合成燃料和页岩油

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众所周知,在现代世界中,世界经济的血液是石油,即所谓的黑金。 在20世纪和21世纪,石油仍然是地球上人类最重要的矿物之一。 在2010,石油占据了全球燃料和能源平衡的领先地位;其在总能耗中的份额为33,6%。 与此同时,石油是一种不可再生的资源,其储备迟早会产生的对话已经持续了十几年。

科学家们估计,40年将有足够的探明石油储量,而10-50则是未开发的年份。 例如,在俄罗斯1月2012年,根据官方公布的信息(到这一点,对石油和天然气储量信息被分类),类别的可采石油储量的A / B / S1是17,8十亿万吨,129,9十亿桶(量根据计算,其中一吨乌拉尔出口油是7,3桶)。 根据现有产量,我们久经考验的自然财富足以满足35年的需求。

同时,实际上不使用油。 主要价值在于其加工产品。 石油是液体燃料和石油的来源,也是现代工业重要的大量产品。 不仅是世界经济,而且任何一支部队都将在没有燃料的情况下停下来。 没有燃料,汽车和 坦克飞机不会飞向天空。 但是,一些国家最初被剥夺了自己的黑金储备。 二十世纪这类国家的一个生动例子就是德国和日本,它们的资源基础非常稀缺,却发动了第二次世界大战,每天都需要消耗大量的燃料。 在第二次世界大战期间,德国通过煤炭生产液体燃料在很大程度上满足了几年的燃料需求,几年之内达到了50%。 她的解决方案是使用合成燃料和油。 在上个世纪,他们在南非做了同样的事情。在种族隔离时期,萨索尔有限公司(Sasol Limited)帮助南非经济在国际制裁的压力下成功运作。



合成燃料

在1920,德国研究员Franz Fischer和Hans Tropsch在Kaiser Wilhelm研究所工作,发明了一种称为Fisher-Tropsch过程的过程。 合成烃用作合成燃料和润滑油(例如来自煤)的生产已变得至关重要。 毫不奇怪,这个过程是在相当贫穷的石油中发明的,但同时在德国富含煤炭。 它广泛用于液体合成燃料的工业生产。 战争期间德国和日本广泛使用这种替代燃料。 在德国,1944年度合成燃料的年产量达到约6,5百万吨,即每天124 000桶。 第二次世界大战结束后,被俘的德国科学家继续在这一领域工作。 特别是在美国,他们参加了在矿业局工作的Operation Clip。

由于在德国中部1930,非法入境者,美国,苏联和世界其他工业化国家开始蔓延浓缩燃料的气化在化学工程的目的,主要用于合成多种化合物,包括合成油和液体燃料。 在1935,德国和英国,835千吨和150千吨合成汽油分别由煤,空气和水生产。 在1936年,阿道夫希特勒本人开始了德国的新州计划,其中包括合成燃料和油的释放。

第二年,弗朗兹·菲舍尔(Franz Fischer)与赫尔穆特·皮希勒(Helmut Pichler)一起(汉斯·特罗普斯(Hans Tropsch)于1931年离开美国前往美国,四年后去世),他得以开发出一种中压合成烃的方法。 在他们的过程中,德国科学家使用了基于铁化合物的催化剂,压力约为10个大气压,且温度较高。 他们进行的实验对于在德国部署大吨位碳氢化合物化学生产至关重要。 作为该方法的结果,获得了高辛烷值烷烃和汽油作为主要产物。 13年1938月XNUMX日在卡林豪尔(Karinhall)-帝国大臣的狩猎庄园 航空 赫尔曼·戈林(Hermann Goering)-举行了会议,会议通过了燃料生产发展计划,该计划的代号为“ Karinhalleplan”。 选择戈林的住所和担任项目经理的职位并不是偶然的,因为由他领导的德国空军消耗了德国生产的至少三分之一的燃料。 除其他事项外,该计划为合成汽车燃料和润滑剂的生产提供了重要的发展。



