54

Легко ли добыть нефть. Трудно быть Богом. Часть-1

В этой статье и еще двух-трех последующих я опишу технологии не привычной нефтедобычи, а получения синтетической нефти. Хотя это тоже по сути нефтедобыча, просто добыча не природной, а синтез человеком, который уподобляется при этом Богу

Я не ошибусь, если скажу, что сегодня весь автопарк и значительная часть других технических устройств заточена под жидкое топливо, которое получают из нефти. Бензин, керосин, дизельное топливо – оно наиболее удобно и часто применяется. Если заглянуть не в такое уж далекое прошлое, то ситуация была иной – мир и техника были заточены под твердое топливо, чаще всего уголь. Но надо отметить, что кроме нефтяного жидкого топлива используется и жидкое газовое топливо – сжиженная пропан-бутановая смесь и даже метан.

По последним расчетам, запасов газа значительно больше, чем нефти. Да что там газа, даже угля больше, чем нефти. Казалось бы, когда нефти станет совсем мало, то ее можно заменить сжиженым газом. Можно заменить ее обычным этиловым спиртом, как это пытаются сделать в Бразилии. Можно использовать биодизель, правда во имя этого придется уморить сотни тысяч негров, которым не хватит зерна, так как поля будут пущены не под пшеницу, а рапс. Но, как говорится, не все так однозначно. Чтобы убедиться в этом, достаточно посмотреть одну интересную таблицу

Легко ли добыть нефть. Трудно быть Богом. Часть-1 Легко Ли добыть нефть, Добыча нефти, Нефть и газ, Нефть, Длиннопост

В этой таблице отражена удельная теплота сгорания некоторых наиболее используемых топлив. Легко проследить простую зависимость – чем больше в топливе кислорода (по массе), тем меньше его теплотворная способность. Из этой таблицы также видно, что измерять топливо в литрах совсем неправильно. Один литр керосина дает в два раза больше энергии, чем этанол. Объем нефти, который был потрачен на производство литра керосина будет потрачен куда эффективнее чем тот объем растворенного крахмала из кукурузы, который пойдет на создание одного литра биоэтанола.

Поэтому в СССР и России все устроено гораздо ближе к истине, учет ведется в тоннах условного топлива (т.у.т.). 1 т.у.т. равен по теплотворной способности 1 тонне высококачественного угля, или 29,308 МДж или, 7000 (семи тысячам) килокалорий на килограмм.

Также в этой таблице можно рассмотреть вторую зависимость. Несмотря на впечатляющие удельные показатели топлив с высоким удельным весом водорода, эти топлива очень проигрывают топливам с более высоким содержанием углерода в теплотворной способности одного литра такого топлива. Несмотря на то, что в килограмме пропана содержится 117% от энергии дизельного топлива, в расчёте на литр его энергетическая ценность составляет всего 63% от энергетической ценности дизельного топлива. То есть топлива с высоким удельным весом водорода гораздо менее плотные, чем топлива с высоким удельным весом углерода.
Исходя из этого видно, что переход на жидкое газовое топливо приведет к тому, что придется вносить существенные изменения в конструкцию современных тепловых двигателей и других устройств, т. к. существенно, в разы вырастут геометрические размеры устройств хранения топлива. Кроме того, придется решить ряд существенных задач, связанных с тем, что для такого топлива требуются особые условия, связанные с поддержанием низких температур и высокого давления.

Переход на одноатомные спирты в этом плане выглядит более привлекательным. Для них не нужно низких температур и высоких давлений. Кроме того, не вызывает особой сложности его получить. Метанол научились получать уже давно химическим синтезом. Получить этанол вообще не проблематично, любой самогонщик это знает. Но метанол сильно ядовит. Этанол, как видно из таблицы, имеет низкую теплотворную способность. Поэтому лучший вариант – это использование бутанола.

Его можно получить двумя способами. Первый вариант – получать из продуктов перегонки нефти. Но это абсолютно бессмысленно, куда легче ее перегнать в бензин. А другой способ – получить из крахмала, сбраживая ее не дрожжами, а бактерией Clostridia acetobutylicum. Только проблема заключается в том, что люди крахмал едят тоже. И если использовать крахмал – то нипищевой, полученный, к примеру, из соломы, опилок и пр. И, насколько я понимаю, эта проблема хотя-бы частично решена, т. к. биобутанол применяется как добавка к топливу. Другой вопрос – что это дороже, чем простое углеводородное топливо из нефти. По крайней мере на сегодняшний день.

