Экология СПРАВОЧНИК. Бензин сланцевый что это


Что такое сланцевая нефть и горючие сланцы

Горючие сланцы и сланцевая нефть

Сегодня многие люди слышат про горючие сланцы, отчасти виновную в падении экономики нашей страны. Но при этом слабо представляют, что же это такое. Конечно, такой пробел в знаниях будет не лишним устранить.

Что такое горючие сланцы?

Горючие сланцы это сложные органоминеральные образования, которые формируются при контакте с водой. Зачастую геологи относят их к осадочным породам, созданным за сотни миллионов лет из погибших водных животных, рыб и пресмыкающихся. Это позволяет проследить родство горючих сланцев с привычной нефтью.

Если температуру сланцев повышать, при этом перекрывая доступ воздуха, чтобы избежать возгорания, из общей массы выделяются газообразные и жидкие углеводороды (их доля может колебаться от 20 до 70% от изначальной массы). Полученные жидкие углеводороды являются сланцевым маслом – смолой, которая по составу довольно близка к нефтяным углеводородам. Поэтому многие эксперты считают её разновидностью нетрадиционной нефти – сланцевой.

Сланцевая нефть – спасение или пустая надежда?

Некоторые специалисты считают, что со временем, когда запасы нефти на Земле истощатся, именно сланцевая нефть спасет человечество от энергетического кризиса. Отчасти с этим можно согласиться – общее количество горючих сланцев на Земле составляет свыше 650 триллионов тонн! И из неё можно добыть не менее 26 триллионов тонн нефти. Такого количества нефти человечеству должно хватить на многие века – общее количество обычной нефти на всей планете в 13 раз меньше.

Большая часть горючих сланцев расположена на территории США (около 450 триллионов тонн). Немалое количество этого ценного ископаемого находится в Китае и Бразилии. Впрочем, Россия также не обделена – не менее 7% от общемировых запасов залегает в недрах нашей страны. Казалось бы – проблема энергетического кризиса решена на века вперед.

Увы, на практике не все так хорошо, как в теории. Оказывается, количество горючих сланцев, которые могут использоваться для добычи нефти, значительно меньше. Эксперты компании Shell определили, что добыча нефти будет экономически целесообразна лишь в самых богатых месторождениях, в которых на тонну сланцев приходится не менее 90 литров нефти. В противном случае, на добычу нефти будет потрачено больше энергии, чем она сможет отдать при использовании. Это уже сокращает запасы полезных сланцев на 70% - большая часть запасов не подходит для добычи нефти.

Как добывается нефть из горючих сланцев

На сегодняшний день наиболее экономными и выгодными считаются два способа добычи нефти из сланцев.

Первый вариант – добыча сланца шахтным или открытым способом, для последующей переработки при использовании специальных реакторов. При этом сланцы подвергаются пиролизу в безвоздушных камерах. В результате порода выделяет сланцевую смолу. Данный метод нередко использовался как в СССР, так и в Китае и Бразилии. Главным плюсом этого способа является простота. Однако, стоимость полученной таким образом нефти составляет не менее 75-90 долларов США. Конечно, при современных ценах на нефть такой способ добычи является крайне нерентабельным.

Второй вариант – добыча нефти напрямую из пласта. Для этого бурится несколько горизонтальных скважин, после чего выполняется несколько гидроразрывов пласта. Затем проводится химический или термический разогрев пласта. Конечно, данный способ добычи значительно сложнее. К тому же, независимо от совершенства технологий, стоимость сланцевой нефти будет довольно высокой. Как сообщают представители добывающих компаний, сланцевая нефть, добытая таким способом, может составлять конкуренцию нефти, добытой традиционным методом, только в случае, если минимальный уровень мировых цен будет не ниже 50-60 долларов за баррель.

Как видите – оба способа имеют определенные недостатки. Кроме высокой стоимости, создается ещё и проблема выделения огромного количества СО2 (углекислого газа), сопровождающего эти способы добычи нефти. Эта проблема не решена и по сей день. Если же позволять ему свободно уходить в атмосферу, это вполне может привести к экологическим катастрофам, которые нанесут вред всей планете.