在1939中,Fisher-Tropsch工艺在帝国推出,商业规模与褐煤相关,褐煤在该国中部地区的矿床特别丰富。 早在1941开始之前,法西斯德国的合成燃料总产量就赶上了石油燃料的生产,然后超过了它。 除了帝国的合成燃料外,还从发电机气体中合成了脂肪酸,石蜡,人造脂肪,包括食用脂肪。 所以从一个燃料吨的冷凝费 - 托可以接收0,67吨吨0,71甲醇和氨,或1,14吨醇和醛,包括高级脂肪醇(VZHS)或0,26吨液体烃。

在二战结束后,由于秋季的1944年,当红军占领普洛耶什蒂(罗马尼亚)的油田半年多 - 原料用于生产燃料,这是由希特勒控制的最大的天然来源,直到德国可能1945年汽车燃料功能和陆军的经济表现人造液体燃料和发电机燃气。 可以说,希特勒的德国是一个建立在含固体碳原料(主要是煤炭,在较小程度上是普通木材),水和空气上的帝国。 100%富集的硝酸是生产所有军用炸药所必需的,99%橡胶和甲醇以及85%发动机燃料是在德国用这些原料合成的。

气化和加氢设备是德国1940经济的基础。 其中,合成航空燃料是由Fisher-Tropsch在84,5%上生产的,它涵盖了战争期间德国空军的所有需求。 在法西斯德国的第二次世界大战期间,这种方法被用于在八个工厂合成柴油燃料,每年生产大约600千吨柴油燃料。 与此同时,该项目完全由国家资助。 德国人在他们所居住的国家建造了类似的工厂,特别是在波兰(奥斯威辛集中营),这些工厂一直工作到1950s为止。 战争结束后,所有这些德国工厂都被关闭,部分原因是由于苏联和美国的赔偿而采取的技术



页岩油

除了煤炭之外,第二个生产燃料的来源是页岩油,这一主题在过去几年中并没有留下世界新闻报道。 在现代世界中,石油工业中观察到的最重要的趋势之一是轻质油和中密度油的产量减少。 地球上探明石油储量的减少迫使石油公司与其他碳氢化合物来源合作并寻找它们。 其中一种来源,以及重油和天然沥青,都是油页岩。 可用于行星上的可燃页岩储量超过石油储量。 他们的主要储量集中在美国 - 约450万亿吨(24,7万亿吨页岩油)。 他们的大量储备在中国和巴西。 它拥有庞大的储量和俄罗斯,其中约占世界储量的7%。 在美国,页岩油开采早在40-s结束时开始 - 上个世纪50-s开始采用采矿方法。 在大多数情况下,采矿本质上是实验性的,并且在很小的范围内进行。

今天,世界上有两种主要的方法从油页岩中获得必要的原料。 其中第一个意味着通过露天采矿方法提取页岩,随后在特殊装置 - 反应堆中进行处理,其中页岩​​在没有空气进入的情况下进行热解。 在这些操作过程中,页岩焦油是从岩石中获得的。 这种方法在苏联积极寻求发展。 类似项目也以在巴西和中国抚顺省的Irati矿床开采页岩而闻名。 一般而言,在20世纪的40中,现在采用随后的处理提取页岩的方法仍然是一种相当昂贵的方法,而最终产品的成本仍然很高。 在2005的价格中,每桶石油的成本为75-90美元的产量。



第二种提取页岩油的方法包括直接从储层中提取。 这种方法在过去几年中已在美国得到发展,并允许谈论石油生产中的“页岩革命”。 该方法涉及水平井的钻井,然后进行多次水力压裂。 这通常需要对储层进行化学或热加热。 同样显而易见的是,这种提取方法要复杂得多,因此比传统的提取方法更昂贵,无论使用何种技术和科学领域的进步如何。 到目前为止,页岩油的成本明显高于传统石油。 据石油公司称,其产量仍然有利可图,世界市场上的最低油价高于每桶50-60美元。 在这种情况下,两种方法都有一些明显的缺点。

