паров), при несколько сниженной температуре горения, подходящим смещением соотношения интенсивности огромного количества сразу протекающих ценных реакций горения в зону газификационно -восстановительных процессов, что, в свою очередь, приводит к более глубочайшему снутри диффузионному проникновению реагирующих газов в объем отдельных частиц и их конгломератов, обеспечивающему, сразу с высочайшей степенью использования горючего (до 99%), существенное понижение генерации оксидов азота.
СУН применимо для прямого сжигания в котлах распылением форсунками, сжигания в котлах с циркулирующим кипящим слоем, в каталитических теплофикационных установках, распылением над слоем угля.
Использовать СУН можно в качестве основного горючего в паровых и водогрейных котлах, в разных обжиговых печах, также как готовую начальную смесь для получения синтез-газа, а в предстоящем и синтетических моторных топлив.
Технологии производства синтетической нефти из угля интенсивно развиваются компанией Sasol в ЮАР.

особ хим сжижения угля к состоянию пиролизного горючего был применен еще в Германии во время Величавой Российскей войны. Германская установка уже к концу войны производила 100 тыс. баррелей (0,1346 тыс. т) синтетической нефти в денек. Внедрение угля для производства синтетической нефти целенаправлено из-за близкого хим состава природного сырья. Содержание водорода в нефти составляет 15%, а в угле — 8%. При определенных температурных режимах и насыщении угля водородом, уголь в значимом объеме перебегает в жидкое состояние. Гидрогенизация угля возрастает при внедрении катализаторов: молибдена, железа, олова, никеля, алюминия и др. Подготовительная газификация угля с введением катализатора позволяет выделять разные фракции синтетического горючего и использовать для предстоящей переработки.
Sasol на собственных производствах применяет две технологии: «уголь в жидкость» — CTL (coal-to-liquid) и «газ в жидкость» — GTL (gas-to-liquid). Использовав собственный 1-ый опыт в Южной Африке во времена Апартеида и обеспечив частичную энергетическую независимость стране даже во времена экономической блокады, компания Sasol в реальный момент развивает производства синтетической нефти в почти всех странах мира, заявлено о строительстве заводов синтетической нефти в Китае, Австралии и США.

ый завод Sasol построен в промышленном городке ЮАР Сасолбург, первым заводом по производству синтетической нефти промышленных масштабах стал Oryx GTL в Катаре в городке Рас-Лаффан, также компания запустила в эксплуатацию завод Secunda CTL в ЮАР, участвовала в проектировании завода Escravos GTL в Нигерии вместе с Chevron. Капиталоемкость проекта Escravos GTL составляет 8,4 миллиардов. баксов, результирующая мощность завода составит 120 тыс. баррелей синтетической нефти в денек, старт проекта — 2003 год, планируемая дата пуска в эксплуатацию — 2013 год.

Синтетическая нефть из угля

Строительство Pearl GTL в Катаре

ООО «Энком», Бурятия. «Немецкие установки дают выход нефти из бурого угля 20%, китайские – 40- 45%. Мы пока не будем открывать всех подробностей, скажем только, что в реальный момент мы обладаем неопасной и действенной технологией, дающей выход нефти в 70% при помощи кавитации.» Сергей Викторович Иванов, управляющий инноваторского предприятия «Энком»

