Образование каменного угля и его добыча в наше время. Нефть и каменный уголь


"Нефть, природный и попутный нефтяной газ и каменный уголь"

Выдержка из работы

Бюджетное профессиональное образовательное учреждение

Воронежской области

Россошанский медицинский колледж

Реферат

Тема: «Нефть, природный и попутный нефтяной газ и каменный уголь»

Выполнила студентка 101 группы

Ковальской Виктории

Проверила преподаватель: Гринёва Н. А.

Оценка:

г. Россошь 2015

Введение

Нефть, природный и попутные газы, каменный уголь.

Основными источниками углеводородов являются природный и попутные нефтяные газы, нефть и каменный уголь.

Нефть

крекинг нефть газ уголь

Нефть — жидкое горючее ископаемое темно-бурого цвета с плотностью 0,70 — 1,04 г/см?. Нефть представляет собой сложную смесь веществ — преимущественно жидких углеводородов. По составу нефти бывают парафиновыми, нафтеновыми и ароматическими. Однако наиболее часто встречается нефть смешанного типа. Кроме углеводородов, в состав нефти входят примеси органических кислородных и сернистых соединений, а также вода и растворенные в ней кальциевые и магниевые соли. Содержатся в нефти и механические примеси — песок и глина. Нефть — ценное сырье для получения высококачественных видов моторного топлива. После очистки от воды и других нежелательных примесей нефть подвергают переработке. Основной способ переработки нефти — перегонка. Она основана на разнице температур кипения углеводородов, входящих в состав нефти. Поскольку нефть содержит сотни различных веществ, многие из которых имеют близкие температуры кипения, выделение индивидуальных углеводородов практически невозможно. Поэтому перегонкой нефть разделяют на фракции, кипящие в довольно широком интервале температур. Перегонкой при обычном давлении нефть разделяют на четыре фракции: бензиновую (30−180 °С), керосиновую (120−315 °С), дизельную (180−350 °С) и мазут (остаток после перегонки). При более тщательной перегонке каждую из этих фракций можно разделить еще на несколько более узких фракций. Так, из бензиновой фракции (смесь углеводородов С5 — С12) можно выделить петролейный эфир (40−70 °С), собственно бензин (70−120 °С) и лигроин (120−180 °С). В состав петролейного эфира входят пентан и гексан. Он является прекрасным растворителем жиров и смол. Бензин содержит неразветвленные предельные углеводороды от пентанов до деканов, циклоалканы (циклопентан и циклогексан) и бензол. Бензин после соответствующей переработки применяется в качестве горючего для авиационных и автомобильных

ДВС. Лигроин, содержащий в своем составе углеводороды С8 — С14 и керосин (смесь углеводородов С12 — С18) используют как горючее для бытовых нагревательных и осветительных приборов. Керосин в больших количествах (после тщательной очистки) применяют в качестве горючего для реактивных самолетов и ракет.

Дизельная фракция нефтеперегонки — горючее для дизельных двигателей. Мазут представляет собой смесь высококипящих углеводородов. Из мазута путем перегонки под уменьшенным давлением получают смазочные масла. Остаток от перегонки мазута называется гудроном. Из него получают битум. Эти продукты используются в дорожном строительстве. Мазут применяют и как котельное топливо.

Основным способом переработки нефти являются различные виды крекинга, т. е. термокаталитического превращения составных частей нефти. Различают следующие основные виды крекинга.

Термический крекинг — расщепление углеводородов происходит под воздействием высоких температур (500−700 оС). Например, из молекулы предельного углеводорода декана С10Н22образуются молекулы пентана и пентена:

С10Н22 > С5Н12 + С5Н10

пентан пентен

Каталитический крекинг проводят также при высоких температурах, но в присутствии катализатора, что позволяет управлять процессом и вести его в нужном направлении. При крекинге нефти образуются непредельные углеводороды, которые находят широкое применение в промышленном органическом синтезе

Природный и попутный нефтяной газы

Природный газ. В состав природного газа входит в основном метан (около 93%). Кроме метана природный газ содержит еще и другие углеводороды, а также азот, СО2, и часто — сероводород. Природный газ при сгорании выделяет много тепла. В этом отношении он значительно превосходит другие виды топлива. Поэтому 90% всего количества природного газа расходуется в качестве топлива на местных электростанциях, промышленных предприятиях и в быту. Остальные 10% используют как ценное сырье для химической промышленности. С этой целью из природного газа выделяют метан, этан и другие алканы. Продукты, которые можно получить из метана имеют важное промышленное значение.

