Техніка і технологія паливної промисловсті(реферат)

Реферат на тему

Техніка і технологія паливної промисловсті

План

1 Види палива та галузі його застосування

2 Добування нафти і газу

3 Переробка палива і нафтопродуктів

Література

1 Види палива та галузі його застосування

За станом паливо поділяють на тверде: деревина, торф, вугілля, сланець;
рідинне – нафта; газоподібне – природний газ, доменний газ.

З глибокої давнини паливо використовують для отримання теплової енергії.
У наш час паливо використовують у двох напрямках: як паливо і як
сировину для хімічної промисловості. Із палива виробляють безліч різних
палив, мастила, синтетичний каучук, спирти, ефіри, жири, миючі засоби,
штучні волокна, пластмасу, добрива та ін.

У сучасній економіці нафта, газ і вугілля мають виключно велике
значення. Достатньо сказати, що світові ціни на товари багато в чому
залежать від цін на нафту і газ.

2 Добування нафти і газу

1 Загальні відомості про нафтові родовища

Великі родовища нафти і газу знаходяться в Росії (Прикаспійський басейн,
Тюмень), в Узбекистані та Азербайджані. В Україні родовища нафти і газу
знаходяться в Прикарпатті, в Сумській та Чернігівській областях
(Прилуцький район). Але Української нафти та газу вистачає на покриття
лише 10-18% усіх потреб. Тому Україна мусить закупати нафту за кордоном.
Цей факт Росія використовує для економічного тиску на Україну.

Встановлено, що Чернігівська область дуже багата на нафту, але залежі її
знаходяться на великій глибині (до 7 км), тому розробка багатьох
Чернігів-ських покладів у наш час економічно недоцільна.

Промислові запаси нафти і газу в основному залягають в осадових породах
(піски, піщаники, вапняки) на глибині до 400м. У надрах землі
зустрічаються родовища: нафти, газів, або нафтогазові.

Нафтовий поклад або пласт звичайно зверху і знизу обмежений
непроникливими породами потужність нафтогазоносного пласта колива-ється
від декількох сантиметрів до декількох сот метрів. Кількість нафтових
пластів в різних родовищах коливається від одного до декількох десятків.
Найбільш поширені склепові поклади.

Коефіцієнт видобування нафти дорівнює 0,6-0,7.

Вода, нафта і газ знаходяться під тиском, який називають пластовим
тиском. Пластовий тиск визначають при розвідці родовища. Для цього
роблять свердловину. Якщо свердловина не фонтанує, то в неї занурюють
свердловинний манометр, з допомогою якого і визначають пластовий тиск.
Величина пластового тиску дозволяє судити про процеси, які відбуваються
у пласті і регулювати розробку родовища.

При відборі нафти і газу із родовища одночасно відбуваються два
взаємопов’язані процеси: рух рідини і газу в пласту під дією пластових
сил і під’єм нафти і газу по стовбуру свердловини на поверхню. Обидва ці
процеси можна регулювати шляхом вводу до експлуатації оптимальної
кількості свердловин і встановлення певних режимів їх роботи.

Сукупність умов за яких проводиться розробка покладу визначає собою
систему розробки.

2 Техніка розвідки і експлуатації нафтових родовищ

Дослідження нафтових родовищ виконують, використовуючи стаці-онарні
бурові установки, з допомогою яких пробурюють свердловини. При цьому
використовують спеціальний інструмент: обсадні труби діаметром
114-426мм, довжиною від 6м до 10м, що з’єднується між собою з допомогою
муфт. Безпосереднім інструментом на кінці труби є долото ударної або
обертальної дії. Залежно від властивостей порід найчастіше
використовують для м’яких порід шарошкові дво – і трьохпері долота, для
твердих порід – долота з алмазними головками.

Для видалення розбуреної породи свердловину багаторазово промивають. Для
цього у свердловину занурюють шланг, що з’єднаний зі спеціальним насосом
для бруду, з допомогою якого і відкачують із свердловини непотріб.