Синтетическая нефть из угля


Новые разработки, которые мы ведем с Сибирским отделением РАН, позволят использовать синтезированный из бурого угля газ для отопления экономных организаций, жилого сектора, раздельно стоящих комплексов и т.д. Для этого будет нужно поменять обыденные котельные на газовые, оборудованные газогенераторами. Подмена одной котельной будет стоить порядка 3 млн рублей. Эти средства окупятся за 1-2 года.
Разработка более эффективна и неопасна всех имеющихся. Она позволяет разово засыпать 6 тонн угля и 3-4 недели газогенератор будет отапливать трехподъездный 5-этажный дом.
В последнее время, после детализированной подготовки мы приступаем к изготовлению полупромышленной установки. Сам Бог его повелел опробовать эту установку в Бурятии, которой по числу месторождений бурого угля не имеет соперников.
Кроме этого мы увлечены и вопросами производства синтетической нефти из бурого угля.
Нас имеющиеся установки не заинтересовывают. Это 20-30% выхода нефти либо газа. У китайцев – 40-45%, добавляя туда негашеную известь – это их запатентованное ноу-хау. Но есть возможность получать 60-70% газа. Эта разработка и по производству газа, и по производству нефти находится у нас – экономная, действенная, неопасная. Осталось ее поставить на поток. Чем мы на данный момент и увлечены.
Самый суровый энтузиазм и к АИИС КУЭ, и к термическим насосам, и к газогенераторам, и целому ряду других внедряемых нами нововведений показали руководители из Иркутской области и Казахстана, где проекты не просто одобрены, а уже находятся в расчетной стадии.


же при низких тарифах экономически для их это прибыльно. И даже не просто готовы допустить наше роль в осуществлении проектов, да и завлекать экономные ресурсы для претворения их в жизнь. В Казахстане мы уже участвуем в конкурсах, организованных правительством республики.
Вообщем, с правительством Казахстана, особо серьезно настроенным модернизировать свою экономику на базе инноваторских технологий, у нас сложились очень плодотворные и неоднозначные деловые дела. С управлением этой республики мы сотрудничаем и по внедрению других уникальных технологий — утилизации всех видов жестких и водянистых бытовых отходов и сверхтехнологичных разработок, при которых отпадает необходимость в очистных сооружениях. Большие площади отстойников заменяются на маленькие инноваторские машины по чистке сточных вод. При всем этом ни аромата, ни дорогостоящей модернизации.
Г.Озёрск Челябинской области.
ООО «КПМ»
Используя вихревые закрученные потоки, пассивные кавитаторы принуждают закипать воды в области низких давлений с возникновением парогазовой фазы, близкой к 100%, при низкой температуре самой воды. Идут процессы бурного кипения, с возникновением пузырьков до 5 мм и поболее (зависимо от конструкции), с следующим попаданием в зоны завышенного давления. В зонах завышенного давления происходит насыщенное сжатие пузырьков, схлопывание, и выделение массивного кавитационного импульса энергии.

деляемая энергия кардинальным образом перестраивает структуру обрабатываемой воды.
ООО «КПМ» пару лет ведёт научное сотрудничество с Карагандинским Муниципальным Институтом им. Академика Е.А. Букетова. Кафедра хим технологий и экологии Хим Факультета, которой управляет д.х.н., доктор Байкенов Мурзабек Исполович, занимается исследовательскими работами кавитационной переработки: вязких нефтей, нефтепродуктов, каменно-угольной смолы. Спецами ООО «КПМ» кафедре была оказана помощь в разработке нескольких лабораторных установок, на базе наших разработок, где изучаются структурные конфигурации обрабатываемых водянистых углеводородных материалов. На приобретенных результатах моделируются и создаются новые современные технологии переработки нефти и других водянистых материалов.
СЛУХИ
Да работают кавитационные установки и гонят самопальный бензин из угля, я даже знаю где! И схема у меня есть и фото! Вот только не афишируют они себя т.к. ниша-то золотая! http://dxdy.ru/topic15849.html

Источник: gazogenerator.com

Не секрет, что в современном мире кровью мировой экономики является нефть, так называемое черное золото. На протяжении XX и XXI века именно нефть остается одним из наиболее важных для человечества полезных ископаемых на планете. На 2010 год нефть занимала ведущее место в мировом топливно-энергетическом балансе, на ее долю приходилось 33,6% в общем потреблении энергоресурсов. При этом нефть — это невозобновляемый ресурс, и разговоры о том, что рано или поздно ее запасы подойдут к концу, ведутся уже не один десяток лет.