Попутные нефтяные газы. Они растворены под давлением в нефти. При ее извлечении на поверхность давление падает, и растворимость уменьшается, в результате чего газы выделяются из нефти. Попутные газы содержат метан и его гомологи, а также негорючие газы — азот, аргон и СО2. Попутные газы перерабатывают на газоперерабатывающих заводах. Из них получают метан, этан, пропан, бутан и газовый бензин, содержащий углеводороды с числом атомов углерода 5 и больше. Этан и пропан подвергают дегидрированию и получают непредельные углеводороды — этилен и пропилен. Смесь пропана и бутана (сжиженный газ) применяют как бытовое топливо. Газовый бензин добавляют к обычному бензину для ускорения его воспламенения при запуске ДВС.

Каменный уголь

Каменный уголь. Переработка каменного угля идет по трем основным направлениям: коксование, гидрирование и неполное сгорание. Коксование происходит в коксовых печах при температуре 1000−1200 °С. При этой температуре без доступа кислорода каменный уголь подвергается сложнейшим химическим превращениям, в результате которых образуется кокс и летучие продукты. Остывший кокс отправляют на металлургические заводы. При охлаждении летучих продуктов (коксовый газ) конденсируются каменноугольная смола и аммиачная вода. Несконденсированными остаются аммиак, бензол, водород, метан, СО2, азот, этилен и др. Пропуская эти продукты через раствор серной кислоты выделяют сульфат аммония, который используется в качестве минерального удобрения. Бензол поглощают растворителем и отгоняют из раствора. После этого коксовый газ используется как топливо или как химическое сырье. Каменноугольная смола получается в незначительных количествах (3%). Но, учитывая масштабы производства, каменноугольная смола рассматривается как сырье для получения ряда органических веществ. Если от смолы отогнать продукты, кипящие до 350 °C, то остается твердая масса — пек. Его применяют для изготовления лаков. Гидрирование угля осуществляется при температуре 400−600 °С под давлением водорода до 25 МПа в присутствии катализатора. При этом образуется смесь жидких углеводородов, которая может быть использована как моторное топливо. Достоинством этого метода является возможность гидрирования низкосортного бурого угля. Неполное сгорание угля дает оксид углерода (II). На катализаторе (никель, кобальт) при обычном или повышенном давлении из водорода и СО можно получить бензин, содержащий предельные и непредельные углеводороды:

nCO + (2n+1)h3 > Cnh3n+2 + nh3O;

nCO + 2nh3 > Cnh3n + nh3O.

Если сухую перегонку угля проводить при 500−550 °С, то получают деготь, который наряду с битумом используется в строительном деле как связующий материал при изготовлении кровельных, гидроизоляционных покрытий (рубероид, толь и др.).

На сегодняшний день существует серьезная опасность экологической катастрофы. На земле практически нет места, где природа не потерпела бы от деятельности промышленных предприятий и жизнедеятельности человека. При работе с продуктами перегонки нефти нужно следить, чтобы они не попадали в почву и водоемы. Почва, пропитанная нефтепродуктами, теряет плодородие на многие десятки лет, и его очень трудно восстановить. Только за 1988 г. при повреждении нефтепроводов в одно из крупнейших озер попало около 110 000 т нефти. Известны трагические случаи слива мазута и нефти в реки, в которых происходит нерест ценных пород рыб. Серьезную опасность загрязнения воздуха представляют ТЭС, работающие на угле, -- они являются основным источником загрязнения. Отрицательно воздействуют на водоемы ГЭС, работающие в равнинах рек. Хорошо известно, что автомобильный транспорт сильно загрязняет атмосферу продуктами неполного сгорания бензина. Перед учеными стоит задача к минимуму сократить степень загрязнения окружающей среды.