例如,第一种露天或采矿提取可燃页岩及其后续加工的方法受到处理大量二氧化碳CO2的需要的严重阻碍,CO400是在从中提取页岩焦油的过程中形成的。 最后,二氧化碳的利用问题仍未解决,其排放到地球大气层的环境问题严重。 同时,当提取页岩油时,问题直接来自地层。 这是委任油井流量的高速下降。 在井操作的初始阶段,由于多次水力压裂和水平注入,它们的特征在于非常高的流速。 然而,在大约80天工作后,开采产品的生产急剧减少(达到​​XNUMX%)。 为了补偿这种急剧下降并以某种方式使生产剖面均衡,这些页岩油田中的井需要分阶段投入运行。



与此同时,水平钻井和水力压裂等技术使美国的石油产量增加超过60的2010%,使其达到每天9百万桶。 目前,使用页岩油技术最成功的例子之一是北达科他州和南达科他州的Bakken(Bakken)油田。 这一特殊页岩油田的开发引起了北美市场的一种兴奋。 5总年前,该油田的石油产量每天不超过60千桶,现在已经是500千桶。 随着勘探工作的进行,该油田的石油储量从150百万增加到11亿桶。 在这片油田中,美国新墨西哥州的Bone Springs,德克萨斯州的Eagle Ford和北达科他州的Three Forks正在开采页岩油。

信息来源:
http://dom-en.ru/gkt11
http://vseonefti.ru/neft/slancevaya-neft.html
http://www.vestifinance.ru/articles/49084
开源材料
22 评论
信息
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  1. +8
    15 June 2015 06:48
    作者非常感谢你的材料。 Fischer-Tropsch工艺以及氨合成方法的发明被认为是化学和科学领域的突出成就。 考虑到地球上褐煤储量巨大的事实,这两位德国化学家的发明实际上消除了人类面前的能源饥饿问题。 但事实上,即使食用高脂肪可以从煤中获得(虽然可能是恍惚状态),我一开始就发现了。 这不太可能。 再次感谢您的文章。
    1. +5
      15 June 2015 11:41
      Quote:D-Master
      Fischer-Tropsch工艺,以及合成氨的方法的发明,

      但40的技术使得合成汽油的质量不是很高,特别是在低温下......我举了一个由1942由S.S.院士撰写的纪念/报告的例子。 姓名是红军燃料供应大队工程师M.I. Kormilitsynu ....
      在初冬寒冷的条件下, - S.S.写道。 Nametkin, - 德国军队的所有装备都起来了,因为在汽车的汽油箱中,一个寒冷的早晨而不是液体燃料变成了粥 - 沉淀的苯的最小晶体和液体的混合物难以冻结部分发动机燃料。 “德国总参谋部对燃料的错误估计”对他来说是无可争辩的。 润滑油也一样。 以下是GüntherBlumentrit将军的证词:“恶劣的气候也影响了武器。 武器上的油脂变稠,因此通常无法打开百叶窗,我们没有甘油或可以在低温下使用的特殊油。 在夜间的坦克下,我们不得不保持低水平的火力,这样发动机就不会冻结而不会失败。“
      ......“

    2. +2
      15 June 2015 19:11
      经典形式的人造黄油仅是一种可食用的合成脂肪。 甚至一次也有油“ Rama”,以其纯净的形式合成。
  2. +3
    15 June 2015 06:49
    “ ...利用二氧化碳的问题尚未最终解决。”

    德国人一如既往地从这里来到这里:“奥迪通过空气,水和电生产柴油” http://geektimes.ru/post/249592/
  3. +3
    15 June 2015 07:25
    存在替代的燃料原料来源,燃料原料的引入威胁着整个世界的经济灾难,因此人们将长期死于石油。
    1. 盖瑞·唐根森
      -1
      15 June 2015 17:06
      对于某些从属州,在长期没有储备的州,发展正在进行中,经过15年的发展,一切都会陷入混乱,而那些无法获得甜甜圈的国家将陷入困境。
  4. iv_v虚拟2
    +1
    15 June 2015 08:12
    请问,武器标签与它有什么关系? 也许是在地缘政治中,不是吗?
  5. +4
    15 June 2015 08:42
    令人惊讶的是,德国人在第二次世界大战期间没有使用有毒物质。 当时,德国人已经发明了服役的现代军事武器的很大一部分。 这些是沙林(sarin)和扎曼(zaman)等。在50年代初期在美国出现的所谓V气出现之前,它们也属于神经毒剂,牛群,沙林和索曼(它们开始将它们统称为“ G气”)。 ,是人类已知的最致命的OM。
  6. +2
    15 June 2015 10:17
    好文章。 但是,没有人说科学家试图在不使用昂贵水的情况下将昂贵且环境不安全的水力压裂替换为其他类型的断裂。
    据科学家称,(RAN包括)这种类型的页岩油生产将降低其生产成本,并将其等同于货架上的石油生产成本,这将为市场带来更多的能源供应商。