Для того, щоб не допустити проникнення підземних вод до свердловини,
простір між обсадними трубами і стінками свердловини заповнюють цементом
під тиском.

3 Методи розробки нафтових родовищ

Існують чотири основні методи видобутку нафти: фонтанний, компресорний,
глибинно-насосний і шахтний.

Найбільш продуктивним і економічно доцільним є фонтанний. Цей метод має
два різновиди, які називають системами розробки нафтових родовищ. Це
система без підтримки пластового тиску і система з підтримкою пластового
тиску.

При фонтанному методі темпи відбору нафти та газу окрім пластового тиску
залежать від об’єму покладу, її форми та терміну експлуатації. В
початковій період інтенсивність видобутку найвища. Потім вона
зни-жується. Тоді деякі добувні свердловини переводять у режим
нагнітання, тобто замість видобування в них закачують воду або газ. З
часом продуктивність знижується до нуля. Тоді експлуатацію родовища
закінчують, або переходять до інших, менш продуктивних методів.

Компресорний метод добування нафти застосовують при експлуатації пластів
з малим пластовим тиском, а також коли свердловина перестала фонтанувати
за причини утворювання депресивної вирви. При цьому методі у свердловину
занурюють дві (поряд, або концентрично розташовані труби). В одну з труб
нагнітають попутний нафтовий газ. Він аєрує нафту в пласті і утворює
стовп газонафтової суміші, яка по іншій трубі піднімається на поверхню,
де потрапляє спочатку у газовіддільник, а потім до нафтопроводу.

Глибинонасосний метод – найменш ефективний і найбільш дорогий. Він
застосовується після того, як фонтанний чи компресорний метод вичерпали
свої можливості. Але з допомогою цього методу коефіцієнт видобування
нафти можна підвищити до 80%.

На інтенсивність відпрацювання родовища великий вплив мають фізичні та
хімічні властивості нафти.

Якщо нафта в’язка і має невеликий пластовий тиск, застосовують шахтний
спосіб її добування. Для цього виконують серію гірничих виробок, із яких
нафтоносний пласт розрубують горизонтальними свердловинами. По цих
свердловинах нафта стікає у спеціальні колодязі. Із колодязів її
відкачують насосами.

Здобута нафта поступає до сепаратора, де відбувається відділення газу.
Потім її направляють у спеціальні ємкості, в яких вона відстоюється. При
цьому мінеральні частки порід випадають в осадок, а розчинний газ
звільняється і йде на виробництво легких фракцій бензину. Далі нафта
поступає до нафтопроводу.

Нафту можна зберігати навіть у відкритих ємкостях, а газ необхідно
уловлювати лише у закриті ємкості, оскільки він легший за повітря і
звітрюється.

При фонтануванні нафти завжди існує небезпека пожежі. Тушіння пожежі –
дуже трудомістка, небезпечна і дорога робота.

Якщо Рпл ??oooooooooooooooooooooooooooo

]@]°]?]a]T^V^„^ynnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnn

оків, але лише у минулому столітті з неї почали виділяти керосин, який
використовували як паливо для печей.

Потім довгі роки нафту переробляли шляхом перегонки.

Перегонка – це фізичний процес розділення нафти на фракції, основа-ний
на різних температурах кипіння сполук, що входять до її складу.
Перегонка відбувається за такою технологією:

– нагрівання нафти до t=170-175(;

– подальше нагрівання нафти у трубчастій печі до t=350( шляхом
спалювання газу або рідинного палива;

– перегонка нафти в ректифікаційних колонах.

Головні недоліки цього процесу: низький вихід бензину (не більше 20%) і
недостатня чистота фракцій.

З метою отримання більш чистих фракцій перегонку іноді роблять декілька
разів. Такий спосіб отримання нафтопродуктів називають ректифікацією.

Вперше пристрій для перегонки нафти було зроблено у 1823 році.