Заключение

Природная нефть всегда содержит воду, минеральные соли и разного рода механические примеси. Поэтому, прежде чем поступить на переработку, природная нефть подвергается обезвоживанию, обессоливанию и ряду других предварительных операций.

Особенности перегонки нефти:

1. Способ получения нефтепродуктов путем отгонки из нефти одной фракции за другой подобно тому, как это осуществляется в лаборатории, для промышленных условий неприемлем.

2. Он очень непроизводителен, требует больших затрат и не обеспечивает достаточно четкого распределения углеводородов по фракциям в соответствии с их молекулярной массой.

Всех этих недостатков лишен способ перегонки нефти на непрерывно действующих трубчатых установках:

1. Установка состоит из трубчатой печи для нагревания нефти и ректификационной колонны, где нефть разделяется на фракции (дистилляты) отдельные смеси углеводородов в соответствии с их температурами кипения — бензин, лигроин, керосин и т. д. ;

2. В трубчатой печи расположен в виде змеевика длинный трубопровод;

3. Печь обогревается горящим мазутом или газом;

4. По трубопроводу непрерывно подается нефть, в нем она нагревается до 320−350 °C и в виде смеси жидкости и паров поступает в ректификационную колонну.

Особенности природного газа.

1. Основная составная часть природного газа — метан.

2. Кроме метана, в природном газе присутствуют этан, пропан, бутан.

3. Обычно чем выше молекулярная масса углеводорода, тем меньше его содержится в природном газе.

4. Состав природного газа различных месторождений неодинаков. Средний состав его (в процентах по объему) следующий: а) СН4 — 80−97; б) С2Н6 — 0,5−4,0; в) С3Н8 — 0,2−1,5.

5. В качестве горючего природный газ имеет большие преимущества перед твердым и жидким топливом.

6. Теплота сгорания его значительно выше, при сжигании он не оставляет золы.

7. Продукты сгорания значительно более чистые в экологическом отношении.

8. Природный газ широко используется на тепловых электростанциях, в заводских котельных установках, различных промышленных печах.

Способы применения природного газа

1. Сжигание природного газа в доменных печах позволяет сократить расход кокса, снизить содержание серы в чугуне и значительно повысить производительность печи.

2. Использование природного газа в домашнем хозяйстве.

3. В настоящее время он начинает применяться в автотранспорте (в баллонах под высоким давлением), что позволяет экономить бензин, снижать износ двигателя и благодаря более полному сгоранию топлива сохранять чистоту воздушного бассейна.

4. Природный газ — важный источник сырья для химической промышленности, и роль его в этом отношении будет возрастать.

5. Из метана получают водород, ацетилен, сажу.

Особенности попутного нефтяного газа:

1. попутный нефтяной газ по своему происхождению тоже является природным газом;

2. особое название он получил потому, что находится в залежах вместе с нефтью — он растворен в ней и находится над нефтью, образуя газовую «шапку»; 3) при извлечении нефти на поверхность он вследствие резкого падения давления отделяется от нее.

Способы применения попутного нефтяного газа.

1. Прежде попутный газ не находил применения и тут же на промысле сжигался.

2. В настоящее время его все в большей степени улавливают, так как он, как и природный газ, представляет собой хорошее топливо и ценное химическое сырье.

3. Возможности использования попутного газа даже значительно шире, чем природного; наряду с метаном в нем содержатся значительные количества других углеводородов: этана, пропана, бутана, пентана.