    俄罗斯的页岩油储量尚未研究,没有详细的油田地图,因为对于俄罗斯而言,由于缺乏技术,专家,这类生产的高额管理成本,这种技术被认为是无效的。
    1. 评论已删除。
    2. GJV
      +1
      15 June 2015 11:34
      但是我想知道俄罗斯哪些领域不使用压裂技术? 除非在架子上,否则现在。
      А
      Quote:aviator1913
      其他类型的休息时间,无需使用昂贵的水

      -怎么样? 什么可以便宜?
      1. +2
        15 June 2015 12:07
        基于使用储层的共振特性,等离子体脉冲暴露(PIV)是加强石油生产的实验方法之一
        另外,我看到了有关气体压裂的信息,无论它听起来多么荒谬,由于spcc的加入而进一步减弱了爆炸。 气体。

        WEDA非常昂贵,因为井的位置没有适当的水量,而且由于页岩钻井的特性,这种水力压裂必须经常进行。 此外,提取后,由于存在特殊物质,这种水会使环境中毒。 添加剂。 结果,它们只是制造了大量的凹坑,这种液体倒入其中,然后蒸发使大气中毒。

        Quote:gjv
        有趣的是,在俄罗斯的哪些领域没有使用水力压裂?
        -如果您“经典”地进行钻探-那么,油井的数量将不会以与页岩钻探时相同的速率增加。 像吉普赛人这样的石油工人大队不断地到处移动,建造新的油井。 因此,对于经典的钻井,水力压裂是可以承受的。
      2. TIT
        +1
        15 June 2015 21:08
        Quote:gjv
        什么可以更便宜?


        事实是,有一个水锥,那里没有水,但与之相比,某种化学品,废水和矿泉水的悬浮液
        1. TIT
          0
          15 June 2015 21:43
          HFCF含有许多有害物质。 化学添加剂清单包括700名称:这些是挥发性有机化合物(甲苯,异丙苯等),致癌物质(苯,环氧乙烷,甲醛等),致突变物(丙烯酰胺,乙烯乙二醇与环氧乙烷共聚物,石脑油溶剂等) 。)内分泌干扰物质,持久性和生物累积性污染物。 在提取过程中,水被甲烷和放射性物质污染,这些物质从干扰岩石中冲刷出来。

          由于甲烷不断污染饮用水,许多钻井区居民失去了健康。

          耗水量:水力压裂需要使用大量的水,这对已经缺水的干旱地区尤其危险。
          在采矿过程中,数百万升水与化学品混合,然后在压力下泵入岩石。 在单一水力压裂的情况下,标准油田的淡水消耗量为27-86百万立方米,0,5-1,7百万立方米的化学品用于此量的水。 可以在数千口井中的每一口进行12水力压裂。
    3. +1
      15 June 2015 11:58
      Quote:aviator1913
      但是,没有人说科学家试图在不使用昂贵水的情况下将昂贵且环境不安全的水力压裂替换为其他类型的断裂。

      开放式方法,页岩油生产更环保,更昂贵......

      美国人将这种技术用于40-

      当井变干时...... 1950年。 作者是Thomas Stimson。


      技术链,油页岩加工

      犹他州,科罗拉多州,怀俄明州的页岩储量位于10千平方公里的区域。

      连续页岩油精炼装置

      炼油厂
      1. +1
        15 June 2015 12:10
        事实上,科学家们正试图降低生产成本,而你用开放的方法努力增加生产成本。

        科学家正在寻找,如果有钱,他们肯定会找到摆脱当前形势和碳氢化合物市场状况的方法。
        1. +2
          15 June 2015 12:29
          Quote:aviator1913
          而你,以开放的方式,努力增加它。

          我不是什么,我不会增加......

