• Напечатать
• Спросить
• Отправить другу
• Поделиться
  • Facebook
  • Twitter
• Подписаться на новости

Основні напрямки господарського використання нафти і газу

Найголовнішою властивістю нафти, які принесли їй світову славу виняткових енергоносіїв, є її здатність виділяти при згорянні значну кількість тепла, найвищою серед усіх видів палив.

Як я казав вище нафта не є однорідною речовиною і складається з багатьох різних речовин, а щоб виділити їх з неї, то треба знати властивості нафти.

Нафта, як і будь-яка рідина, при визначеній температурі закипає і переходить у газоподібний стан, але різні її компоненти переходять у цей стан при різній температурі. Тому таке розходження температур кипіння вуглеводнів використовується для поділу нафти на температурні фракції.

Спочатку, ще до перегонки, з нафти відокремлюють розчинені в ній вуглеводні (переважно метан). Після цього нафту нагрівають. Першими переходять у газоподібній і відганяються вуглеводні з невеликим числом атомів вуглецю в молекулі, що мають відносно низьку температуру кипіння (петролейний ефір). З підвищенням температури суміші переганяються вуглеводні з більш високою температурою кипіння.

У такий спосіб можна зібрати окремі фракції нафти. Найчастіше при такій перегонці одержують три основні фракції, що потім піддаються подальшому поділу. Основні фракції нафти наступні:

Фракція, що збирається від 40° до 200°С, - газолінова фракція бензинів містить вуглеводні від С₅Н₁₂ до С₁₁Н2⁴. при подальшій перегонці виділеної фракції одержують: газолін (від 40° до 70°С), бензин (від 70° – 120°С) – авіаційний, автомобільний і т. д.

Лігроїнова фракція, що збирається в межах від 150° до 250°С, містить вуглеводні від С₈Н₁₈ до С₁₄Н3₀. Лігроїн застосовується як пальне для тракторів.

Гасова фракція включає вуглеводні від С₁₂Н₃₆ до С₁₈Н₃₈ з температурою кипіння від 180° до 300°С. Гас після очищення використовується як пальне для тракторів, реактивних літаків та ракет.

Газойль (вище 275°С) – дизельне паливо.

Мазут – залишок від перегонки. Містить вуглеводні з великим числом атомів вуглецю (до багатьох десятків) у молекулі. Мазут також розділяють на фракції:

• а) солярові олії – дизельне паливо;
• б) мастила (автотракторні, авіаційні, індустріальні та інші);
• в) вазелін (основа для косметичних засобів та ліків).

З деяких сортів нафти одержують парафін (для виробництва сірників, свічок та ін.). Після відгону залишається гудрон. Його широко використовують в дорожньому будівництві.

Але це тільки первинні продукти нафти. При подальшій переробці розрізняють 10 груп нафтопродуктів:

• нафтові палива;
• нафтові оливи;
• пластичні мастила;
• парафіни,
• церезини,
• вазеліни;
• нафтові бітуми;
• технічний вуглець (сажа);
• нафтовий кокс;
• присадки до палив та олив;
• розчинники та ароматичні вуглеводні;
• інші нафтопродукти.

Колони для очищення нафти

Залежно від сфери застосування розрізняють такі види нафтових палив:

• карбюраторні,
• реактивні,
• дизельні,
• газотурбінні,
• котельні,
• пічні,
• зріджені,
• стиснуті гази.

Перші використовуються в авіації та автомобільних двигунах, другі призначені для спалювання в повітряно-реактивних двигунах (ПРД), а також для змащення та охолодження середовища у ПРД. Треті призначені для спалювання в дизельних двигунах.

Газотурбінні палива застосовуються у стаціонарних паротурбінних і паро газових енергетичних установках, а також в газотурбінних установках водного транспорту. Котельні і пічні призначені для стаціонарних парових котлах, промислових печах та печах опалювальних установок. Останні – це пропан-бутанова суміш, яка використовується як паливо для побутових потреб та двигунів внутрішнього згоряння (ДВЗ).

Нафтові оливи також поділяються від сфери застосування на: моторні, енергетичні, трансмісійні, індустріальні, спеціальні та інші типи. Але призначення в них майже однакове – зменшення тертя в різних механізмах, двигунах, вузлах тертя, а також для виробництва вазеліну, парфумів, гуми, хімічних волокон тощо.

Призначення пластичних мастил – зменшення зношувань поверхонь тертя для продовження терміну служби деталей машин і механізмів. Крім того, майже всі мастила запобігають корозії металевих поверхонь.

Тверді нафтові парафіни використовуються для виробництва синтетичних жирних кислот, хлор-парафіну, свічок. Церезини застосовують для одержання мастил, воскових сплавів, ізоляційних матеріалів тощо. Вазеліни використовують для захисту від корозії хірургічних інструментів, у виробництві кремів, паст, мазей, у ветеринарних цілях тощо.

Нафтові бітуми застосовують для прокладання або ремонту доріг, в будівництві; технічний вуглець – як наповнювач в гумовотехнічній та лакофарбовій промисловості, як барвник при виробництві типографічних фарб, ебоніту тощо. Нафтовий кокс – для виплавки алюмінію та графітових електродів. Присадки додаються до нафтопродуктів в невеликих кількостях з метою значного покращення їх експлуатаційних властивостей. Нафтові розчинники використовуються для потреб лакофарбової, лісохімічної промисловості, для миття та знежирення металевих поверхонь. А ароматичні вуглеводні застосовуються у парфумерії та виробництві вибухівки.