По оценкам ученых, разведанных запасов нефти в мире хватит примерно на 40 лет, а неразведанных еще лет на 10-50. К примеру, в России по состоянию на 1 января 2012 года согласно официально обнародованной информации (до этого момента информация по запасам нефти и газа была засекреченной), объем извлекаемых запасов нефти категорий А/B/С1 составлял 17,8 миллиарда тонн, или 129,9 миллиардов бареллей (согласно расчету, при котором одна тонна экспортной нефти Urals составляет 7,3 барреля). Исходя из существующих объемов добычи, этих разведанных природных богатств нашей стране хватит на 35 лет.

При этом в чистом виде нефть практически не используется. Главная ценность заключается в продуктах ее переработки. Нефть — это источник получения жидкого топлива и масел, а также огромного количества важных для современной промышленности продуктов. Без топлива остановится не только мировая экономика, но и любая армия. Без горючего не поедут автомобили и танки, не взлетят в небо самолеты. При этом некоторые страны изначально лишены собственных запасов черного золота. Ярким примером таких стран в XX веке стали Германия и Япония, которые, обладая очень скудной ресурсной базой, развязали Вторую мировую войну, каждый день которой требовал огромного расхода топлива. В годы Второй мировой войны Германия в значительной степени, в отдельные годы до 50%, удовлетворяла свои потребности в топливе за счет производства жидкого топлива из угля. Выходом для нее стало использование синтетического топлива и масел. Аналогичным образом поступили в прошлом веке и в ЮАР, где предприятие Sasol Limited в годы Апартеида помогало южноафриканской экономике успешно работать под давлением международных санкций.

Синтетическое топливо

В 1920-е годы немецкие исследователи Франц Фишер и Ганс Тропшом, которые трудились в Институте кайзера Вильгельма, изобрели процесс, который получил название процесса Фишера — Тропша. Его принципиальным значением стал выпуск синтетических углеводородов для их использования в качестве синтетического топлива и смазочного масла, к примеру, из угля. Неудивительно, что данный процесс был изобретен в достаточно бедной нефтью, но в то же время богатой углем Германии. Он широко использовался для промышленного выпуска жидкого синтетического топлива. Германия и Япония в годы войны широко применяли этот альтернативный вид топлива. В Германии годовое производство синтетического топлива в 1944 году достигло примерно 6,5 миллиона тонн, или 124 000 баррелей в день. После завершения Второй мировой войны взятые в плен немецкие ученые продолжили работу в этой области. В частности, в США они участвовали в операции «Скрепка», работая в Бюро горной промышленности.

Начиная с середины 1930-х годов в Германии, США, СССР и других промышленно развитых государствах мира начали получать распространение технологии газификации конденсированных топлив в химико-технологических целях, в первую очередь для синтезирования разнообразных химических соединений, в том числе искусственных масел и жидкого топлива. В 1935 году в Германии и Англии из угля, воздуха и воды было изготовлено 835 тысяч тонн и 150 тысяч тонн синтетического бензина соответственно. А в 1936 году лично Адольф Гитлер дал в Германии старт новой госпрограмме, которая предусматривала выпуск синтетического топлива и масел.

Уже в следующем году Франц Фишер совместно с Гельмутом Пихлером (Ганс Тропш в 1931 году уехал из Германии в США, где спустя четыре года ушел из жизни) смогли разработать метод синтеза углеводородов при среднем давлении. В своем процессе немецкие ученые применили катализаторы на основе соединений железа, давление около 10 атмосфер и высокие температуры. Проводимые ими эксперименты имели огромное значение для развертывания в Германии многотоннажного химического выпуска углеводородов. В результате осуществления данного процесса в качестве основных продуктов получались парафины и бензин с высоким октановым числом. 13 августа 1938 года в Каринхалле — охотничьем поместье рейхсминистра авиации Германа Геринга — прошло совещание, на котором была принята программа развития топливного производства, которая получила условное обозначение «Каринхаллеплан». Выбор резиденции Геринга и его кандидатуры, как руководителя программы, был неслучайным, так как возглавляемое им Люфтваффе потребляло минимум треть производимого в Германии топлива. Помимо всего прочего данный план предусматривал существенное развитие выпуска синтетического моторного топлива и смазочных масел.