Каменный уголь:

Каменный уголь -- один из самых ценных топливно-энергетических ресурсов человечества. Его называют иногда окаменевшим солнечным светом. В результате длительного разложения и химического преобразования гигантских масс отмерших деревьев и трав, которое происходило в так называемый каменноугольный период--210--280 млн. лет назад, в недрах накопилась подавляющая часть сегодняшних запасов этого сырья. Мировые запасы его превышают 15 триллионов тонн. Каменного угля на нашей планете извлекают много больше, чем любого другого полезного ископаемого: примерно 2,5 млрд. т в год, или около 700 кг на каждого жителя Земли.

Применение каменного угля очень разнообразно и широко. Его используют для выработки электроэнергии на тепловых электростанциях, а также сжигают и для других энергетических целей; из него получают кокс для металлургического производства, а при химической переработке делают еще около 300 различных продуктов промышленности. В последнее время возрастает потребление каменного угля для новых целей -- получения горного воска, пластмасс, газообразного высококалорийного топлива, высокоуглеродистых углеграфитовых композиционных материалов, редких элементов -- германия и галлия.

Многие века каменный уголь был и остается одним из основных видов технологического и энергетического топлива, а его значение как сырья для химической промышленности все более возрастает. Поэтому разведываются все новые месторождения угля, строятся карьеры и шахты для его добычи.

Список литературы

1. Алёна Игоревна Титаренко. Шпаргалка по органической химии

. ur

Показать Свернуть

gugn.ru

Образование каменного угля и его добыча в наше время

В статье рассказывается про образование каменного угля, в каких сферах он применяется, что из него изготавливают, а также каким способом добывают полезное ископаемое.

Начало

образование каменного угля

Человечество овладело огнем в незапамятные времена и быстро осознало его полезность. Костер не только защищал от диких животных и холода, на нем можно было готовить пищу, которую могли прожевать старики и дети, что серьезно увеличило выживаемость всей людской популяции. На протяжении всей истории огонь был неизменным спутником человека. В начале XVIII века с развитием первой промышленности возникла необходимость в новом виде топлива, и таким стал каменный уголь. Как происходит образование каменного угля, где он применяется и в чем его особенность? В этом мы и разберемся.

Наследие доисторических времен

Согласно энциклопедическому определению, каменный уголь – это останки древних растений и их частей, они в глубине Земли под давлением и без доступа кислорода превратились в этот полезный вид топлива, которым сейчас пользуется весь мир.

Основной период образования каменного угля по некоторым подсчетам ученых начался около 400 млн лет назад. Тогда большую часть Земли покрывали болота и густые влажные леса. В болотах, где гниение и отмирание растений происходило быстрее, последние собирались в пласты, которые в обедненной кислородом воде превращались в торф. Затем спустя время под давлением других слоев растительной органики торф постепенно теряет жидкость и газы, в конечном итоге превращается в каменный уголь.

Широкое образование каменного угля по предположениям ученых в скором времени прекратилось из-за грибов, которые вызвали так называемую белую гниль. Процесс этот препятствовал превращению торфа в его следующее каменное состояние.

Если для его получения нужно давление больший глубин, то почему существуют и наружные выходы этого ископаемого? Все дело в том, что за эти 400 млн лет земная кора претерпела множество изменений, и из-за ее движений некоторые залежи продвигались на поверхность или же, наоборот, оказывались еще глубже. И кстати, почти в любом школьном или краеведческом музее можно отыскать плоские куски угля, на которых четко видны отпечатки доисторических растений, чаще всего папоротника.

Полезные ископаемые: каменный уголь и его роль в Российской промышленности

полезные ископаемые каменный уголь

Вплоть до середины XVIII в Российской Империи этот вид топлива нигде не применялся. Однако еще Петр Первый в 1696 году, возвращаясь из Азовского похода, оценил перспективу горючего минерала и предрек его полезность и широкое применение потомками.

А начиная с 1722 года все тот же Петр Первый отдал приказ промышленникам и геологам начать широкие поиски этого ископаемого. И это принесло плоды: залежи были открыты в ряде мест.

Но свое широкое применение нашли лишь в первой четверти XIX полезные ископаемые. Каменный уголь именно тогда дал мощный толчок промышленности. Ведь это дешевое, эффективное и относительно простое в добыче топливо, которое непорядок превосходит дерево или иные виды.