До інших нафтопродуктів належить нафтенові кислоти, змащувально-охолоджуючі засоби та освітлювальний гас. Перших застосовують як емульгатори, присадки, розчинники смол та анілінових барвників. Другі призначені для зменшення температури, силових параметрів та зношування різального інструменту у різних галузях промисловості. Освітлювальний гас використовують в освітлювальних лампах.

Що до природного газу, то основний напрям його використання це

спалювання для виділення тепла в промисловості (доменні печі, котельні) та в побуті (для приготування їжі). Але крім того, його переробляють на різні цінні продукти. Він є сировиною для добування ацетилену, водню, що використовуються в синтезі аміаку. Сажа, добута з метану, йде на виготовлення друкарської фарби, гумових виробів. Хімічні речовини, які одержують з газу – складові компоненти для виробництва пластмас, добрив, синтетичних волокон тощо. Природний газ навіть використовують для опріснення морської води. Тому він відіграє також значну роль в житті людини.

Основні напрямки господарського використання вугілля, горючих сланців і торфу

Застосування вугілля таке ж широке як і в нафти. Тільки половина всього вугілля йде на паливо, решта – для переробки в хімічній промисловості.

Зазвичай його спалюють на теплових електростанціях і в побуті. А переробляють вугілля на дуже багато речовин. Спершу його нагрівають без доступу повітря до 1000О С утворюється первинний продукт – кокс, який на 96 – 98% складається з вуглецю. Він використовується в металургії для випалювання зайвого вуглецю з чавуну. Але разом з коксом утворюється коксовий газ, який йде на паливо та кам’яновугільна смола, що є багатим джерелом різних речовин, - з неї їх виділено близько 500. Речовини, які утворюються при переробці та хімічній обробці кам’яновугільної смоли ідуть на виробництво: розчинників, ароматичних речовин, ліків, фарб, вибухових речовин, бензолу, добрив, нашатирного спирту, різних смол, покрівельного матеріалу, дорожніх бітумів, різних палив, мастил, масел, пластмас, дезинфікуючих речовин, нафталіну, сажі тощо. Крім того, вугілля можуть переробляти ще до коксування. Наприклад, при температурі 400 – 500°С і тиску 10 МПа, додавши до вугілля трохи водню, можна дістати рідину

близьку за властивостями нафти, яку переробляють на штучний бензин і газ (саме таким способом задовольняла свої потреби Німеччина в роки ІІ Світової війни).

Кам’яновугільна смола є доступною сировиною для виробництва всіх цих продуктів. Кам’яне вугілля – цінна сировина, яку вигідніше переробляти, ніж спалювати.

Що до горючих сланців, то вони також мають широке застосування. Найперше – спалювання на електростанціях найкращих сортів (ТЕС в Естонії), трохи гірші йдуть на переробку. Якщо дрібно роздроблений сланець нагріти до 500°С і більше – утворюється сланцева смола – первинний продукт переробки. Органічна речовина при цьому розкладається, утворюючи маслянисту пару.

Після конденсації вона дає в’язку смолу, газ та вуглистий залишок. З сланцевої смоли виробляють висококалорійне паливо, масло для просочення деревини, клей, іхтіол (лікарська речовина), миючі засоби, спеціальний кокс для виготовлення електродів, парафін, пластмаси і гуму. Сланцевий попіл з успіхом застосовується при виробництві цементу, будівельних блоків та панелей. З сланців можна одержати ряд рідкісних елементів – уран, ванадій, молібден, реній тощо. І сьогодні все більша частина промисловості починає переробляти їх для давання корисних речовин.

В недалекому минулому торф йшов в основному на опалення будинків і спалювання в печах електростанцій (в Росії таких станцій нараховувалось понад 60). Зараз від 60 до 70% торфу використовується в сільському господарстві в якості добрива, стимулятора росту рослин, кормових додатків для тварин і навіть для підстилки на тваринницьких фермах.

Торф’яна підстилка набагато вигідніша, ніж солома чи тирса: 1т такої підстилки дає пізніше 5т високоякісного органічного добрива. Для вирощування саджанців і розсади в теплицях роблять спеціальні торфоперегнійні горщечки, які складаються з суміші торфу і перегнившого посліду. Торфодерновими "килимами" укріплюють кювети доріг, озеленюють комплекси житлових та промислових будівель.

Торф – джерело багатьох цінних продуктів:

• воску,
• органічних барвників.

При нагріванні з нього дістають сульфат амонію, аміак, феноли, оцтову кислоту, етиловий та метиловий спирт, мастила, парафін, щавелеву кислоту, кормові дріжджі, активоване вугілля тощо.

Отже, горючі корисні копалини мають широкий спектр застосування в житті людини, а також велику гаму вироблених з них продуктів, які є незамінними в існуванні людини.

Література

1. Велика енциклопедія школяра.
2. Енциклопедія – Геологія.
3. Братичак М. М., Гринишин О. Б. Технологія нафти і газу.
4. Рудько Г. І. Техногенно-екологічна безпека геологічного середовища.
5. Енциклопедія Захоплююча подорож навколо світу.
6. Ковальов Н. К. Зарождение нефтяной промишлености Прикарпаття.
7. Немцов В. П. Открытие и начало разработок угольных месторождений.
8. Ребрик Б. М.. "У колыбели горного дела". Підручник з хімії для 10 класу.
9. Терпигор’єв А. М. Богатства земних недр.
10. Ладін В. Г.. Гірнича справа: видобувні, підривні роботи.
11. Кравцов А. І. Горючие полезные ископаемые, их поиски и разведка.
12. Земляк К. П. Чудесний камінь.
13. Свинко Й. М., Сивий М. Я. Геологія.

29.11.2011