Поэтому говорить о том, что сланцевая нефть может стать спасением человечества от энергетического кризиса, пока рано.

Читайте также:

snkoil.com

Сланцевая Нефть

 

Сланцевая нефть  

 

Сланцевая нефть, наряду с тяжелой нефтью и битуминозными песками, относится к трудноизвлекаемым нетрадиционным запасам углеводородов, которыми последнее время все больше интересуются нефтедобывающие компании.

Вследствие «сланцевого бума» и связанного с ним огромного количества сообщений в прессе, произошла некоторая путаница в понятиях. Говоря о сланцевой нефти, чаще всего подразумеваю сразу два вида ресурсов, которые могут быть получены из горючих сланцев. Однако более корректно было бы их разделять. Поэтому для начала следует разобраться в определениях.

 

Терминология

 

Сланцы (shale, англ.) - это горные породы, структура которых представляет собой наслоение различных минералов.

Горючие сланцы (oil shale, англ.) - это сланцы, сформировавшиеся главным образом в водных условиях, и содержащие как сформировавшуюся легкую нефть, так и аквагенное органическое вещество – остатки морских и озерных организмов, и водорослей, еще не успевших превратиться в нефть – кероген или «протонефть».

Кероген как раз и служит исходным сырьем для получения той самой «сланцевой нефти» (shale oil или «сланцевое масло»). Для этого горючие сланцы подвергают специальной обработке - пиролизу, термическому растворению и гидрированию, в результате чего образуются жидкие и газообразные углеводороды с выходом 20 – 70% по массе.

 

Таким образом, сланцевая нефть — это вещество, близкое по составу к традиционной нефти, получаемое в определенных условиях из керогена, содержащегося в горючих сланцах.

 

Однако этот термин часто употребляют (особенно в США) и по отношению к традиционной легкой нефти, извлекаемой из тех же сланцевых пластов или прилегающих к ним других низкопроницаемых коллекторов, без проведения каких-либо изменяющих состав добытого вещества процессов, что не совсем корректно.

Для отличия такой нефти от аутентичной сланцевой нефти, Международное Энергетическое Агентство рекомендует использовать термин «light tight oil» (LTO, легкая нефть низкопроницаемых коллекторов), а Мировой Энергетически Совет использует термин «tight oil».

Тем не менее, даже не смотря на все различия этих двух видов сырья, как по составу, так и по технологиям извлечения, оба они все же относятся к нетрадиционным ресурсам, извлекаемым из горючих сланцев. Поэтому, в частности, оценка запасов, приведенная ниже, объединяет весь объем углеводородных ресурсов, который можно получить из сланцевых пород.

 

Мировые запасы

 

По оценкам специалистов мировые запасы горючих сланцев составляют около 650 трлн. тонн, из которых можно получить порядка 26 трлн. тонн сланцевой нефти. Таким образом, потенциальное количество такой нефти в мире более, чем в 10 раз превосходит запасы традиционной нефти. Однако стоит учесть, что запасов, добыча которых будет экономически рентабельна в разы меньше.

Так, компания Royal Dutch Shell опубликовала исследование, в соответствии с которым добыча целесообразна только на тех месторождениях, где из тонны сланца можно получить не менее 90 литров сланцевой нефти. Таким требованиям по оценкам соответствуют только 30% всех сланцев. Кроме этого, толщина продуктивного пласта должна составлять не менее 30 метров, что дополнительно сокращает потенциальные запасы.

По разным оценкам, около 70% горючих сланцев сосредоточены на территории США. Наибольшие запасы LTO в мире сосредоточены в знаменитой Баккеновской формации. Кроме этого стоит отметить месторождения Eagle Fort (Техас) и Bone Spring (Нью-Мехико).

На втором месте, но с серьезным отрывом располагается Россия с 7% мировых запасов. По мнению Управления по энергетической информации США, российские ресурсы, ввиду условий добычи, являются наиболее перспективными для разработки. Наибольшая часть горючих сланцев России сконцентрирована в Баженовской свите месторождений.