В чем ценность?

как образуется каменный уголь

Каменный уголь – это горючий материал, который благодаря своим большим запасам совершил промышленную революцию. В начале XIX века с помощью него стали в огромных масштабах изготавливать чугун, отапливать дома, он стал источником питания для пароходов и всей паровой техники. В отличии от нефти или газа, его добыча более простая и сопряжена с меньшим риском. После поднятия из глубин земли и сортировки, он сразу же готов к сжиганию без всякой дополнительной обработки. Но обо всем по порядку. С тем, как образуется каменный уголь, мы разобрались, но где он еще применятся, помимо печей, и что из него изготавливают?

Применение

образование каменного угля полезные ископаемые

Из угля также делают искусственный графит, который используется в карандашах, химии или в качестве деталей для электродвигателей. В годы Второй мировой войны немецкие технологи производили из него бензин. Вернее, сначала нефть, а уже потом очищенное топливо. Таким же образом уголь можно газифицировать. Правда, процесс этот затратный и широко не используется. Также в качестве сопутствующего материала при добыче из него извлекают ванадий, галлий, цинк, свинец, молибден.

Так что мы разобрались с тем, как образуется каменный уголь и в чем его ценность.

Опасность

Помимо положительных свойств, добыча и использование этого вещества влечет за собой ряд серьезных опасностей. Это сильное загрязнение окружающей среды. При сжигании килограмма угля получается 2,93 килограмма углекислоты, которая постепенно и медленно, но все же усиливает парниковый эффект на Земле.

Вторая опасность - это влияние на здоровье шахтеров. В забое высокое содержание угольной пыли, защищаясь от нее, людям приходится использовать респираторы, которые затрудняют дыхание, и как следствие, газовый обмен. К тому же топливо содержит ряд опасных для живых существ элементов, таких как ртуть и свинец.

Так что теперь мы знаем о таком процессе, как образование каменного угля. Полезные ископаемые по подсчетам ученых рано или поздно закончатся, и это веская причина подумать о переходе на альтернативные источники питания.

fb.ru

Каменные угли месторождения и запасы

    Природные газы, нефть и каменный уголь — основные источники углеводородов. По запасам природного газа первое место в мире принадлежит СССР, где известно более 200 месторождений. [c.304]

    И, следовательно, дорогими.. Используя более подходящее исходное сырье, такое, как вещества растительного и животного происхождения, каменный уголь, нефть и природный газ, мы придем к сравнительно менее сложным и более экономичным процессам. Выбор того или иного вида сырья будет определяться рядом факторов, например его доступностью и стоимостью по сравнению с другими видами сырья в месте расположения предприятия, характером выпускаемого продукта, наличием подходящей технологии его производства, проектируемой мощностью предприятия, наличием необходимого капитала для его строительства, величиной трудовых затрат, а также наличием и стоимостью воды, пара и электроэнергии. Кроме того, каждый из перечисленных выше видов сырья имеет свои преимущества и недостатки, которые в конкретной ситуации могут стать решающими. Так, в нефти отношение водорода к углероду выше, чем в каменном угле (1,8 по сравнению с 0,8), что делает ее более предпочтительным сырьем для получения углеводородов к тому же транспортировка нефти в крупных танкерах обходится дешевле. Однако месторождения нефти имеются не во всех странах, и в зависимости от политической обстановки в мире нехватка нефти в тех или иных странах мож ет заставить их использовать местные запасы каменного угля (как это случилось в Германии во время второй мировой войны и происходит в настоящее время в США, которые, оказавшись перед лицом истощения своих запасов природного газа, активизировали исследования в области газификации каменного угля). [c.19]

    Районы расположения угольных месторождений Запасы, млрд. т Каменный уголь Бурый уголь [c.337]

