Сообщение углеводороды топливо его виды и назначение. Углеводородное топливо. Как это работает

Ископа емое то пливо - это нефть, каменный уголь, горючий сланец, природный газ и его гидраты, торф и другие горючие минералы и вещества из группы каустобиолитов, применяемые в основном как топливо, добываемые под землёй или открытым способом. Ископаемые виды топлива формируются из окаменелых останков отмерших растений в процессе разложения в анаэробных условиях под воздействием тепла и давления в земной коре в течение миллионов лет. Уголь и торф - топливо, образующееся по мере накопления и разложения останков животных и растений. Ископаемые виды топлива являются невозобновимым природным ресурсом, так как накапливались миллионы лет. Согласно данным Управления по энергетической информации (), в 2007 году в качестве первичных источников энергии использовались: нефть - 36, 0 %, уголь - 27, 4 %, природный газ - 23, 0 %, в общей сложности доля ископаемого топлива составила 86, 4 % от всех источников (ископаемых и неископаемых) потребляемой первичной энергии в мире. Следует отметить, что в состав неископаемых источников энергии включены: гидроэлектростанции - 6, 3 %, ядерное - 8, 5 %, и другие (геотермальная, солнечная, приливная, энергия ветра, сжигания древесины и отходов) в размере 0, 9 %.

Нефть - природная маслянистая горючая жидкость, состоящая из сложной смеси углеводородов и некоторых других органических соединений. По цвету нефть бывает красно-коричневого, иногда почти чёрного цвета, хотя иногда встречается и слабо окрашенная в жёлто-зелёный цвет и даже бесцветная нефть; имеет специфический запах, распространена в осадочных породах Земли. Нефть известна человечеству с древнейших времён. Однако в наши дни нефть является одним из важнейших для человечества полезным ископаемым.

Общая схема переработки нефти В общем случае переработка нефти на нефтепродукты включает ее подготовку и процессы первичной и вторичной переработки. Подготовка извлеченной из недр нефти ставит целью удаление из нее механических примесей, растворенных солей и воды и стабилизацию по составу. Эти операции проводят как непосредственно на нефтяных промыслах, так и на нефтеперерабатывающих заводах. Первичная переработка нефти (первичные процессы) заключается в разделении ее на отдельные фракции (дистилляты), каждая из которых представляет смесь углеводородов. Первичная переработка является физическим процессом и не затрагивает химической природы и строения содержащихся в нефти соединений. Важнейшим из первичных процессов является прямая гонка нефти. Вторичная нефтепереработка (вторичные процессы) представляет собой разнообразные процессы переработки нефтепродуктов, полученных методом прямой гонки. Эти процессы сопровождаются деструктивными превращениями содержащихся в нефтепродуктах углеводородов и изменением их природы, то есть являются химическими процессами.

Химия углеводородов Многие полагают, что сырая нефть, выкачиваемая из земли, состоит из смеси различных видов топлив, что все они огнеопасны и, по сути, разницы между ними нет. Отчасти это правда, однако давайте разберемся, чем же с химической точки зрения бензин отличается от дизельного топлива, керосина и т. д. Сырая нефть, выкачиваемая из-под земли, это вовсе не топливная смесь, но смесь алифатических углеводородов – веществ, состоящих только из атомов углерода и водорода. Последние соединены друг с другом в цепочки различной длины. Так образуются молекулы углеводородов. Этот факт определяет их физические и химические свойства. Например, цепочка с одним атомом углерода (CH 4), является самой легкой и известна как метан – прозрачный газ, легче воздуха. Как только цепи становятся длиннее, молекулы углеводорода становятся тяжелее, их свойства начинают заметно меняться. Первые четыре углеводорода - CH 4 (метан), C 2 H 6 (этан), C 3 H 8 (пропан) и C 4 H 10 (бутан) – это всё газы. Они кипят (испаряются) при температуре -107, -67, -43 и -18 градусов С. Цепочки начиная от C 18 H 32 – это жидкости, имеющие температуру кипения начиная от комнатной. Так в чем же реальная разница между бензином, керосином и дизельным топливом?