В наш час застосовують більш продуктивні методи отримання
нафто-продуктів, засновані на використанні хімічних реакцій за участю
каталіза-торів. Це так званий крекінг-процес.

3.Переробка нафти хімічним способом

Вихід бензину з нафти можна значно збільшити (до 65-70%) розщепленням
вуглеводнів з довгим ланцюгом на вуглеводні з меншою відносною
молекулярною масою. Такий процес називається крекінгом. Крекінг може
бути термічним і каталітичним.

Термічний крекінг – це розщеплення важких вуглеводнів в результаті чого
утворюються вуглеводні з меншою кількістю атомів вуглецю в молекулі.
Термічний крекінг проводять при нагріванні вихідної сировини (мазуту) до
температури 470-550(С при тиску 20-70 МПа. При цьому молекули вуглеводів
з великим числом атомів вуглецю розщеплюються на дрібніші молекули
насичених і ненасичених вуглеводнів. Наприклад:

С16Н34 ( С8Н18 + С8Н16;

гексаденон оптон оптек

С8Н18 ( С4Н10 + С4Н8;

октан бутан бутен

С4Н10 ( С2Н6 + С2Н4.

бутан етан етен

Таким способом добувають автомобільний бензин. Термічний крекінг вперше
було застосовано у 1891 році.

Каталітичний крекінг проводять при наявності каталізаторів ((lCl3,
Cr2O3, алюмосилікатів) при 470-500?C та атмосферному тиску. Цим способом
добувають авіаційний бензин з виходом до 80%. Такому виду крекінгу
піддаються переважно газова і газойлева фракції нафти. Під час
каталітичного крекінгу разом з реакціями розщеплення відбуваються
реакції ізомеризації. В результаті їх утворюються насичені вуглеводні з
розгалуженим вуглецевим скелетом молекули, що поліпшує якість бензину.
Внаслідок нагрівання важких фракцій нафтопродуктів при наявності
каталізаторів вуглеводні, які містять 6-8 атомів гідрогену в молекулі,
перетворюються на ароматичні вуглеводні. Ці процеси відбуваються під час
риформінгу (облагороджування) бензинів.

При крекінг-процесах утворюється велика кількість газів, які містять
здебільшого насичені і ненасичені вуглеводні.

При температурі 700?C і вищій відбувається піроліз – розпадання
орга-нічних речовин без доступу повітря. В результаті піролізу нафти
основними продуктами реакції є ненасичені газоподібні вуглеводні
(етилен, ацетилен) й ароматичні – бензол, толуол та інші. Оскільки
піроліз нафти – один з найважливіших способів добування ароматичних
вуглеводнів, то його часто називають ароматизацією нафти.

4 Нафтопродукти

Переробкою нафти отримують продукти більше 10 тис. найменувань. Усі вони
умовно поділяються на дві групи:

– продукти, готові до вживання (різні види палива і мастила);

– сировина для подальшої переробки на підприємствах хімічної
промис-ловості (розчинювачі, нафтові кислоти, бензол, толуол, ксилол,
парафін, вазелін, бітуми).

Розглянемо першу групу.

Карбюраторне паливо – використовується для двигунів внутрішнього
згорання з запалюванням від електричної іскри. Основний показник
карбюраторного палива – детонаційна стійкість, яка оцінюється октановим
числом (0-100). Октанове число – це процентний вміст ізооктану, не
схильного до детонації, в порівнянні з присутнім у паливі гептаном, що
згорає з вибухом, руйнуючи деталі двигуна. Отже чим більше октанове
чис-ло, тим якіснішим вважається паливо.

Октанові числа деяких карбюраторних палив:

– автомобільні бензини – 66, 72, 76, 80, 92, 95, 98;

– авіаційні бензини – 70, 91, 95, 100;

– тракторні бензини – 40, 45;

– тракторний лігроїн – 54.

Дизельне паливо – використовується в поршневих двигунах дизелів.
Запалювання палива в них відбувається без електричної іскри при
температурі 550-600?C під тиском.

Основний показник дизельного палива – цетанове число, яке характеризує
схильність палива до запалювання. Чим вище це число, тим краще паливо.
Найбільш поширеним дизельним паливом є солярове масло (солярка),
цетанове число якого знаходиться в межах 35-50 одиниць.

В карбюраторних і дизельних паливах стандартами обмежена кількість
кислот, лугів, сірки і вологи, оскільки ці компоненти скорочують строк
служби двигунів.

Котельне паливо – використовують у парових котлах, на
теплоелектро-станціях, парогенераторних і котельних установках, у
промислових печах (наприклад, мартенівських), у горнах ковальських цехів
машинобудівних заводів тощо. Це мазути, які залишаються після переробки
нафти, кам’яного вугілля і горючих сланців.

Мастильні масла – це продукти подальшої перегонки мазуту під вакуумом.
Їх використовують при експлуатації машин для зменшення тертя і зниження
температури в зоні ковзання спряжених поверхонь деталей. За
використанням вони поділяються на моторні, індустріальні, турбінні,
компресорні, трансформаторні, трансмісійні. За температурою запустіння –
на літні й зимові.

Консистентні мастила отримують добавкою до мастильних масел згу-щувачів
(мила, церезину, сульфідів). Їх використовують для зменшення тертя і
зносу деталей від корозії, гермітації. На відміну від мастильних масел
вони густі. Типовий представник – солідол.

5 Дещо про майбутнє паливної промисловості

Подальший розвиток суспільства багато в чому залежить від нафти,
оскільки вона є незамінною сировиною для синтезу і для виробництва
пального.

В результаті хімічної переробки чорна олійна рідина перетворюється на
волокна і пластмаси, запашні і вибухові речовини, ліки і барвники. Чим
глибша переробка нафти, тим більше корисних продуктів можна добути з
неї. На жаль, ще й сьогодні до 87% видобутих нафтопродуктів спалюється і
лише 13% використовується для хімічної переробки. Людство давно
усвідомило, що нафта – надто цінна хімічна сировина, щоб спалювати її у
вигляді пального. До того ж ресурси цієї копалини на планеті швидко
скорочуються. У зв’язку з цим постає питання про заміну нафти як джерела
енергії і сировини. Принципово ця проблема може бути розв’язана за
рахунок використання вугілля, запаси якого у природі значно більші ніж
запаси нафти. У вугіллі міститься вільний вуглець, який можна
перетворити на різні речовини хімічним способом. Однак таке перетворення
потребує значних матеріальних витрат, отже продукт, добутий з вугілля,
буде дорожчим, ніж добутий з нафти.

Відпрацьовані родовища іноді використовуються як сховища нафти,
закачуючи через свердловини нафту, здобуту в інших родовищах і навіть в
інших країнах. Так використовують відпрацьовані родовища у США. Завозять
нафту із країн Африки і зберігають її для майбутніх поколінь.

Література

1 Абдулин Ф.С. Добыча нефти и газа. –М.: -1983.

2 Артёменко А.И. Органическая химия. –М.: -1998.

3 Бараз В.И. Добыча, подготовка и транспорт нефтяного газа. –М.: -1975.

4 Общая химическая технология /Под ред. проф. А.Г. Амелина. –М.: -1997.

5 Основы технологии важнейших отраслей промышленности / Под ред.
Сидорова. -М.: – 1971.

6 Основы химической технологии /Под ред. Проф. И.П. Мухлекова. –М.:
-1991.

7 Павлов Б.А., Терентьев А.Н. Курс органической химии. –М.: -1980.

8 Скрипка О.И. Добыча нефти. –М.: -1975.

9 Сколов О.А. Нефть. –М.: -1970.

10 Соколов Р.С. Химическая технология, -М.: -1999.

11 Технология важнейших отраслей промышленности /Под ред. Гринберга.
–М.: -1985.