 

Методы добычи

 

В настоящий момент сырье из горючих сланцев добывают двумя основными способами:

  1. Добычу сырья для извлечения керогена и последующего получения из него сланцевой нефти производят шахтным (открытым) способом. Добываемые таким образом сланцы подвергаются обработке на специальных реакторных установках, позволяющих выделить собственно сланцевое масло. Однако в связи с высокой себестоимостью получаемого сырья, такой метод не пользуется большой популярностью у добытчиков.
  2. Легкую нефть низкопроницаемых коллекторов добывают непосредственно из пласта. Метод предполагает бурение горизонтальной скважины с последующим применением технологии фрекинга - гидроразрыва. По данной технологии в скважину под высоким давлением закачивают специальную "жидкость разрыва", что приводит к разрушению сланцевого пласта и вымыванию сырья из образовавшихся трещин. На сегодняшний день этот метод считается наиболее рентабельным, однако он все равно не может конкурировать с традиционными способами добычи сырой нефти.

 

Экологические последствия добычи сланцевой нефти

 

Оба метода разработки горючих сланцев оказывают серьезное негативное влияние на окружающую среду.

Так получение сланцевого масла путем термической обработки керогена связано с выбросами больших количеств углекислого газа в атмосферу. Несмотря на то, что предлагаются варианты решения данной  (например, технология EPICC с захватом СО2, представленная учеными из Стэнфордского университета), серьезных продвижений в данном вопросе нет.

Использование гидроразрыва пласта представляет еще большую экологическую угрозу. В процессе фрекинга в скважину закачивается огромное количество химикатов. Вследствие того, что данную операцию необходимо повторять несколько раз в год, вредные вещества настолько пропитывают породу, что загрязняют не только почву, но и грунтовые воды. Это, в свою очередь, приводит к мору животных, птиц и рыб, и оказывает негативное воздействие на здоровье проживающих вблизи людей.

Стоит отметить, что в некоторых странах, например, Франции, Румынии, Болгарии, фрекинг запрещен вовсе.

 

Перспективы

 

Экологические риски - не единственная причина, останавливающая страны развивать добычу сланцев. Дело в том, что существующие технологии находятся на самой начальной стадии развития. Наибольших успехов в этом плане добились только США и Канада, однако используемые ими методы в связи с геологическими различиями могут быть применены далеко не для всех месторождений.

Кроме того существует некоторый порог рентабельности разработки сланцевых пород, что особенно актуально учитывать при нынешней нестабильности цен на нефть.

Однако в случае технологического прорыва, сланцевая нефть может существенно пошатнуть как нефтяной рынок, так и мировую экономику в целом, а кроме этого затормозит вопрос о развитии альтернативной энергетики. По мнению экспертов, сланцевая нефть обладает гигантским потенциалом. Остается вопрос, сможет ли он реализоваться.

 

petrodigest.ru

Сланцевое топливо

Сланцевое дизельное топливо. Гербицид представляет собой темную жидкость с характерным запахом и с температурой кипения от 210 до 315°. Он содержит большое количество ядовитых для растений соединений и поэтому является сильным общеистребительным гербицидом (контактный гербицид с острым типом токсичности). Его можно применять для предвсходовой или предпосевной обработки на овощных и кормовых культурах, на картофеле и в лесных питомниках, а также для борьбы с сорняками в садах вокруг деревьев, ягодных кустов и в других древесных насаждениях, около парников и теплиц и т. д. Для опрыскивания применяют цельное неразбавленное масло при норме расхода 300 л на 1 га.[ ...]

Сланцевая зола. На электростанциях и предприятиях, использующих в качестве топлива горючие сланцы, накапливаются огромные количества сланцевой золы, содержащей много окисей кальция и магния (в пересчете на СаСОа до 65—80%). Это тонкий сухой порошок, сильно пылит, в связи с чем перевозить и распределять его по полю лучше всего с помощью приспособленного цементовоза. Хранить без промачивания, так как возможно цементирование. Сланцевая зола — быстродействующее известковое удобрение, пригодное благодаря повышенному содержанию магния для внесения под лен, люпин и картофель (не говоря уже об остальных кудьтуршф. .[ ...]