Но имеется еще и один способ получения высококалорийного жидкого топлива. Более того, он разработан давным-давно и применялся довольно широко в совсем не отсталых и небедных странах, как США, Германии и даже ЮАР. Он заключается в получении в получении жидких углеводородов из угля (твердого топлива) (CTL-Coal to Liquids, сжижение угля) и газа (GTL – Gas to liquids, газожидкостная конверсия). Про это я напишу в следующей части

Дубликаты не найдены

+1

@alexeich56, спасибо. Сегодня благодаря твоим постам экзамен сдал)

раскрыть ветку 3
0
Нифига себе. А какой, где? Что за вопрос то был?
раскрыть ветку 2
+1

Нефтегазовое оборудование сдавал. Вопрос попался: Устройство ШСНУ для осложненных условий. Занят был подготовкой к другому предмету, на оборудование времени не оставалось, мельком только по лекциям успел пробежать. Преподаватель про плунжер и обвязку подробно распрашивать начал, а я давеча как раз видео из второй части про ШСНУ просмотрел, и вот я уже выхожу из аудитории с четверкой в зачетке, т.ч. спасибо большое за доступную подачу, а то в губкинских учебниках зачастую столько воды и неоправданно сложных формулировок для объема, что черт ногу сломит

раскрыть ветку 1
0
Походу вы химики, и это здорово, но я двигателист, поэтому осмелюсь заметить, что все ваши сравнения про кислород в топливе меня слегка удивляют, ибо он не главный в этом вопросе. Мы же не о ракете говорим?!

Во первых это не топливо, а горючее. Чтобы оно превратилось в топливо - его надо смешать с окислителем, то есть с воздухом.
Отсюда и во вторых - не химик, но подозреваю, что кислород в горючем оказывает не самое сильное влияние на теплотворную способность.

Отсюда и в-третьих, самое важное для двигателиста - удельную теплоту сгорания надо определять не по горючему, а по топливно-воздушной смеси (ТВС)!
И тогда все встаёт на место.

Самое выгодное горючее - это спирты, потому что для сжигания 1 кг метанола или этанола нужно 6 кг воздуха (стехиометрическое число), в то время как для бензина - уже 14.7, а для пропана и того хуже -15.6. При одном и том же объеме ТВС в цилиндре двигателя метанола в кг будет больше всех, чем любого другого горючего. Собственно, конструкторы автомобилей Формула-1, гоночных мотоциклов или авиамоделисты про это давно знают, а потому и используют в своих двигателях не бензин, а метанол.
Мы же, простые смертные, тоже знаем, что пропана в литрах в автомобиле тратится больше, чем бензина, и все по той же причине плюс еще парочка сверху (пропан надо сжижать, а испаряя у него другая плотность и т.д.)

В общем, ваши выводы о наиболее эффективном топливе слегка оторваны от практики и нуждаются в пересчёте на стехиометрическое число для каждого вида топлива.
0

Газовые системы типа метан-пропан давно освоили,больший расход не проблема часто т.к. сейчас много заправок.

раскрыть ветку 1
0
Пропан-бутаговые в основном. Там газ сжиженный. А метановые - сжатый
Да и одно дело легковушка, другое - огромный тягач
0

С таблицей нормально, не спорю. Не нормально с подаваемой вами корреляцией содержания кислорода в топливе и теплотворной способностью. Еще раз - теплотворная способность одноатомных спиртов зависит не от количества кислорода. Она зависит от содержания углерода и водорода. Если хотите выводить зависимость теплотворной способности спиртов от кислорода, то сравните теплотворные способности одно- и много- атомных спиртов, имеющих одинаковый углеродный скелет, но разное содержание кислорода, например пропанола и пропандиола, бутанола, бутандиола и глицерина. Будете несколько удивлены (наверное) результатом.

раскрыть ветку 2
-1
Хм, а я что-то писал про многоатомные спирты? В моей таблице все правильно, для кислородсодержащих соединений в ней. Чем больше массовая доля кислорода в них - тем ниже теплотворная способность. Потому что меньше углерода и кислорода в них))). Про бескислородные углеводороды написано ниже, и там тоже все верно.
раскрыть ветку 1
0

Можете упорствовать в своем непонимании предмета, я не могу вам этого запретить.

-1

После фразы "… чем больше в топливе кислорода (по массе), тем меньше его теплотворная способность" ваша компетенция в данном вопросе вызывает сомнения. В дизельном топливе, керосине, бензине, пропане, метане, водороде кислорода нет вовсе. Если уж хотите выстраивать ряд из различных топлив по теплотворной способности, то необходимо ориентироваться на содержание углерода и водорода. И у алканов (основная масса в "обычных" топливах - бензин, керосин, ДТ) и у спиртов прослеживается именно такая зависимость.

раскрыть ветку 8
+1
Зато он есть в метаноле, этаноле, бутаноле. Далее, если внимательно читать, зависимость теплотворной способности от водорода и углерода в веществе тоже написана. Так что все нормально с таблицей. При том в ней главное не это
раскрыть ветку 7
0

Дрожжи не способны перерабатывать крахмал, да и в обще полисахариды

Его гидролизуют до гексоз(в основном глюкозаа)

раскрыть ветку 6
Похожие посты
Похожие посты закончились. Возможно, вас заинтересуют другие посты по тегам: