Размещено на http://www.allbest.ru/

19

Введение

синтетический нефть уголь

Еще совсем недавно энергетический кризис казался невероятным, но сейчас уже близится тот момент, когда человечество столкнется с жесточайшей нехваткой энергоресурсов. Стремительный технологический рост человеческой цивилизации спровоцировал интенсификацию производства, а, соответственно, интенсивное использование полезных ископаемых. В настоящее время статистические данные, отражающие объемы доступных запасов нефти в доказанных месторождениях, в краткосрочной перспективе малоутешительны. Вряд ли можно себя успокаивать, что в ближайшие годы человечество найдет новые ресурсы, которые заменят природные полезные ископаемые. Энергетический кризис с одной стороны неминуем, но еще есть возможность смягчить последствия. Одним из вариантов борьбы с энергетическим кризисом является промышленное производство энергоресурсов и топлива. Смогут ли синтетические энергоресурсы стать реальной заменой природным ископаемым, а также что можно считать синтетическим сырьем, постараемся проанализировать.

1. Синтетическая нефть

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.

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

Синтетическая нефть -- продукт, по составу похожий на минеральную нефть, но получаемый из других материалов: природного газа, битумов, горючих сланцев, древесины, угля.

Такая нефть требует минимальной переработки и максимально приближена по свойствам маркерных сортов, а часто и превосходит их. Если рассматривать экспортную стратегию РФ, то не сложно прийти к выводу, что Россия экспортирует преимущественно сырье для нефтеперерабатывающих заводов. В рамках энергетического дефицита целесообразно проанализировать эффективность макроэкономической стратегии, возможно, низкокачественные сорта нефти, которые имеются в достаточных объемах, требуют предварительной переработки с целью повышения экспортного качества.

В течение многих десятилетий наблюдается тенденция роста стоимости нефтеперерабатывающих заводов, потому что меняются требования к качеству конечного топлива: приходится ставить дополнительные цеха по более углубленной переработке нефти, качество которой значительно ухудшилось за последние годы добычи. Высококачественной нефти вроде той, что когда-то добывали в Грозном, становится все меньше, а для переработки нефти низкого качества нужна более дорогая технология. С другой стороны, рост добычи газа приводит к тому, что он становится дешевле. Между этими расходящимися трендами все более актуальной становится технология получения синтетической нефти и моторного топлива из газа

Синтетическая нефть относится к категории высокочистых бессернистых топлив. Главное отличие синтетической нефти от минеральной состоит в том, что она является жидкостью, а минеральная -- коллоидной системой, то есть жидкостью, в которой распределены мицеллы -- полутвердые сгустки смол, асфальтенов и карбенов. В природной нефти присутствуют все мыслимые варианты углеводородов, вплоть до тех, в которых почти нет водорода. Также в природной нефти присутствуют металлы, сераорганические соединения, а иногда даже ртуть и мышьяк. В отличие от натуральной нефти, в синтетической нет ядов и канцерогенов, коллоидных частиц, смол и серы. В процессе обработки минеральной нефти производители топлива избавляются от этих веществ с помощью сложных и дорогостоящих методов. Самые чистые виды нефти, которые сейчас почти на исходе, максимально близки к синтетической, но все же содержат немалое количество серы. Чтобы получить из минеральной нефти очищенную светлую фракцию, требуется как минимум пять стадий переработки.

Важнейший параметр европейского стандарта качества топлива, например Евро-5, -- это содержание серы. Преимущество синтетической нефти в том, что она совсем не содержит сераорганических соединений. Для получения синтетической нефти можно переработать любой газ, содержащий углерод. К таким газам относятся также продукты газификации угля и биомассы.