Жидкое топливо. В теплоэнергетике применяются мазут, сланцевое масло, дизельное и котельно-печное топливо.[ ...]

Зеленин, Сланцевое жидкое топливо, Гостоптехиздат, 1948.[ ...]

Дизельное топливо по содержанию серы делится на две группы: первая—до 0,2% и вторая—до 0,5%. В малосернистом котельно-печном топливе содержится серы не более 0,5, в сернистом — до 1,1, в сланцевом масле — не более 1 %.[ ...]

Горючие сланцы. Сланцевый бензин. Сланцевое дизельное топливо. Сланцевое котельное топливо. Сланцевые смолы. Сланцевые масла.[ ...]

Скипидар (ы) 698, 700—703 Сланцевое топливо 158, 159 Сланцы горючие 156 канцерогенные свойства 161 и сл. продукты сухой перегонки 156 и сл. Сложные эфиры 436, 437 Смазка жировая для обуви 61 Смазки 60, 61.[ ...]

Большая часть горючих сланцев (73 % из добываемых в СССР около 37 млн. т в год) используется в качестве топлива, сжигаемого в топках котлов ТЭС; 7,5 млн. т перерабатывается на разнообразные химические продукты и отопительный газ и около 3 млн. т используется различными мелкими потребителями (ТЭЦ, цементными заводами и т. п.). Прямое энергетическое использование горючих сланцев в качестве топлива ТЭС (особенно крупных), несмотря на достигнутые в СССР большие успехи, связано с преодолением серьезных технических трудностей и значительным загрязнением атмосферы сернистым ангидридом и летучей золой. Следует, однако, иметь в виду, что горючие сланцы являются весьма ценным технологическим сырьем и наиболее эффективным источником получения заменителя нефти — сланцевой смолы и целой гаммы химических продуктов, получаемых в настоящее время из нефти (или на базе нефти). В силу особенностей органического вещества сланцев сравнительно несложная термическая переработка без доступа воздуха при температурах 450—480 °С позволяет превратить в смолу и высококалорийный газ до 90 % органической части сланца и получить не только высококачественное котельное тощшво (жидкое и газовое), но и такие виды топлива, как газотурбинное, дизельное, моторное, а также ценные химические полупродукты и продукты, могущие заменить или высвободить некоторые ресурсы нефтяного сырья. Следовательно, прямое сжигание горючих сланцев в качестве котельного топлива связано с потерями потенциальных нефтехимических продуктов. Кроме того, сланцы, которые имеют теплоту сгорания меньше 6,3 МДж/кг [1500 ккал/кг] вообще не могут быть рекомендованы для непосредственного сжигания в топках котлов. Между тем такие сланцы составляют большую часть мировых запасов, а также известных запасов Советского Союза [42].[ ...]

Фусы образуются в результате обволакивания смолой, содержащейся в парогазовой смеси, летучей твердой фазы (угольной, сланцевой, торфяной пыли) при термической переработке твердого топлива в камерах коксования или газогенераторах. При коксовании угля, например, фусы осаждаются во время отстаивания конденсата газовой фазы (вследствие отличия их плотности от плотности надсмольной воды и смолы), их периодически выводят из декантера. При пониженных температурах фусы застывают в хрупкий материал. Вследствие частичного растворения угольной пыли или компонентов пылевидных сланцев (торфа) в смоле и физического состояния получаемых материалов разделение фусов на составляющие представляет сложную для практической реализации задачу.[ ...]

Наиболее радикально решить вопрос удаления серы из горючих сланцев удается путем предварительной термической переработки сланца с получением смолы (сланцевого масла), газотурбинного топлива и высококалорийного (46— 50 МДж/м3 [11 — 12 тыс. ккал/м3]) газа, которые можно использовать в качестве малосернистого и практически беззольного топлива для производства электрической и тепловой энергии. При этом наиболее ценная часть получаемых продуктов термического разложения сланца может быть использована для технологических целей. К числу указанных продуктов относятся фенолы и другие ароматические углеводороды. Некоторая часть получаемых маслопродуктов может служить сырьем для производства моющих веществ и препарата «Нэрозин», предотвращающего ветровую эрозию почв и пригодного для использования в качестве присадки к сернистым мазутам.[ ...]

