 |
 |
 |
 |
|
 |
 |
143
Уголь – твердое горючее, полезное ископаемое растительного происхождения – содержит,
кроме углерода и водорода, серу и азот, а также некоторое количество минералов и влаги.
Соотношение водород/углерод в угле примерно равно 1, что вдвое меньше, чем в бензине,
поэтому как топливо уголь менее эффективен. При химическом превращении угля вначале
удаляются из него сера и азот, затем отделяются неорганические примеси и, наконец, уголь
превращается в жидкий: синтез-газ, представляющий собой смесь моноксида углерода и водорода.
Применение синтез-газа весьма перспективно, но его производство пока экономически не
выгодно. Переработка угля может достигать крупных масштабов. Например, во время второй
мировой войны в Германии, лишенной доступа к источникам нефти, в результате переработки
угля было получено 585 тыс. т углеводородного топлива. Синтез-газ превращался в моторное
топливо с помощью кобальтового катализатора. В недалеком прошлом ЮАР удовлетворяло около
40% своих потребностей в топливе, ежегодно получая 1750 тыс. т углеводорода из угля с
применением железного катализатора. Перерабатывающие заводы располагались прямо на
угольных залежах, откуда уголь конвейером загружался в химические реакторы.
Природный газ
Один из важнейших источников энергоресурсов – природный газ – представляет собой смесь
углеводородов с относительно небольшой молекулярной массой. Состав природного газа весьма
разнообразен. Обычно он содержит 60–80% метана, остальное приходится на этан СH
4
, пропан
C3H
8
и бутан С
4
H
10
, соотношение которых может быть различным. В природном газе есть и
примеси, включающие серу, азот и другие элементы. Обычно этан и пропан каталитически
превращают в этилен С2Н
4
, пропилен С3Н
6
и ацетилен С2Н2
– ценное сырье для производства
разнообразной полезной продукции.
Природный газ легко транспортируется по трубопроводу. В последние десятилетия его
потребление резко возросло. Значительная доля мировых ресурсов природного газа принадлежит
России. Запасы природного газа в США несколько превосходят запасы нефти. В целом источники
природного газа и нефти ограничены и быстро истощаются.
Горючие сланцы, смоляные пески и торф
К одному из видов источников энергоресурсов относятся горючие сланцы – разновидность
осадочных горных пород. Из них производят жидкие углеводороды. Например, согласно
некоторым оценкам, только в сланцах трех штатов – Колорадо, Юта и Вайоминг содержится около
60 млрд. т углеводородов. Однако для широкомасштабной промышленной добычи горючих
сланцев еще предстоит решить сложные химические, геохимические и технологические
проблемы.
Горючие сланцы образовались из древних морских отложений ила и различной растительности.
Кроме основной минеральной составляющей, они содержат кероген – смесь нерастворимых
органических полимеров и небольшое количество битума – смеси органических соединений,
растворимых в бензоле. При разработке сланцевых отложений возникает проблема сохранения
чистоты водных ресурсов и почвы, так как из тонны сланцев можно извлечь всего лишь 40–160
литров сырой нефти. Соотношение водород/углерод в сланцевом масле составляет около 1,5.