2 Горючие сланцы

Горючие сланцы -это тонкозернистые твердые породы, содержащие органические соединения, до 20% которых приходится на долю битумов, а остальная часть представлена керогеном - веществом, инертным к химическим реагентам и практически не растворяющимся в органических растворителях. Органическая составляющая горючих сланцев тесно связана с минеральными веществами, образующими структурный каркас, внутри которого и располагаются микроскопические скопления органического вещества. Химический состав минеральной части сланцев весьма разнообразен и по этому признаку выделяют карбонатные, алюмосиликатно-карбонатные и алюмосиликатные сланцы. В виде примесей в сланцах содержатся многие редкие и рассеянные элементы. Содержание органического вещества в горючих сланцах колеблется от 10 до 50%. По сравнению с углями петрографический состав сланцев изучен недостаточно что затрудняет их типизацию. По составу органического вещества и степени метаморфизма горючие сланцы предложено делить на два основных типа . Сапропелевые сланцы имеют наибольшее распространение и отличаются повышенным содержанием органического вещества однородного состава. Сапропелево-гумусовые сланцы содержат меньшее количество органического вещества, состав которого неоднороден. Они, как правило, отличаются от сапропелевых более высоким содержанием серы (2- 8%) и других гетероатомов и несколько более низким содержанием углерода и водорода.

3 Переработка горючих сланцев

Переработка горючих сланцев в жидкие продукты имеет давнюю историю. Первый патент на способ извлечения из сланцев дегтя, смолы и масла был выдан в Англии М. Илу еще в 1694 г. В 1850 г. ирландцем Д. Янгом был предложен процесс сухой перегонки сланца, который до настоящего времени остается основным методом промышленной переработки . Б разные периоды сланцы использовали и как энергетическое топливо и как источник получения жидких продуктов во многих странах, но к середине текущего столетия сланцевая промышленность как самостоятельная отрасль сохранилась только в СССР и КНР.

При перегонке горючих сланцев происходит термическое разложение керогена с образованием смолы, газа и углеродистого остатка. При этом выход летучих веществ определяется содержанием и элементным составом органической массы сланцев. Наиболее высокий выход смолы и газа наблюдается при перегонке сапропелевых сланцев. Выход смолы на органическое вещество может для разных сланцев меняться от 18 до 65%.Процессы переработки сланцев разделяются на наземные (поверхностные) и подземные (в пласте) . При подземной перегонке (метод Горного Бюро США) непосредственно в пласте с помощью взрыва, гидравлического удара или выщелачивания создаются проницаемые зоны между пробуренными по определенной сетке скважинами. Затем в одной или нескольких скважинах сланцы поджигают. В эти же скважины закачивается воздух, который поддерживает горение и транспортирует горячие газы, образующиеся при горении, через толщу сланца. Получающаяся в пласте сланцевая смола извлекается на поверхность через другие скважины.

В процессе «Occidental» (США) 15-25% сланца извлекается из пласта на поверхность обычным шахтным способом, а оставшаяся горная масса разрушается с помощью взрыва. В результате создается подземная камера-реторта, заполненная раздробленным сланцем. Он поджигается сверху, и в зону горения подается воздух. Образующаяся смола конденсируется на нижних холодных слоях сланца, стекает на дно камеры и откачивается оттуда через специально пробуренные скважины.

Метод подземной перегонки позволяет избежать трудностей и затрат, связанных с перемещением больших объемов горной массы, характерных для наземной переработки, а также отказаться от сооружения крупных установок на поверхности. Однако его использование осложняется проблемами создания проницаемости в пласте и загрязнением грунтовых вод растворимыми продуктами перегонки. Применение подземной перегонки обеспечивает невысокий коэффициент извлечения потенциальных ресурсов органического вещества сланцев и в настоящее время ограничено опытными масштабами.

При наземной переработке вначале сланцы извлекают на поверхность открытой или шахтной добычей. Открытая добыча позволяет более полно извлечь запасы, чем шахтная, но последняя наносит меньший урон окружающей среде. Извлеченный на поверхность сланец подвергается термической перегонке в специальных аппаратах-ретортах. Перегонка ведется обычно при атмосферном давлении, так как при повышении давления снижается выход смолы за счет роста выхода газа. Температура процесса поддерживается в пределах 450-550 °С и должна быть ниже температуры разложения карбонатных материалов, присутствующих в сланцах.

В последнее время за рубежом были разработаны и прошли испытания на крупных опытных установках различные процессы наземной переработки сланцев. Наиболее интенсивно эти работы ведутся в США, где имеются большие запасы сланца свиты Грин-Ривер на территории штатов Колорадо, Юта и Вайоминг, и в Бразилии, где разведаны месторождения свиты Ирати. В основе всех процессов лежит термическая перегонка, и различаются они по способу подвода тепла, необходимого для разложения органического вещества сланцев, а также конструкциями применяемых реторт. Ниже рассмотрены основные из этих процессов

В процессе «Раrahо» (США) сланец проходит по вертикальной реторте сверху вниз, последовательно сушится, нагревается и разлагается. Парогазовая смесь отводится из зоны, расположенной несколько ниже верхнего уровня сланца в реторте. Часть газа, отделенного от смолы, нагревается в печи и подается в реторту на нескольких уровнях, обеспечивая равномерный нагрев сланца. В нижнюю часть реторты вводится выделенный из газа диоксид углерода для охлаждения коксозольного остатка, который затем выводится из аппарата. Применение СО2 способствует также частичному восстановлению карбонатов из оксидов и снижает общие затраты внешнего тепла на процесс. Конструкция реторты обеспечивает равномерное движение топлива и распределение газового потока по сечению аппарата. В опытной реторте диаметром 3,1 м и высотой 22,8 м был достигнут 98%-й выход смолы от потенциала.

В процессе «TOSCO-II» (начал разрабатываться в США еще в 1950-е годы) сланец в реторте движется снизу вверх за счет возвратно-поступательного движения поршневого питателя. В первоначальном варианте этого процесса в верхнюю часть реторты подавался воздух, нагретый за счет выжигания коксовых отложений на отработанном сланце. Образующиеся при окислении дымовые газы нагревали сланец. Такой вариант был отработан на демонстрационной установке производительностью до 127 м/сут смолы из 1200 т/сут сланца. Однако температура в реторте достигала 1200 °С, из-за чего выход смолы не превышал 75% от потенциала. В связи с этим процесс модифицировали и в качестве теплоносителя стали использовать циркулирующий газ, нагретый до 510-540 °С в огневом нагревателе. Переработка сланца в бескислородной атмосфере при низкой температуре и малом времени пребывания в аппарате обеспечила получение смолы хорошего качества с выходом, достигающим потенциала, а на отработанном сланце оставалось только 4 % отложений кокса.

В процессе TOSCO-II (США) реторта выполнена в виде вращающейся горизонтальной барабанной печи. Разложение предварительно размолотого до фракции 0-12 мм сланца происходит за счет его смешения с керамическими шарами диаметром 15 мм, предварительно нагретыми дымовыми газами в отдельном аппарате. Продукты разложения поступают в отстойник, где очищаются от пыли и разделяются на жидкость и газ. Шары отделяются от горячего отработанного сланца в цилиндрическом барабане и вновь нагреваются. Процесс отличается хорошей теплопередачей и высоким выходом смолы. Однако он сложен с точки зрения технологического оформления и требует большого расхода воды для конденсации жидких продуктов и предотвращения распыливания тонкоизмельченного отработанного сланца. Процесс Т05С0-11 испытан на демонстрационной установке производительностью до 1000 т/сут сланца.

В Бразилии разработан процесс «Petrosik», в котором дробленый сланец (куски размером до 15 см) подается в верхнюю часть вертикальной реторты и движется по ней вниз под действием собственной массы, проходя последовательно зоны нагрева, перегонки и охлаждения. Источником тепла служит предварительно подогретый поток циркулирующего газа, вводимый в среднюю часть реторты. Другой поток холодного циркулирующего газа вводится в низ аппарата, где нагревается за счет тепла движущегося отработанного сланца. В этом процессе путем тщательного контроля и регулирования температуры удается избежать спекания шлака, что характерно для процессов с гравитационной подачей сырья. Процесс «Petrosik» реализован на опытной установке, которая при переработке 2200 т/сут сланца обеспечивает производство 159 м/сут смолы, 36,5 тыс. м/сут высококалорийного газа и 17 т/сут серы.