Для сплошного уничтожения сорной растительности по обочинам полей и т. д. применяют эмульсию масла, крепленого ПХФ. Состав этого гербицида: масло минеральное (сланцевое дизельное топливо или нефтяное дизельное топливо) —50—100 л и ПХФ — 2—3 кг на 1 га. Расход воды на 1 га от 600 до 1000 л. Такого же состава эмульсия может быть использована для борьбы с сорняками на междурядьях в садах и виноградниках.[ ...]

Газ из метан-тэнков может быть также использован путем подачи в городскую газовую сеть и снабжения населения газом в баллонах. В первом случае это дает существенную экономию в расходе твердого или жидкого топлива. Так, например, для города с числом жителей в 1 миллион, при расчете 10 л газа в сутки на одного человека, в год может быть получено 3 600 000 м3 газа. Это заменяет 3 000 т условного топлива, или 5 400 000 м3 сланцевого или коксового газа.[ ...]

Ассортимент нефтепродуктов, пригодных для уничтожения растительности, довольно большой. Кроме керосина и масел может применяться также концентрат зеленого масла, являющийся продуктом крекинга нефти. Наряду с нефтепродуктами в указанных целях могут применяться высшие фракции сланцевых масел. В частности, сланцевое дизельное топливо содержит большое количество ядовитых для растений соединений и успешно применяется для сплошного уничтожения растительности на многих объектах. Этот гербицид применяется в цельном (неразбавленном) виде путем опрыскивания вегетирующих сорняков. Норма расхода составляет 400—600 л на 1 га.[ ...]

На участках со смешанным составом сорняков, где трудно выявить, какие сорняки преобладают (двудольные или злаки), применяют гербициды общеистребительного действия, а также смеси гербицидов или двукратные обработки препаратами, отличающимися по спектру действия на сорняки. Широкое использование получили минеральные масла (тракторный керосин, сланцевое дизельное топливо и др.) в чистом виде по 400—600 л на 1 га или крепленые (в смеси с ДИНОК, ПХФ, ПХФ натрия, 2,4-Д и др.).[ ...]

Кислые золошлаковые отходы, а также основные с содержанием свободной извести 14 % свободной СаО, а в качестве кремнеземистого компонента — золу сжигания углей с содержанием горючих [ ...]

Приведем некоторые примеры перекрытий изоляции, имевших место в последние годы как при природных, так и при промышленных загрязнениях. Зимой 1968-69 г. на юге Европейской части Советского Союза наблюдались массовые перекрытия изоляции. При этом в одной энергосистеме в течение нескольких дней произошло 57 перекрытий только на В Л 220 кВ с изоляцией нормального исполнения, в результате чего энергоснабжение потребителей по этим линиям было прервано. Причина перекрытий — загрязнение изоляторов почвенной пылью с большим содержанием соли во время пыльной бури и последующее увлажнение густым туманом и моросящим дождем при повышении температуры и влажности атмосферного воздуха. На ОРУ тепловой электростанции, расположенной в северо-западной части Советского Союза и работающей на сланцевом топливе, была применена изоляция нормального исполнения. При неблагоприятных метеорологических условиях на этой станции неоднократно наблюдались перекрытия изоляции в нормальном эксплуатационном режиме. Зимой 1966 г. после длительного морозного периода наступило резкое потепление, в результате чего произошли перекрытия разъединителей 220 кВ, собранных из опорно-стержневых изоляторов типа КО-400 С. Последствия этого перекрытия — большой недоотпуск электроэнергии и нарушение устойчивости работы энергосистемы. Можно указать еще ряд перекрытий, имевших место в последние годы вблизи заводов химической промышленности в различных районах Советского Союза при неблагоприятных метеорологических условиях и попадании факела выбросов на изоляторы. Например, при сильном тумане и слабом ветре со стороны крупного нефтехимического комбината перекрытия наружной изоляции наблюдались на расстояниях до 10 км от источника загрязнения. Аналогичные перекрытия с последствиями аварийного характера неоднократно наблюдались и за рубежом.[ ...]

ru-ecology.info


Смотрите также