Невозобновляемые энергетические ресурсы

             Невозобновляемые энергетические ресурсы

    К невозобновляемым источникам энергии  относятся все ископаемые природные  виды топлива (уголь, нефть, газ, сланцы, торф) и уран.

    Несмотря  на то, что суммарная мощность возобновляемых источников энергии, и прежде всего солнечной, во много раз превосходит потребности человечества, мы черпаем из неё лишь малую долю. О причинах мы поговорим позже.

    В оценке запасов невозобновляемых ресурсов мнения специалистов расходятся. Однако в любом случае исчерпание их вопрос десятилетий.

    При учете энергоресурсов необходимо учесть, что любой вид исходной энергии  после использования превращается в теплоту при температуре  окружающей среды и безвозвратно излучается в мировое пространство.

    Поэтому запасы энергии, созданные природой, следует расходовать разумно.

    Для сравнения различных видов топлива  между собой вводится понятие  «условного топлива». В качестве более  крупной единицы используют величину: Единица условной энергии

    1Q = 2.25*10¹⁷ кКалл = 1.05*10²¹Дж = 2,93*10¹⁴ кВт ч = 3,35*10⁷ мВт год.

    Получить 1Q энергии можно сжигая 36 млрд.тонн условного топлива. В наше время мировое энергопотребление составляет примерно 0,25Q в год.

    (Величина  энергетических ресурсов и запасов  различных видов будут рассмотрены  на лабораторной работе                       )

    К основным запасам традиционных невозобновляемых энергоресурсов относятся нефть, уголь, газ.

    С учетом современных условий потребление  этих источников не может быть перспективным. А главное, как сказал Д.И. Менделеев: « Нефть – не топливо. Топить можно и ассигнациями». И именно уголь, нефть и газ – ценнейшее сырье для химической промышленности.

    Охарактеризуем  каждый из традиционных источников. 

    Уголь. 

    Это обобщенное название, объединяющее твердые  полезные ископаемые, содержащие большое  количество углерода. Угли различают по степени обуглероживания и в зависимости от этого  находят соответствующее применение.

    При сжигании углей экологический ущерб  весьма велик за счет образования и удаления золы, выбросов окислов азота, серы, двуокиси углерода и  радиоактивных элементов.

    Несмотря  на огромные запасы угля, его использование  затруднено не только экологическим  вредом, но и дорогостоящим процессом  добычи шахтным способом.

    Для того, чтобы повернуть энергетику на преимущественное использование  угля, надо надежно решить две задачи: исключить пребывание человека в забоях шахт и научиться перерабатывать уголь в жидкое и газообразное топливо, более чистое экологически, чем уголь. Лидером такой программы является ЮАР. В целом проблемы угольной энергетики и угольной промышленности сводятся к следующему:

    - механизация добычи;

    - подземная газификация;

    - комплексное использование угля.

    Однако  разному росту производства и  потребления угля всегда будут мешать ограничения, накладываемые природной  средой обитания. Кроме того, сложившийся территориальный отрыв угольной базы от мест размещения потребителей вынуждает перевозить все большее и большее количество угля, качество  которого постоянно ухудшается. В настоящее время для решения проблем угольной энергетики ведется анализ работы предприятий добычи, закрываются нерентабельные шахты, что в целом оказывает как положительное, так и отрицательное влияние. 

    Нефть. 

    В энергетическом балансе развитых стран  нефть занимает заметное место, обычно около 30-40%, причем такое положение сложилось в период с 1900 по 1950 г. Завоевание нефтью энергетического рынка определилось следующими причинами:

    1. Бурный рост автомобильного и  воздушного транспорта.

    2. Открытие и разработка новых  месторождений на Ближнем Востоке,  Северной Африке и России. В раз нефть стала дешевле угля.

    3. Добыча, транспорт и использование  нефти и нефтепродуктов оказалось  более выгодным по сравнению  с углем с точки зрения условий  труда и воздействий на окружающую  среду.

    Всемирная энергетическая конференция 1980г. оценила мировые запасы нефти в 1,5*10²² Дж или в 380 млрд тут.