Основной базой сланцевой промышленности СССР служит Прибалтийский бассейн, где переработка сланцев ведется с 1920-х годов. На месторождениях этого бассейна добывается сапропелевый сланец-кукерсит с высоким содержанием керогена. Теплота сгорания кукерсита составляет 12,6-13,4 МДж/кг, содержание серы - около 1,5% (масс). Выход смолы из него достигает 22-24% (масс). В первичной смоле содержится много фенолов (до 28%), около 30% углеводородов, 35% нейтральных кислородсодержащих соединений и 2-3% асфальтенов. В составе углеводородной части смолы около 30% занимают олефины . В небольших масштабах находят также применение высокосернистые сапропелево-гумусовые сланцы Волжского бассейна.

Химическое направление позволяет значительно улучшить экономику сланцепереработки и в складывающихся условиях развития топливно-энергетического баланса страны оно, очевидно, будет доминировать в перспективе. По физико-химическим свойствам получаемая при перегонке сланцев смола отличается от природной нефти большей вязкостью, плотностью, высоким содержанием азота и кислорода. Свойства смолы в определенной мере зависят и от способа ее получения (табл. 3.13) . Так как первичная сланцевая смола имеет высокую температуру застывания, обычно превышающую 20 °С, для получения из нее моторных топлив требуется предварительная переработка смолы, например коксование или гидрирование. Смола, не прошедшая предварительную обработку, транспортируется до перерабатывающих предприятий по специальным трубопроводам с обогревом. Определенную трудность при гидроочистке смолы может представлять наличие в ней твердых взвешенных частиц, которые должны удаляться центрифугированием или отгонкой тяжелого остатка. Гидроочистку смолы можно проводить без ее предварительного фракционирования с применением технологии гидрообессеривания нефтяных остатков. При этом для полного удаления азота потребуется от 260 до 350 м водорода на 1 м смолы (в зависимости от ее качества). Однако более целесообразно гидроочистку проводить до содержания азота в смоле л;0,15% (масс), а затем после фракционирования подвергать гидроочистке бензин, средние дистилляты и газойль раздельно. В таком варианте общий расход водорода на очистку 1 м смолы составит в среднем «280 м.

Таблица 1. Свойства сланцевой смолы, полученной при переработке колорадских сланцев

При небольших объемах производства сланцевая смола может перерабатываться в смеси с обычной нефтью на действующих нефтеперерабатывающих предприятиях. При высоких объемах производства требуется создание специализированных заводов, на которых наряду с обычными процессами нефтепереработки должны быть предусмотрены процессы гидроочистки и производства водорода повышенной мощности.

4. Битумы

Битумы это (от лат. bitumen -- горная смола) -- твёрдые или смолоподобные продукты, представляющие собой смесь углеводородов и их азотистых, кислородистых, сернистых и металлосодержащих производных. Битумы не растворимы в воде, полностью или частично растворимы в бензоле, хлороформе, сероуглероде и др. органических растворителях; плотностью 0,95--1,50 г/смі. Свойства битумов зависят от способов производства, качества сырья (природы перерабатываемой нефти), а также от параметров процесса термолиза - температуры, давления, продолжительности. Получение высококачественных битумов из нефтей разной природы (компонентый состав) возможно при правильном определении не только вклада того или иного процесса в общую технологическую схему производства, но и последовательности их проведения Битум -- это продукт черного цвета с плотностью около единицы, с низкой тепло- и электропроводностью. Он прекрасно противостоит воздействию различных химических реагентов, водо- и газонепроницаем, устойчив к действию различных видов радиации и длительному тепловому воз действию. Именно такие ценные качества битумов в сочетании с низкой стоимостью и массовым производством сделали их незаменимыми во многих областях хозяйства. Будучи веществом аморфным, битум не имеет температуры плавления. Переход от твердого состояния к жидкому характеризуется температурой размягчения, которая обычно определяется по методу «кольца и шара». Твердость битумов оценивается путем измерения пенетрации, а пластичность - растяжимостью (дуктильностью). Битумы не растворимы в воде, полностью или частично растворимы в бензоле, хлороформе, сероуглероде и др. органических растворителях; плотностью 0,95--1,50 г/см3.

