 |
 |
 |
 |
|
 |
 |
140
6.7. Органическое сырье
Основную массу природного органического сырья, интенсивно потребляемого для
производства тепла, электроэнергии и разнообразной химической продукции, составляют горючие
источники: нефть, уголь, природный газ, горючие сланцы, смоляные пески, торф и биомасса. При
их химическом превращении – сгорании– выделяется тепловая энергия, которая используется
непосредственно для обогревания, например жилых домов и служебных помещений, и для
производства электроэнергии. При этом существенную долю, например, нефтепродуктов
составляет топливо для транспорта.
Нефть
В последние десятилетия потребление нефти в мире постоянно увеличивается. Потребность в
нефтепродуктах продолжает возрастать (рис. 6.6). За десятилетний период с 1968 по 1978 гг.
нефти было добыто столько же, сколько за предшествующие 110 лет. Значительная ее доля
расходуется на производство топлива для различных энергоустановок, в том числе и для
транспорта.
Превращение исходного природного продукта – сырой нефти – включает ее добычу,
переработку и сжигание. В процессе добычи сырая нефть извлекается из разведанного
месторождения.
Добыча нефти осуществляется в три этапа. На первом этапе извлекается 10–30% нефти при
естественном давлении из природного резервуара, заполненного сложными образованиями из
пористых пород. На втором этапе добычи при накачке воды, газа или пара нефть выталкивается на
поверхность, что позволяет получить до 35% разведанных запасов. Извлечение остальной части
сырой нефти на третьем этапе требует новых технологических приемов. Наиболее перспективные
из них связаны с применением поверхностно-активных веществ и полимерных растворителей для
извлечения нефтяных фракций из водной среды. Например, на третьем этапе добычи можно
извлечь более 50 млрд. т нефти, содержащейся в разведанных месторождениях только одной
страны – США.
Добытая сырая нефть чаще всего представляет собой маслянистую жидкость, состоящую
преимущественно из сложной смеси углеводородов-алканов с линейной структурой и, в основном,
с одинарными связями. Кроме алканов, нефть содержит разветвленные и циклические
углеводороды, а также соединения с одной двойной связью, т. е. алкены, и соединения с
бензольными кольцами, относящиеся к ароматическому ряду. Сырая нефть включает компоненты,
молекулярная масса которых находится в пределах от значений для природных газов: 14 (метан
СН
4
), 30 (этан С2H
6
), 44 (пропан C3H
8
) и 58 (бутан С
4
Н
10
) – до значения для парафинового воска
С
30
Н
62
, равного 422.
Процесс переработки нефти, называемый крекингом, начинается с перегонки, при которой
различные компоненты нефти разделяются в соответствии с их температурой кипения. Вначале
извлекаются наиболее летучие углеводороды, один из них октан C
8
H
18
. По октановому
эквиваленту оценивается качество моторного топлива. В процессе переработки удаляются