    Сверхинтенсивная  эксплуатация месторождений нефти  привела к тому, что после достаточно быстрого достижения max, добыча круто падает. При этом иногда месторождение, по существу, исчерпывалось после добычи 9-10%  нефти, содержащейся в пластах. Таким образом потеряны огромные запасы нефти.

    Технология  добычи, транспортировка и переработка  нефти в нашей стране  отстали  от мирового уровня. Нет действенных  интересов, побуждающих хозяйственных руководителей ставить вопросы добычи, особенно с учетом  экологии. 

    Природный газ. 

    Несмотря  на значительные экономические преимущества использования газа и его большие  запасы в нашей стране темпы добычи газа начали увеличиваться с 1956 года. В начале 60-х годов прошлого века доля мировой добычи  составляла 50%, в 1981г. – 33%, в 1984г. – 37,1%. Считается, что государства – члены Организации стран-экспортеров нефти (ОПЕК) контролируют около 20%, а наша страна – 30% мировых запасов природного газа.

    Астраханское  месторождение. Назначение ГПЗ.

    Природный газ Астраханского месторождения  характеризуется высоким содержанием  кислых компонентов: сероводород, углекислоты, сероорганические соли, меркантан.

    На  завод подаётся пластовый газ с промысла единым потоком, т.е. без разделения на газ и конденсат, и без отстоя от пластовой воды.

    На  промысле располагаются подогреватели  газа возле каждой скважины. Далее  по трубопроводам пластовый газ  поступает в системы сепарации, где происходит разделение на газовую фазу, углеводородный конденсат и пластовую воду.

    Сепарированный  газ направляется на очистку от кислых компонентов, углеводородный конденсат  – на стабилизацию, пластовая вода – на очистку от сернистых соединений и механических примесей.

    Очистка газа.

    Для очистки от сероводорода и двуокиси углерода используется поглотительный раствор диэтаноламина в воде.

    Для очистки газов и меркаптанов  использован природный процесс  при 100⁰С раствор поглотителя в дальнейшем подвергается регенерации путем нагрева паром и повторно используется.

    Получение, хранение и отгрузка серы.

    Утилизация  сероводорода и др.сернистых соединений, извлеченных из очищенного газа, производится методом Клауса, заключающегося в  переводе связанной серы в элементарную окислением кислородом воздуха.

    Доочистка хвостовых газов отходящих от печей Клауса, производится методом  «Сульфрин». При этом при проведении реакции Клауса используется катализатор  при пониженной температуре. Степень  очистки – 99,6%. Имеется возможность  увеличить степени очистки и уменьшить выброс в атмосферу сернистого ангидрида устройством дополнительного узла очистки в сочетании с процессом «Сульфрин».

    В процессе превращения сероводорода в элементарную серу в печах Клауса происходит выделение большого количества тепла, объем которого используется для  выравнивания пара.

    Перед подачей пара на технологические  нужды он первоначально используется для привода паровых турбин воздуходувок на установках получения серы и для привода компрессорных агрегатов на установке отбензинивания газа. Это позволило уменьшить расход электроэнергии и улучшить экологические показатели.

    Сера  получается 3-х видов: жидкая, твердая  комовая и твердая гранулированная.

    Отгрузка  жидкой серы ведется с установок  автоматического и ручного налива в железнодорожные цистерны. Это прогрессивное решение, т.к. у потребителя исключается процесс плавления с использованием тепла.

    Твердая сера хранится в складах.

    Выпуск  гранулированной серы удорожает  её стоимость, но позволяет решить ряд  серьёзных проблем6

    - резко снизить загрязнение окружающей среды;

    - исключить опасность взрыва (пыль);

    - облегчить условие хранения и  погрузки серы;

    - получить серу наиболее высокого  качества.

    Переработка углеводородного  конденсата.

    Переработка углеводородного конденсата производится по полному циклу до готовой продукции:

    Котельное топливо,

    Бензин  А-80

    Дизельное топливо

    Сжиженные газы

    Для хранения оперативного запаса продукции  завода предусматриваются наземные и подземные склады.

    Транспортировка бензина и дизельного топлива  осуществляется по трубопроводам, в железнодорожных цистернах, налив которых  происходит на наливных эстакадах завода.

    Все процессы обеспечены технологическим  оборудованием со строгим соблюдением  параметров и безопасности  производства.