5. Переработка природных битумов

Природные битумы -- это составная часть горючих ископаемых. К ним относятся естественные производные нефти, образующиеся при нарушении консервации её залежей в результате химического и биохимического окисления, например асфальты, кериты, мальты, озокериты и др. Добычу проводят главным образом карьерным или шахтным способом (Битуминозные пески). Искусственные (технические) битумы -- это остаточные продукты переработки нефти, каменного угля и сланцев. По составу сходны с природными битумами. Битум с давних пор является одним из наиболее известных инженерно-строительных материалов. Его адгезионные и гидрофобные свойства использовались уже на заре цивилизации. Природные битумы -- это составная часть горючих ископаемых. К ним относятся естественные производные нефти, образующиеся при нарушении консервации её залежей в результате химического и биохимического окисления, например асфальты, кериты, мальты, озокериты и др. Добычу проводят главным образом карьерным или шахтным способом (Битуминозные пески). Искусственные (технические) битумы -- это остаточные продукты переработки нефти, каменного угля и сланцев. По составу сходны с природными битумами. Битум с давних пор является одним из наиболее известных инженерно-строительных материалов. Его адгезионные и гидрофобные свойства использовались уже на заре цивилизации. В составе природных битумов выделяют классы мальт, асфальтов, асфальтитов и керитов, различающиеся по консистенции и содержанию масел. Основные скопления битумов по составу подразделяют на высокосернистые с переменным содержанием кислорода и высококислородные в большинстве случаев с незначительным содержанием серы. Первые представлены классами мальт, асфальтов и асфальтитов, а вторые - керитами.

По своей природе и свойствам к природным битумам тесно примыкают тяжелые (высоковязкие) нефти, которые при применении обычных скважинных методов добычи не могут быть извлечены из недр или извлекаются с предельно низкими коэффициентами нефтеотдачи. Тяжелые (высоковязкие) нефти рассматриваются как переходное звено между нефтями и битумами.

Единый стандарт на классификацию тяжелых природных углеводородов не выработан, но на практике в качестве основных классификационных параметров, по которым разграничиваются обычные, тяжелые нефти и природные битумы, используют, как правило, плотность, вязкость и. содержание масел

Природные битумы и тяжелые нефти отличаются от обычных нефтей не только повышенными плотностью и вязкостью, но и высоким содержанием серы и металлов и повышенной коксуемостью. Извлеченный из породы битум при 20 °С представляет собой полутвердую массу, а при 150 °С он превращается в густую жидкость, которая становится текучей при дальнейшем нагревании. Такие свойства битумов затрудняют их перекачку по трубопроводам и требуют предварительного облагораживания на месте добычи. Получаемая при этом, так называемая, синтетическая нефть может поставляться для дальнейшей переработки на действующие или специально создаваемые нефтеперерабатывающие предприятия. Затраты на облагораживание составляют около 50% стоимости синтетической нефти. Около 30% энергии, содержащейся в добываемом битуме, расходуется на его отделение от породы и облагораживание.