В 1939 году процесс Фишера — Тропша был запущен в рейхе в коммерческих масштабах применительно к бурому углю, месторождениями которого была особо богата средняя часть страны. Уже к началу 1941 году суммарный выпуск в фашистской Германии синтетического топлива догнал выпуск нефтяного топлива, а далее и превысил его. Помимо синтетического горючего в рейхе из генераторного газа синтезировали жирные кислоты, парафин, искусственные жиры, в том числе и пищевые. Так из одной тонны условного конденсированного топлива по методу Фишера — Тропша можно было получить 0,67 тонны метанола и 0,71 тонны аммиака, или же 1,14 тонны спиртов и альдегидов, в том числе и высших жирных спиртов (ВЖС), или же 0,26 тонны жидких углеводородов.

В конце Второй мировой войны более полугода с осени 1944 года, когда войска Красной Армии заняли нефтяные промыслы Плоешти (Румыния) — крупнейшего природного источника сырья для изготовления топлива, который контролировался Гитлером, и до мая 1945 года функцию моторного топлива в экономике Германии и армии выполняли искусственные жидкие топлива и генераторный газ. Можно сказать, что гитлеровская Германия была империей, которая строилась на твердом углеродсодержащем сырье (в первую очередь угле и в меньшей степени на обычной древесине), воде и воздухе. 100% обогащенной азотной кислоты, которая была необходима для выпуска всех военных взрывчатых веществ, 99% каучука и метанола и 85% моторного топлива синтезировались в Германии из этих сырьевых элементов.

Заводы газификации и гидрогенизации угля были основой немецкой экономики 1940-х годов. Среди всего прочего, синтетическое авиатопливо, которое производилось по методу Фишера — Тропша на 84,5% покрывало все потребности Luftwaffe в военные годы. В годы Второй мировой в фашистской Германии данный метод для синтеза дизельного топлива применялся на восьми заводах, которые давали примерно 600 тысяч тонн дизтоплива в год. При этом данный проект полностью финансировался государством. Аналогичные заводы немцы построили и в оккупированных ими странах, в частности в Польше (Освенцим), который продолжал работу до 1950-х годов включительно. После завершения войны все эти заводы на территории Германии были закрыты и частично вместе с технологиями вывезены из страны в счет репараций СССР и США.

Сланцевая нефть

Вторым источником для производства топлива, помимо угля, является сланцевая нефть, тема которой последние несколько лет не сходит со страниц мировой прессы. В современном мире одной из самых важных тенденций, наблюдаемой в нефтедобывающей отрасли, является уменьшение добычи легкой нефти и нефти средней плотности. Сокращение разведанных запасов нефти на планете вынуждает нефтяные компании работать с альтернативными источниками углеводородов и заниматься их поисками. Одним из таких источников, вместе с тяжелой нефтью и природными битумами, выступают горючие сланцы. Имеющиеся на планете запасы горючих сланцев на порядок превосходят запасы нефти. Основные их запасы сосредоточены на территории США — около 450 триллионов тонн (24,7 триллиона тонн сланцевой нефти). Существенные их запасы есть в Китае и Бразилии. Располагает обширными их запасами и Россия, где содержится около 7% мировых запасов. В США добыча сланцевой нефти началась еще в конце 40-х — начале 50-х годов прошлого века шахтным способом. По большей части добыча носила экспериментальный характер и осуществлялась в мизерных размерах.

На сегодняшний день в мире существует два основных способа получения нужного сырья из горючих сланцев. Первый из них подразумевает добычу сланцевой породы открытым или шахтным методом с последующей переработкой в специальных установках-реакторах, в которых сланцы подвержены пиролизу без доступа воздуха. В ходе этих операций из породы получают сланцевую смолу. Данный метод активно старались развивать и в Советском Союзе. Известны также подобные проекты по добыче сланцев на месторождении Ирати в Бразилии и в китайской провинции Фушунь. В целом же и в 40-е годы XX века, и сейчас метод добычи сланцев с последующей их переработкой остается довольно затратным способом, а себестоимость конечной продукции остается высокой. В ценах 2005 года себестоимость барреля такой нефти составляла на выходе 75-90 долларов.

Второй способ добычи сланцевой нефти предполагает ее добычу прямо из пласта. Именно этот метод получил развитие в США в последние несколько лет и позволил вести разговоры о «сланцевой революции» в нефтедобыче. Данный метод предусматривает бурение горизонтальных скважин с последующими множественными гидроразрывами пласта. При этом часто требуется проводить химический или термический разогрев пласта. Очевидно и то, что такой метод добычи значительно сложнее, а значит и дороже традиционного способа добычи вне зависимости от применяемых технологий и прогресса в научной сфере. Пока что себестоимость сланцевой нефти оказывается существенно выше традиционной нефти. По оценкам самих нефтедобывающих компаний, ее добыча остается рентабельной при минимальных ценах на нефть на мировом рынке выше 50-60 долларов за баррель. При этом оба способа имеют те или иные значительные недостатки.

К примеру, первый метод с открытой или шахтной добычей горючих сланцев и их последующей переработкой значительно сдерживается необходимостью утилизации огромных количеств углекислого газа — СО2, который образуется в процессе извлечения из него сланцевой смолы. Окончательно проблема утилизации углекислого газа все еще не решена, а его выбросы в земную атмосферу чреваты серьезными экологическими проблемами. В то же время при добыче сланцевой нефти непосредственно из пластов появляется друга проблема. Это высокие темпы падения дебита введенных в эксплуатацию скважин. На первоначальном этапе эксплуатации скважины, благодаря множественным гидроразрывам и горизонтальному закачиванию, характеризуются очень высоким дебитом. Однако после примерно 400 дней работы объемы добываемой продукции резко снижаются (до 80%). Для того чтобы компенсировать столь резкое падение и как-то выровнять профиль добычи, скважины на таких сланцевых месторождениях необходимо вводить в эксплуатацию поэтапно.

В то же время такие технологии, как горизонтальное бурение и гидроразрыв пласта, позволили США нарастить добычу нефти более чем на 60% с 2010 года, доведя ее до 9 миллионов баррелей в день. В настоящее время одним из наиболее успешных примеров использования технологий добычи сланцевой нефти является месторождение Баккен (Bakken), находящееся на территории штатов Северная и Южная Дакота. Разработка именно этого месторождения сланцевой нефти породила своего рода эйфорию на рынке Северной Америки. Всего 5 лет назад добыча нефти на данном месторождении не превышала 60 тысяч баррелей в сутки, а в настоящее время составляет уже 500 тысяч баррелей. По мере осуществления здесь геологоразведки запасы нефти месторождения выросли со 150 миллионов до 11 миллиардов баррелей. Наряду с этим нефтеносным месторождением добыча сланцевой нефти в США ведется на месторождениях Bone Springs в Нью-Мексико, Eagle Ford в Техасе и Three Forks в Северной Дакоте.

Источники информации:
http://dom-en.ru/gkt11
http://vseonefti.ru/neft/slancevaya-neft.html
http://www.vestifinance.ru/articles/49084
Материалы из открытых источников

Источник: topwar.ru

Не секрет, что в современном мире кровью мировой экономики является нефть, так называемое черное золото. На протяжении XX и XXI века именно нефть остается одним из наиболее важных для человечества полезных ископаемых на планете. На 2010 год нефть занимала ведущее место в мировом топливно-энергетическом балансе, на ее долю приходилось 33,6% в общем потреблении энергоресурсов. При этом нефть — это невозобновляемый ресурс, и разговоры о том, что рано или поздно ее запасы подойдут к концу, ведутся уже не один десяток лет.

