Az új források olaj és gáz 2

Olajhomok - egyfajta fosszilis tüzelőanyag alternatív forrást az olaj. Ezek a készítmények például a nedves homok és agyag átitatott bitumen (viszkózus anyag, mint a gyanta). A hipotézis szerint a szerves eredetű olaj, minden típusú fosszilis üzemanyag, akár a földgáz, kőolaj vagy bitumenes homok Alberta, amelyek átalakítás termékek ásva a talaj szervesanyag-tartalma, ami régen volt, az ősi növények és állatok. Bomlási nagy nyomásokon és hőmérsékleteken, valamint, fontosabb, részvétele nélkül az oxigén a levegőben, amely nem mélyen a föld. Ezért, ellentétben a hagyományos bomlási a földre, a föld alatti folyamatok generál különböző szénhidrogének.

Attól függően, hogy a nyomás, hőmérséklet és idő eltelt elejétől tágulási, a kapott termék lehet gáz vagy olaj a különböző tartalmazó készítmények nagyobb vagy kisebb mennyiségben szennyeződéseket. Ha az olaj emelkedik a mélyből közelebb a Föld felszínét, ez lesz az élelmiszer élő baktériumok a talajban. De ahogy a baktériumok táplálkoznak elsősorban a könnyű szénhidrogének, az olaj feldolgozása, nem minden. Miután elvesztette a legtöbb fény véget ér, úgy válik egyre viszkózus és ragaszkodik néhány laza sziklák, közel a felszínhez, telíti őket, és ott is marad. Így alakult olajhomok. Ez könnyű hibázni, azt feltételezve, hogy a bitumen - ez csak egy vastag, nehéz olaj. Tény, szerves anyagok a bennük tartalmazott különböznek szerkezete, mivel jól látható az ábrán.

Tipikus kőolaj áll, több száz különböző anyagokat, amelyek a osztályok alkánok (limit vagy telített szénhidrogéneket), naftén és arének. A táblázat világosan mutatja, hogy a szerkezet ezen vegyületek igen egyszerű. Ez egészen más dolog - az aszfalt, a fő összetevője a bitumen. Egyik terjedelmes képviselői a táblázatban látható. Egy hatalmas molekula, mintha megpróbálta felfogni mindent, ami a nyers olajban a kémiai nyelv - kondenzálódnak Arena, benzin, viaszok és heterociklusos rendszerek. Ezen túlmenően, egy olyan molekula, amely nagy önmagában, így még mindig kapcsolatban áll a többi keresztül kén-hidak közötti molekulák és befogása a nehézfémek (vanádiumot és nikkelt), komplexképzésre velük. Éppen ezért az aszfalt annyira viszkózus, hogy normál hőmérsékleten szilárd halmazállapotú. Ez lesz sokkal nehezebb, mert a bonyolult és sok szennyeződést, különösen a nehézfémek, hogy a csővezeték volna szállítani őket, hogy felmelegedjen több száz fok, és azok feldolgozása.

Billió hordó gyanta

Ez megmagyarázza, hogy miért is, egészen a közelmúltig, a fejlesztés a kátrányos homok szinte senki sem, annak ellenére, hogy a tartalékok a világ több száz milliárd hordó (1 hordó - 159 liter). A Nemzetközi Energia Tanács (WEC), a világ felfedezte körülbelül hat betétek olajhomok, a legnagyobb, amely található Kanada, Kazahsztán és Oroszország.

Ennek ellenére több mint 70% -át ezek a készletek, csaknem 180 milliárd hordó, a három legnagyobb betétek található a dél-nyugati Kanadában, Alberta. Tartalék ezek a betétek költsége közel 10% -át a világ olajtartalékok a második a méret csak a kőolaj tartalékok Szaúd-Arábiában, 97% -a Kanadában olajtartalékok és 75% az olajtartalékok egész Észak-Amerikában. És ez csak ezeket a készleteket, amelyek a kutatók szerint ez lehetséges, a rendelkezésre álló technológia. Ha figyelembe vesszük az összes homok általában a bitumenes területeken közelében Alberta, elfoglal egy területe nagyobb, mint a méret Anglia tartalmaz szinte 2000000000000 hordó. És hasonló méretű és a világ összes kőolaj tartalékok együttes.