Опыт промышленной эксплуатации установок облагораживания природных битумов имеется только в Канаде. На предприятии «Suncor» получение синтетической нефти из битума месторождения Атабаска проводится по схеме, показанной на рис

Таблица 2. Характеристика нефтей и природных битумов

Добытая в карьере горная масса подвергается дроблению и экстракции горячей водой, паром и раствором щелочи. Далее для обеспечения подвижности битум нагревается и смешивается с широкой бензиновой фракцией. Последняя после центрифугирования смеси возвращается в процесс смешения. Извлеченный же битум подвергается замедленному коксованию. Получаемый при этом сернистый кокс используют как энергетическое топливо, а смесь жидких продуктов коксования, выход которых достигает 79% на исходное сырье, разделяют на бензиновую, керосино-газойлевую и тяжелую газойлевую фракции. Они проходят раздельную гидроочистку и вновь смешиваются, образуя синтетическую нефть. Эта нефть имеет вязкость 3 мм/с, плотность 865 кг/м, температуру застывания - 45 °С, коксуемость 0,2% (масс.) и содержит 0,1% (масс.) серы и 0,04% (масс.) азота. Для нее характерно относительно низкое содержание бензиновой фракции-18% (масс.) при высокой доле среднего дистиллята [47% (масс.).]. Такое соотношение считается благоприятным для дальнейшей переработки в связи с тенденцией дизелизации автомобильного транспорта.

На комплексе «Suncrude» технологическая схема переработки битума в целом аналогична схеме предприятия «Suncor». Отличие заключается в том, что вместо замедленного коксования здесь используется коксование в псевдоожиженном слое с последующей газификацией кокса по технологии процесса «Флексикокинга». При этом выход синтетической нефти на исходный битум достигает 85% (масс.) при выходе балансового кокса 10% (масс). Преимуществом «Флексикокинга», помимо более высокого выхода жидких продуктов, является возможность превращения кокса в газ с теплотой сгорания 3,7-4,8 МДж/м

Рисунок 2. Схема производства синтетической нефти из природных битумов 1-дробилка; 2 - экстрактор; 3 -вибросита; 4 - первичный сепаратор; 5 - вторичный сепаратор; б - центрифуга; 7 - колонна отгонки широкой бензиновой фракции; 8 - установка замедленного коксования; 9 - фракционирующая колонна; 10 -установка гидроочисткн; 11-13 - емкости очищенных фракций; I - битумосодержащая порода; II -горячая вода; III- пар; IV -щелочь; V -отработанная порода и вода; VI- битум; VII -жидкие продукты коксования; VIII- кокс; IX. - газ; X- бензиновая фракция; XI-XII - легкая и тяжелая газойлевые фракции соответственно; XIII-XVI- очищенные газ и жидкие фракции; XVII -сера; XVIII -синтетическая нефть на переработку

После удаления сероводорода газ можно использовать в качестве энергетического топлива, не загрязняющего окружающую среду. Вместе с тем самому процессу присущ повышенный выброс диоксида серы, достигающий 3,2 кг/м перерабатываемого битума.

В целях повышения выхода и улучшения состава синтетической нефти, а также снижения выбросов SО2 предлагается включить в состав комплекса «Syncrude» процесс гидрокрекинга части выделенного из породы битума. Получаемый экстракцией битум содержит около 1,5% (масс.) твердых частиц и 300 мг/кг металлов и его нельзя использовать в качестве сырья гидрокрекинга, проводимого на стационарном катализаторе. Поэтому предлагается процесс осуществлять в реакторе с псевдоожиженным слоем катализатора, в котором возможны непрерывные отвод и подача последнего. В качестве наиболее оптимального варианта рекомендуется гидрокрекинг с относительно низкой степенью конверсии битума (55-65%). При этом остаток гидрокрекинга должен направляться на существующую установку «Флексикокинг» в смеси с битумом, что обеспечивает существенное снижение суммарных выбросов диоксида серы и понижает содержание серы в коксе .

Возможным вариантом получения синтетической нефти может быть гидрокрекинг битума без комбинирования с коксованием или другими процессами. При этом отпадает необходимость в гидроочистке дистиллятов, образующих синтетическую нефть, но расход водорода на процесс высок. Например, гидрокрекинг природного битума Татарии проводился на лабораторной установке при 450 °С и 3 МПа в присутствии алюмокобальтмолибденового катализатора, рециркулята и разбавителя. Содержание фракций, выкипающих до 350 °С, в продукте процесса составило 78% (масс.) против их потенциала в исходном сырье не более 26,7% (масс); содержание серы снизилось с 4,0 до 0,38% (масс), расход водорода составил 2,4% (масс.) на исходное сырье .