По оценкам ученых, разведанных запасов нефти в мире хватит примерно на 40 лет, а неразведанных еще лет на 10-50. К примеру, в России по состоянию на 1 января 2012 года согласно официально обнародованной информации (до этого момента информация по запасам нефти и газа была засекреченной), объем извлекаемых запасов нефти категорий А/B/С1 составлял 17,8 миллиарда тонн, или 129,9 миллиардов бареллей (согласно расчету, при котором одна тонна экспортной нефти Urals составляет 7,3 барреля). Исходя из существующих объемов добычи, этих разведанных природных богатств нашей стране хватит на 35 лет.

При этом в чистом виде нефть практически не используется. Главная ценность заключается в продуктах ее переработки. Нефть — это источник получения жидкого топлива и масел, а также огромного количества важных для современной промышленности продуктов. Без топлива остановится не только мировая экономика, но и любая армия. Без горючего не поедут автомобили и танки, не взлетят в небо самолеты. При этом некоторые страны изначально лишены собственных запасов черного золота. Ярким примером таких стран в XX веке стали Германия и Япония, которые, обладая очень скудной ресурсной базой, развязали Вторую мировую войну, каждый день которой требовал огромного расхода топлива. В годы Второй мировой войны Германия в значительной степени, в отдельные годы до 50%, удовлетворяла свои потребности в топливе за счет производства жидкого топлива из угля. Выходом для нее стало использование синтетического топлива и масел. Аналогичным образом поступили в прошлом веке и в ЮАР, где предприятие Sasol Limited в годы Апартеида помогало южноафриканской экономике успешно работать под давлением международных санкций.

Синтетическое топливо

В 1920-е годы немецкие исследователи Франц Фишер и Ганс Тропшом, которые трудились в Институте кайзера Вильгельма, изобрели процесс, который получил название процесса Фишера — Тропша. Его принципиальным значением стал выпуск синтетических углеводородов для их использования в качестве синтетического топлива и смазочного масла, к примеру, из угля. Неудивительно, что данный процесс был изобретен в достаточно бедной нефтью, но в то же время богатой углем Германии. Он широко использовался для промышленного выпуска жидкого синтетического топлива. Германия и Япония в годы войны широко применяли этот альтернативный вид топлива. В Германии годовое производство синтетического топлива в 1944 году достигло примерно 6,5 миллиона тонн, или 124 000 баррелей в день. После завершения Второй мировой войны взятые в плен немецкие ученые продолжили работу в этой области. В частности, в США они участвовали в операции «Скрепка», работая в Бюро горной промышленности.

Начиная с середины 1930-х годов в Германии, США, СССР и других промышленно развитых государствах мира начали получать распространение технологии газификации конденсированных топлив в химико-технологических целях, в первую очередь для синтезирования разнообразных химических соединений, в том числе искусственных масел и жидкого топлива. В 1935 году в Германии и Англии из угля, воздуха и воды было изготовлено 835 тысяч тонн и 150 тысяч тонн синтетического бензина соответственно. А в 1936 году лично Адольф Гитлер дал в Германии старт новой госпрограмме, которая предусматривала выпуск синтетического топлива и масел.