Az orosz betétek bitumenes kőzetek, a Volga-Urál-medence, Kelet-Szibéria és Tatár, de nehéz elérni, ezért ne érintse meg. Azt híresztelik, hogy a közeljövőben megkezdődhet a fejlesztés a kátrányos homok a mezőket Kazahsztán nyugati. Ők állomány egy csomó olaj - mintegy 40 milliárd hordó. De nem valószínű, nem lesz képes kihasználni a kipufogó kanadai technológia, mivel szükség van egy csomó vizet, és Kazahsztánban ezzel a problémával.

Nos elfeledett régi

Azt gondolhatnánk, hogy ilyen nehéz a fejlesztés az ásványi erőforrások kezdte használni a közelmúltban. Furcsa módon, de a bitumen voltak az első típusú olaj az emberiség történetében, találtam gyakorlati alkalmazása. Ezt támasztja alá az a régészeti lelet - kőeszközök nyomaival bitumen, amelyek alapján még a paleolit ​​neandervölgyiek, több mint 40 000 évvel ezelőtt. Nehézolaj és bitumen, így a Föld felszínén, mint általában, a folyók, már az ókorban megtanulta, hogy kibontsa a „gyanta” lezárására hajók építése házak az ókori Egyiptomban - a mumifikálás. Van egy olyan vélemény, hogy használják a bitumen cement az építőipar, a híres Bábel tornya. És az indiánok évszázadok óta Kanadában élt a területen a Athabasca-medencében, természetes bitument kátrányos kenu.

De csak az 1920-as, Charles Clarke, a vegyész, a University of Alberta, felfedezte, hogy a gőz szét bitumen a homok.

Az első vállalat, részt vesz a kitermelése bitumen Alberta, alapította Robert Fitzsimmons 1927. A cég volt az első, hogy bitumen ipari méretekben, szivattyúzás homok forró vízben. Összességében azonban az ilyen termelési módszerek még mindig kiderült, hogy kifizetődő.

Tervek a kivont olajra az olajhomok Alberta skálán hogy jelentős lenne, mint a hagyományos nyersolaj forrásokhoz, kezdett kialakulni az 1950-es. Aztán úgy becsüljük, hogy az ilyen termelést lesz költséghatékony, ha meghaladja a 20 ezer hordó naponta. Tervek különbözőek voltak, akár egy őrült ötlet, javasolt 1958 „Richfield olaj” társasági felrobban földalatti devyatikilotonnuyu atombomba. Az ötlet az, hogy a robbanás volt vékony ki a felszín alatti nehéz szénhidrogének, azonnal fordult a bánya tóvá olajat. Érdekes, hogy a projekt érzékelhető elég komolyan, és még lefolytatott vizsgálat robbanások földalatti a nevadai sivatagban.

Azonban egyik ilyen projekt nem hajtották végre, míg a hetvenes évek közepén, mivel a kanadai kormány politikája -, hogy segítsen a termelők a hagyományos olaj. A hirdetést korlátozódott alacsony olajárak az országban, és a megjelenése alternatív forrásból tovább csökkentheti, és rázzuk össze, és így bizonytalan piaci kanadai olaj. A fejlesztés a kátrányhomok Kanadában engedélyezett csak a hetvenes évek elején, amikor a változás a kormány, és az olaj ára ugrott, hogy azok kezdte fenyegetni az ország gazdasági biztonságát. Azóta az iparág fejlődött a változó sikerrel, attól függően, hogy a közrend és a nemzetközi olajárak.

gyanta homok

Hagyományos olajat a talajból kinyert, proburivaya fúrólyuktól a olajtartály olaj majd kifelé áramlik magát, tolta a nyomástartály. Amikor az olaj ebben a természetes képesség véget ér, akkor van szükség, hogy mesterségesen növelje a nyomást szivattyúzással vízzel vagy gáz.

Mivel bitumen nagyon sűrű és nehéz, hogy ők maguk nem szivároghat. Ezért más módszereket használnak a termelés, amelynek fő célja - hígított és elválasztja őket az agyag és a homok.