Предложен вариант переработки природных битумов с использованием процесса, аналогичного термическому растворению углей . В этом процессе, получившем название DRB («Dоnоr Refined1 Вitumen»), от битума предварительно отгоняют содержащиеся в нем дистиллятные фракции, а остаток с температурой кипения выше 500 °С смешивают с растворителем-донором водорода. В качестве последнего используют циркулирующий продукт процесса, который предварительно гидрируют для восстановления донорной способности. При температуре 410-460 °С и давлении 3,5-5,5 МПа степень конверсии вакуумного остатка битума в более легкие продукты достигает 70% (масс). При смешении этих продуктов с легким отгоном битума получается синтетическая нефть, которая не содержит остаточных фракций. Расход водорода в этом процессе составляет 53,5 м на 1 м3 битума.

Технико-экономические расчеты по основным процессам получения синтетической нефти из природных битумов Атабаски показали, что капитальные вложения для их сооружения примерно одинаковы. Но применение только гидрокрекинга требует более высокого расхода водорода и привлечения значительных ресурсов природного газа или другого углеводородного сырья для его получения. При действующих в настоящее время внутрисоюзных ценах на нефть себестоимость 1 т товарной продукции из природных битумов, получаемой коксованием в псевдоожиженном слое или гидрокрекингом, будет превышать себестоимость такой же продукции из обычной нефти соответственно на 17,5 и 19,8 руб. .

Таблица 3. Технико-экономические показатели процессов переработки природных битумов Атабаски

3. Крекинг ожиженого сырья

Для отделения от ожиженного угля механических неорганических примесей и получения продуктов меньшей молекулярной массы производим нагревание ожиженного угля. Температура процесса 450-500°С. В результате из ожиженного угля получаются компоненты высокооктановых бензинов, газойлей (компоненты флотских мазутов, газотурбинных и печных топлив), бензиновых фракций, реактивных и дизельных топлив, нефтяных масел. Крекинг протекает с разрывом связей С--С и образованием свободных радикалов или карбанионов. Одновременно с разрывом связей С--С происходит дегидрирование, изомеризация, полимеризация и конденсация как промежуточных, так и исходных веществ. В результате последних двух процессов образуются крекинг-остаток (фракция с температурой кипения более 350 °C) и нефтяной кокс.

4. Фракционная дистилляция пиролизной жидкости.

Полученная нефтяная жидкость после крекинг процесса подвергается процессу фракционной дистилляции для получения чистых товарных топлив. Дистилляция основана на различии в составах жидкости и образующегося из нее пара. Осуществляется путем частичного испарения жидкости и послед. конденсации пара. Отогнанная фракция (дистиллят) обогащена относительно более летучими (низкокипящими) компонентами, а неотогнанная жидкость (кубовый остаток) - менее летучими (высококипящими). Очистка веществ дистилляцией основана на том, что при испарении смеси жидкостей пар получается обычно иного состава - происходит его обогащение легкокипящим компонентом смеси. Поэтому из многих смесей можно удалить легко кипящие примеси или, наоборот, перегнать основное вещество, оставив трудно кипящие примеси в перегонном аппарате. Этим объясняется широкое использование дистилляции в производстве чистых веществ. Кубовый остаток возвращается в начало технологического процесса для получения угольной пасты.

Список используемой литературы

1. Баликоев В., Мордкови В. Как из газа сделать нефть. postnauka.ru/

2. Грушевенко Е.В. Сланцевая нефть: технологии, экономика, экология. // ИНЭИ РАН, Экологический Вестник России

3. Зеленцова Жанна. Производство синтетической нефти. Обзор технологий и перспективы применения в России. http://pronedra.ru/

4. Салихов Р.М., Стельман Г.П. Горючие сланцы - реальная альтернатива нефти

Размещено на Allbest.ru