          我刚刚带来了美国在40和一切中开发的技术......
          在这里,来自同一本书的引用...

          采矿办公室还在探索从玉米等各种农作物中获取液体燃料的可能性,寻找从枯竭的油田中提取石油的方法,并正在测试将煤中所含的碳氢化合物转化为液体燃料的方法。 随着战争期间的紧急措施变成了一项计划,美国开始为下一个1000年提供液体燃料。
          1. +1
            15 June 2015 12:50
            有许多技术,但我们需要那些降低成本并且更具技术性的技术。 因此,将开放式方法作为替代和示例是不合逻辑的;您仍然可以使用沥青湖作为用铲斗提取油的方法。
            1. 评论已删除。
            2. GJV
              +1
              15 June 2015 14:48
              Quote:aviator1913
              有很多技术,但是我们需要那些可以降低成本并具有更高技术水平的技术。

              有趣的是,IRP和瓦斯破口出现了吗? 如果开发的话
              为什么不申请? 显然还不如水便宜吗?
              我当然看到了水!
              1. +1
                15 June 2015 15:29
                使用气隙,但不是在所有地方都使用气隙,在储层生产过程中有大量伴生气的地方,他们使用它,还通过注入蒸汽积极地使用石油来降低其粘性。 由于油喷泉的时代已经过去,水和天然气被用来保持原位压力,到目前为止,没有它们。 (尽管它可能尚未发现诸如Samotlor之类的沉积物)
                1. ITR
                  +2
                  15 June 2015 17:53
                  抱歉,但我拒绝加油,水使本地区的储层压力降低了,而沙莫特尔的产量却不到50%
                  技术需要改变
                  1. 0
                    17 June 2015 10:13
                    我说科学家正在这样做,降低美国页岩气生产成本的技术正在迅速发展。

                    我正在与外交和国防政策委员会(SWAP)负责俄罗斯石油生产发展的RAS工作人员会面,并亲自听说他们担心这样的事件发展为更便宜和更环保的页岩气生产方法,就像在这种情况下一样市场将再次强烈。
                2. 0
                  19 June 2015 22:07
                  你很误会。 我们仍然有许多压力场。 无压力-甚至更多。 页岩沉积中的死水...似乎更软...废话。 如果圆是收集器,则没有任何支撑(包含流体(气体,油,水)的多孔岩石)。 如果有间隙,则说明系统是开放的,所有流体都朝各个方向流动。 真是死水。
  7. ITR
    0
    15 June 2015 17:51
    您可以为此永远争论! 我会这样说,每个人都有自己的选择,选择与有生命的女人或橡胶同住
    如果没有女人,那橡胶当然也不错
    我的观点 ))))
  8. 0
    18 June 2015 00:11
    合成燃料仍然非常昂贵。 至少在20世纪下半叶是这种情况。 我还读到柴油馏分也产生了。
    至于饮食脂肪,这是假的。 人造黄油是从植物油中获得的,而不是从煤炭中获得的。 我认为,可以从煤炭中获取复杂物质,但可以将其用作食物,但不能直接使用,而是经过细菌处理后...
  9. 0
    19 June 2015 22:04
    地球上已探明的石油储量减少,迫使石油公司与碳氢化合物的替代来源合作并寻找它们。


    作者不在主题中,页岩油(气)的生产仅涉及经济指标。 根本不是因为缺乏原材料。 最新的“危机”完美地证明了这一点。 有许多技术,但是这些技术的成本是一个更重要的问题。 从100公斤起。 普通土壤,可得到154克。 腺。 这是一个指标! 但是它要花多少钱……(进一步淫秽)。 即使一次也不会还清。 更容易找到和冶炼沼泽矿石(褐铁矿)。 有一个假设,经实践证实-石油和天然气是可再生的。 这样做的保证是地壳中的地球化学反应。 通过教育,我本人是地质学家,地球物理学家。 因此,我对作者所描述的“恐怖”表示怀疑。