Уже в следующем году Франц Фишер совместно с Гельмутом Пихлером (Ганс Тропш в 1931 году уехал из Германии в США, где спустя четыре года ушел из жизни) смогли разработать метод синтеза углеводородов при среднем давлении. В своем процессе немецкие ученые применили катализаторы на основе соединений железа, давление около 10 атмосфер и высокие температуры. Проводимые ими эксперименты имели огромное значение для развертывания в Германии многотоннажного химического выпуска углеводородов. В результате осуществления данного процесса в качестве основных продуктов получались парафины и бензин с высоким октановым числом. 13 августа 1938 года в Каринхалле — охотничьем поместье рейхсминистра авиации Германа Геринга — прошло совещание, на котором была принята программа развития топливного производства, которая получила условное обозначение «Каринхаллеплан». Выбор резиденции Геринга и его кандидатуры, как руководителя программы, был неслучайным, так как возглавляемое им Люфтваффе потребляло минимум треть производимого в Германии топлива. Помимо всего прочего данный план предусматривал существенное развитие выпуска синтетического моторного топлива и смазочных масел.

В 1939 году процесс Фишера — Тропша был запущен в рейхе в коммерческих масштабах применительно к бурому углю, месторождениями которого была особо богата средняя часть страны. Уже к началу 1941 году суммарный выпуск в фашистской Германии синтетического топлива догнал выпуск нефтяного топлива, а далее и превысил его. Помимо синтетического горючего в рейхе из генераторного газа синтезировали жирные кислоты, парафин, искусственные жиры, в том числе и пищевые. Так из одной тонны условного конденсированного топлива по методу Фишера — Тропша можно было получить 0,67 тонны метанола и 0,71 тонны аммиака, или же 1,14 тонны спиртов и альдегидов, в том числе и высших жирных спиртов (ВЖС), или же 0,26 тонны жидких углеводородов.

В конце Второй мировой войны более полугода с осени 1944 года, когда войска Красной Армии заняли нефтяные промыслы Плоешти (Румыния) — крупнейшего природного источника сырья для изготовления топлива, который контролировался Гитлером, и до мая 1945 года функцию моторного топлива в экономике Германии и армии выполняли искусственные жидкие топлива и генераторный газ. Можно сказать, что гитлеровская Германия была империей, которая строилась на твердом углеродсодержащем сырье (в первую очередь угле и в меньшей степени на обычной древесине), воде и воздухе. 100% обогащенной азотной кислоты, которая была необходима для выпуска всех военных взрывчатых веществ, 99% каучука и метанола и 85% моторного топлива синтезировались в Германии из этих сырьевых элементов.

Заводы газификации и гидрогенизации угля были основой немецкой экономики 1940-х годов. Среди всего прочего, синтетическое авиатопливо, которое производилось по методу Фишера — Тропша на 84,5% покрывало все потребности Luftwaffe в военные годы. В годы Второй мировой в фашистской Германии данный метод для синтеза дизельного топлива применялся на восьми заводах, которые давали примерно 600 тысяч тонн дизтоплива в год. При этом данный проект полностью финансировался государством. Аналогичные заводы немцы построили и в оккупированных ими странах, в частности в Польше (Освенцим), который продолжал работу до 1950-х годов включительно. После завершения войны все эти заводы на территории Германии были закрыты и частично вместе с технологиями вывезены из страны в счет репараций СССР и США.

Сланцевая нефть

Вторым источником для производства топлива, помимо угля, является сланцевая нефть, тема которой последние несколько лет не сходит со страниц мировой прессы. В современном мире одной из самых важных тенденций, наблюдаемой в нефтедобывающей отрасли, является уменьшение добычи легкой нефти и нефти средней плотности. Сокращение разведанных запасов нефти на планете вынуждает нефтяные компании работать с альтернативными источниками углеводородов и заниматься их поисками. Одним из таких источников, вместе с тяжелой нефтью и природными битумами, выступают горючие сланцы. Имеющиеся на планете запасы горючих сланцев на порядок превосходят запасы нефти. Основные их запасы сосредоточены на территории США — около 450 триллионов тонн (24,7 триллиона тонн сланцевой нефти). Существенные их запасы есть в Китае и Бразилии. Располагает обширными их запасами и Россия, где содержится около 7% мировых запасов. В США добыча сланцевой нефти началась еще в конце 40-х — начале 50-х годов прошлого века шахтным способом. По большей части добыча носила экспериментальный характер и осуществлялась в мизерных размерах.