    Уголь. Месторождения каменного угля расположены в долине р. Замбези, вблизи г. Тете. Общие запасы угля оцениваются по разным данным от 100 млн. т до 700 млн. т. Условия залегания углей благоприятные. Угли хорошего качества. При небольших размерах (200—275 тыс. т в год) добыча угля имеет для страны важное практическое значение. [c.87]

    Объективная оценка разведанных запасов горючих полезных ископаемых планеты показывает, что основным топливом третьего тысячелетия будет каменный уголь. Газоносные угольные месторождения считаются нетрадиционными источниками углеводородных газов. Угольный метан в пересчете на условное топливо занимает в мире тре-тье-четвертое место после угля, нефти и природного газа. [c.57]

    Основным недостатком разработки пластов каменной соли буровыми скважинами, работающими по принципу прямотока или противотока, является малая степень использования запасов каменной соли нижняя часть пласта практически не растворяется, и запасы месторождения используются всего на 10—15%. Вторым существенным недостатком этих методов выщелачивания является то, что потолком камеры (где растворение идет с наибольшей скоростью) служат нерастворимые породы, покрывающие пласт соли поэтому потолок камеры не подвергается растворению, а угол наклона боковых стенок все время уменьшается, что приводит к уменьшению производительности скважины. Грязь, оседая на пологих стенках, полностью прекращает их растворение. [c.130]

    Ограниченность запасов нефти на разведанных нефтяных месторождениях приводит к необходимости использования для производства моторных топлив других полезных ископаемых. В качестве наиболее перспективных сырьевых ресурсов в настоящее время рассматриваются попутный нефтяной и природный газы, каменный и бурый уголь [3.1—3.6]. Перспективным сырьем для производства синтетических моторных топлив являются биомасса, древесина, торф [3.7-3.8]. Местные потребности в энергоносителях могут быть удовлетворены при использовании горючих сланцев и битуминозных песков, которые используются в качестве сырья для производства моторных топлив [3.9-3.10]. [c.70]

    Приведенные выше оценки содержания метана в угольных месторождениях России объединяют все формы нахождения его в угольном пласте, т. е. включают в себя как свободный газ, так и связанный с породой (адсорбированный и абсорбированный). Между тем теорией и практикой освоения традиционных газовых месторождений в различного типа коллекторах установлено, что породы с твердым скелетом, к которым относится и каменный уголь средней и высокой стадии катагенеза, являются коллектором, только когда их открытая пористость превышает 6 %. Породы с пористостью ниже этого предела практически не отдают газ и исключаются из подсчета запасов залежи, месторождения, С учетом этого предела определяются эффективные мощности коллектора в залежи. Применительно к угольному пласту из оценки свободного газа необходимо исключить ресурсы газа в углях высокой степени катагенеза и низкопоровых разностях более низкой стадии. [c.28]

    Южнее месторождений в районе Вишеры находится Ки-зеловское месторождение каменного угля с зольностью 35% и содержанием серы 8,8%. Некоторая часть запасов залегает на глубине до 1800 м. Разработка месторождений значительно затруднена из-за сложных тектонических нарушений и водообиль-ности. Добываемый здесь уголь поступает на металлургические, химические и газовые заводы Западного Урала. [c.132]

    Уголь. Основное практическое значение имеет месторождение Луэна в Катанге, в 30 км к югу от Букамы, где известно четыре угольных пласта мощностью от 0,5 до 5 м. Уголь коксующийся. На это месторождение приходится свыше 90% общей добычи угля. Вся добыча (300 тыс. т в 1960 г.) предназначена для местных нужд. Запасы каменных углей в Конго исчисляются в 100 млн. т.  [c.60]

    Уголь. До последнего времени промышленные запасы угля не были известны. В связи с вводом в действие первой очереди металлургического завода в Хелуане вопрос обеспечения завода углем приобрел актуальное значение. В результате поисково-разведочных работ, произведенных с помощью советских геологов, обнаружено месторождение каменного угля в южной части Синайского полуострова в районах Зюн-Муса и Сарва. Согласно оценке запасы его составляют око.чо 40 млн. т. [c.99]

chem21.info


Смотрите также