A legegyszerűbb és leggyakoribb módszer eredetileg külszíni. Olajhomok fekszenek mélységben 40-60 méter alatt egy réteg homok, agyag és tőzeglápok. Ha kivágják az erdőt, és távolítsa el a felső réteg a talaj, a homok mellett a bitumen egyszerűen ásni. Most ez történt a segítségével óriás kotrógépek, egy időben gombóc 100 tonna homok, és a világ legnagyobb billenő szállító teherautó egy időben 400 tonna rakományt és állni 5 millió dollár. Az első lépésben a feldolgozás az extrahált homok forró vízzel hígítjuk alkálifém, és a kapott keveréket átszivattyúzzuk csővezetékek az elválasztó egységet. Ott, a forró elegyet hatalmas kádak levegőt fúvatunk rajta keresztül. Organics úszik, legfelső rétegét alkotó, amelyet azután eltávolítunk, tisztítják és szárítják. Egy hordó (körülbelül egy nyolcada tonna) ilyen olajat kapunk körülbelül két tonna tar homok. Kezdetben a homokba képes volt eltávolítani körülbelül 75% bitument, de az új technológiáknak köszönhetően az elmúlt években, ez a szám meghaladta a 90%.

A probléma az, hogy nem több, mint 10% -a az olajhomok segítségével kell kidolgozni külszíni bányászat, amelyhez ma már lehetséges, hogy kap. Ahhoz, hogy a fennmaradó 90% a bitumen a homok még ilyen vagy olyan módon, a kútszivattyú, mint a hagyományos olaj. De ehhez az szükséges, hogy a bitumen áramlás, hogy folyadék. Ma, a bitumen folyadékot hogy forró gőz segítségével, amely fecskendeznek a is. Az első ipari technológia vált eljárás CSS (ciklikus Steam Stimuláció). Gőz hőmérséklet 300 ° C felett, több hónapon pumpálnak a kútba, majd néhány hét, hogy készítsen egy jól bemelegedett, amely után lehet szivattyúzni olaj hónapon belül. Ezután a folyamatot addig ismételjük, amíg nem szűnik meg, hogy nyereséges legyen. Ez a módszer lehetővé teszi, hogy készítsen akár 25% százaléka az olaj tartalmazott a homokban, de a magas költségek a befecskendezett gőz egy komoly hátránya.

Az eljárás következő lépésében az volt az eljárás SAGD (gőz segítségével gravitációs elvezető), ahol a gőz és szivattyúzás cseppfolyósított bitumen van kombinálva egyetlen folyamat. Burját két vízszintes kút, az egyik körülbelül öt méterrel magasabb, mint a többi. A felső injektált gőz, jön nyílásokon keresztül a csövekben, cseppfolyósított bitumen. Ezek futnak le, a mélyedés aljára, ahol és leereszteni. Az egyik területen több tucat ilyen kutak eltérhetnek a központi tengely és elérheti a több kilométer távolságra vannak. Ez a módszer olcsóbb, mint a CSS, ez biztosítja a nagy sebességű, és lehetővé teszi, hogy az olaj eltávolítása akár 60% bitument tartalmaz a betét. Most ő volt az, aki később a legelterjedtebb módszere, az olajhomok, cseréli a külszíni bányászat.

Vannak más kísérleti módszereket, amelyek fejlesztés alatt állnak. Például, néhány mezőt használunk ahelyett, hogy a pár szerves oldószerek, amelyek vékony ki bitumen, és ezáltal az energiatakarékosság fűtésére a gőz. Egyéb kísérletezők megpróbálja használni földalatti ellenőrzött égés szerves anyag tartalmazza a homok: a hőt az égési kell fluidizálá bitumen és azokat vonzóbb szivattyúk.

Azonban az ilyen eljárásokban sokkal bonyolultabb egyszerű szivattyúzási olaj a föld alatti tárolókból. Mindegyikük drága berendezéseket igényelnek, nagy mennyiségű vizet és kémiai reagensek felenged a bitumen energia fűtési víz és gőz, valamint a tisztító óriási mennyiségű üres homok és a szennyvíz megmaradó mosás után. És ez még csak a kezdet.