На сегодняшний день в мире существует два основных способа получения нужного сырья из горючих сланцев. Первый из них подразумевает добычу сланцевой породы открытым или шахтным методом с последующей переработкой в специальных установках-реакторах, в которых сланцы подвержены пиролизу без доступа воздуха. В ходе этих операций из породы получают сланцевую смолу. Данный метод активно старались развивать и в Советском Союзе. Известны также подобные проекты по добыче сланцев на месторождении Ирати в Бразилии и в китайской провинции Фушунь. В целом же и в 40-е годы XX века, и сейчас метод добычи сланцев с последующей их переработкой остается довольно затратным способом, а себестоимость конечной продукции остается высокой. В ценах 2005 года себестоимость барреля такой нефти составляла на выходе 75-90 долларов.

Второй способ добычи сланцевой нефти предполагает ее добычу прямо из пласта. Именно этот метод получил развитие в США в последние несколько лет и позволил вести разговоры о «сланцевой революции» в нефтедобыче. Данный метод предусматривает бурение горизонтальных скважин с последующими множественными гидроразрывами пласта. При этом часто требуется проводить химический или термический разогрев пласта. Очевидно и то, что такой метод добычи значительно сложнее, а значит и дороже традиционного способа добычи вне зависимости от применяемых технологий и прогресса в научной сфере. Пока что себестоимость сланцевой нефти оказывается существенно выше традиционной нефти. По оценкам самих нефтедобывающих компаний, ее добыча остается рентабельной при минимальных ценах на нефть на мировом рынке выше 50-60 долларов за баррель. При этом оба способа имеют те или иные значительные недостатки.

К примеру, первый метод с открытой или шахтной добычей горючих сланцев и их последующей переработкой значительно сдерживается необходимостью утилизации огромных количеств углекислого газа — СО2, который образуется в процессе извлечения из него сланцевой смолы. Окончательно проблема утилизации углекислого газа все еще не решена, а его выбросы в земную атмосферу чреваты серьезными экологическими проблемами. В то же время при добыче сланцевой нефти непосредственно из пластов появляется друга проблема. Это высокие темпы падения дебита введенных в эксплуатацию скважин. На первоначальном этапе эксплуатации скважины, благодаря множественным гидроразрывам и горизонтальному закачиванию, характеризуются очень высоким дебитом. Однако после примерно 400 дней работы объемы добываемой продукции резко снижаются (до 80%). Для того чтобы компенсировать столь резкое падение и как-то выровнять профиль добычи, скважины на таких сланцевых месторождениях необходимо вводить в эксплуатацию поэтапно.

В то же время такие технологии, как горизонтальное бурение и гидроразрыв пласта, позволили США нарастить добычу нефти более чем на 60% с 2010 года, доведя ее до 9 миллионов баррелей в день. В настоящее время одним из наиболее успешных примеров использования технологий добычи сланцевой нефти является месторождение Баккен (Bakken), находящееся на территории штатов Северная и Южная Дакота. Разработка именно этого месторождения сланцевой нефти породила своего рода эйфорию на рынке Северной Америки. Всего 5 лет назад добыча нефти на данном месторождении не превышала 60 тысяч баррелей в сутки, а в настоящее время составляет уже 500 тысяч баррелей. По мере осуществления здесь геологоразведки запасы нефти месторождения выросли со 150 миллионов до 11 миллиардов баррелей. Наряду с этим нефтеносным месторождением добыча сланцевой нефти в США ведется на месторождениях Bone Springs в Нью-Мексико, Eagle Ford в Техасе и Three Forks в Северной Дакоте.

Источники информации:
http://dom-en.ru/gkt11
http://vseonefti.ru/neft/slancevaya-neft.html
http://www.vestifinance.ru/articles/49084
Материалы из открытых источников

Источник: topwar.ru


Leave a Comment

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.