Olaj a gyanta

Bitumen választani a homoktól, - - ez egy fekete viszkózus nehéz tömeg. Mi a teendő vele? Ez ismét kell hígítani, keverés könnyebb szénhidrogének, vagy kémiailag feldolgozott, így szintetikus nyersolaj. Az ilyen feldolgozás szükséges, és bitumen engedhette hagyományos finomító. Ezek az előzetes manipuláció, az úgynevezett „apgreyding” áll három szakaszból áll.

Először is, az első lépésben, vákuumban elválasztjuk könnyű folyadék és a gázolaj a nehéz aszfaltén frakciók. Gázt alkalmazunk üzemanyagként a következő lépéseket apgreydinga és folyékony frakciót közvetlenül a tisztításhoz.

A katalitikus hidrokrakkolás - finomabb nehéz frakciók bomlási módszert. Ez lehetővé teszi, hogy minél több értékes szintetikus nyersolaj, de drágább és érzékenyebb a szennyeződést. A katalitikus hidrokrakkolás nehéz bitumenek hidrogénnel reagáltatva hőmérsékleten körülbelül 400 ° C, a nyomás legfeljebb 200 MPa. Ez a módszer nem csak lebontja a nagyobb tömegű molekulákat, hanem növeli a hidrogén mennyisége a kapott termékek, konvertáló aromások át ciklikus telített szénhidrogén. Hidrogénező lehetetlen koksz, a maradék anyag nehéz, de néha küldött kokszoló, amely összekapcsolja a módszer jobb feldolgozásra.

Katalizátorként molibdén vegyületeket gyakran kombinálva alkalmazzák kobalt vagy nikkel, hordozós porózus alumínium-oxid gyöngyök vagy szilícium-alumínium-oxid és a zeolitok. Ahhoz, hogy jobban megfeleljenek a katalizátor pórusmérete molekuláris újrahasznosítható anyagok, alumínium-oxid lehet hozzáadni, például a titán-oxid. Gyenge, hogy a bitumen szereplő eltérő katalizátor-mérgek, kénvegyületek, nitrogén és a nehézfémek, ami megbénítja katalizátort. Egy másik probléma az, hogy a bitumen készítmény, többek között a mérgező változhat mezőről mezőre, így minden esetben, a katalizátort kell kiválasztani külön-külön. Nyilvánvaló, hogy ez az egész nehéz. A kutatás azonban még folyamatban van, és mikor kell kiválasztani a megfelelő katalizátor apgreydinga költsége jelentősen csökken.

Az utolsó szakasz apgreydinga vagy szekunder apgreyding - - kapunk a katalitikus hidrogénezés könnyű frakciók a kén és nitrogén vegyületek, a szükségtelen és káros. Ez elvileg hasonló a hidrokrakkolás, azzal az egyetlen különbséggel, hogy a kén és nitrogén vegyületek, gyakran ugyanazon a kobalt-molibdén katalizátorok, de valamivel kevésbé magas hőmérséklet és a nyomás csökken a hidrogén-szulfid és az ammónia.

Végül, a terméket a gázokat elválasztjuk, kondenzáljuk, és az így kapott folyadékot petróleum frakciót küldött csővezetéken hagyományos finomítók.

Kimenetek a apgreydinge függően változnak által használt módszerek 80% (a cég «Suncor», késleltetett kokszoló módszer) 90% (Plant Albian Sands Skotforde, hidrokrakkolás módszer). Mivel azonban a energia komponens, a veszteség még nagyobb. Ha földgázt használnak, így egy hordó szintetikus nyersolaj el kell égetni gáztérfogat energia ekvivalens mintegy 20% -a a hordó a kitermelés a bitumen és apgreydinge fűtés. Ha a kitermelés bitumen éget ugyanezen bitumen, elvesztette akár 35% -os részaránya. Ennek eredményeként az utat a piszkos homok a kiváló minőségű olaj elveszítette majdnem a felét az anyagot.

Ez azonban nem áll meg a kanadai vállalat vesz részt a fejlesztés a olajhomok. Sőt, miután az összes termelés, tisztítás és feldolgozás, elvesztése után az anyag és az energia, a költségek egy hordó szintetikus termelt kőolaj Kanadában, még mindig nem több, mint 30-40 dollár. Ez körülbelül háromszor kisebb, mint a mai olajárak.