Углеродные цепи в нефтепродуктах Более длинные углеводородные цепи имеют более высокие температуры кипения. Благодаря этому свойству, углеводороды могут быть отделены друг от друга. Этот процесс называется каталитический крекинг или просто перегонка - это то, что происходит на нефтеперерабатывающем заводе. Здесь нефть нагревают, а затем испарившиеся углеводороды конденсируют, каждый в отдельную емкость. Вещества, молекулы которых имеют цепи с C 5 , C 6 и C 7 – все очень легкие, легко испаряющиеся, прозрачные жидкости, называемые нафта. Она используется для изготовления различных растворителей. Углеводороды с цепочками от C 7 H 16 до C 11 H 24 обычно смешиваются и используются для изготовления бензина. Все они испаряются при температурах ниже точки кипения воды (100 o С). Вот почему, если вы пролили бензин, он испаряется очень быстро, буквально на глазах. Далее идет керосин. Для его изготовления используются молекулы с C 12 до C 15.

Дизельное и печное топливо делают из еще более тяжелых углеводородов C 16 до C 19. Температура их кипения от 150 до 380 o С. Далее следуют смазочные масла. Они не испаряются в любом случае при нормальной температуре. Например, моторное масло может работать весь день при температуре 120 o С. Углеродные молекулы с C 20 – это твердые вещества, начиная парафином и кончая битумом, который используется для изготовления асфальта и ремонта автомобильных дорог.

Ученые ищут способы удалять избыточный углекислый газ (СО2) из атмосферы, поэтому множество экспериментов направлено на использование этого газа в создании топлива. И водород, и метанол использовали в экспериментах, но процессы были многоступенчатыми и требовали применения разнообразных методик. Теперь исследователи Техасского Университета (Арлингтон, ЮТА) продемонстрировали прямое, простое и недорогое преобразование СО2 и воды в жидкое топливо с помощью высокого давления, интенсивного излучения и сконцентрированного подогрева.

По словам исследователей из Техаса, это прорыв – получение технологии стабильного топлива с применением углекислого газа из атмосферы и преимуществом в виде производства кислорода как побочного продукта, что окажет еще более положительное воздействие на окружающую среду.

«Мы первые, кто использовал и свет, и тепло, чтобы синтезировать жидкие углеводороды в одноступенчатом процессе из СО2 и воды, - сказал Брайан Деннис, профессор UTA и научный coруководитель проекта. - Сосредоточенный свет стимулирует фотохимическую реакцию, которая генерирует высокоэнергетические промежуточные звенья и тепло, чтобы стимулировать термохимические реакции углеродного цепного формирования, таким образом производя углеводороды в одноступенчатом процессе».

Для инициации процесса фото- и термохимической реакции используется фотокатализатор из диоксида титана, который очень эффективен в UV-спектре, но неэффективен в видимом. Для повышения эффективности исследователи собираются создать фотохимический катализатор, лучше соответствующий солнечному спектру. Согласно исследованиям, команда предполагает, что кобальт, рутений или даже железо можно рассмотреть как хороших кандидатов на новый катализатор.

«У нашего процесса также есть важное преимущество перед альтернативными технологиями для транспортных средств, поскольку многие продукты углеводорода у нашей реакции те же, что используются в автомобилях, грузовиках и самолетах, таким образом, не будет необходимости менять существующую систему распределения топлива», - сказал Фредерик Макдоннелл, временный декан факультета химии и биохимии UTA и научный coруководитель проекта.

В будущем исследователи предполагают, что параболические зеркала могли также использоваться, чтобы сконцентрировать солнечный свет на катализаторе в реакторе, таким образом обеспечивая и необходимое нагревание, и фотоинициацию реакции без других источников внешнего питания. Команда также полагает, что любой избыток тепла, создаваемый в процессе, может быть также использован в других аспекты солнечного топливного средства, например, отделении и очистке воды.

Углеводородное топливо

горючее вещество, состоящее из соединений углерода и водорода. К У. т. относятся жидкие нефтяные топлива (автотракторные, авиационные, котельные и др.) и углеводородные горючие газы (метан , этан, бутан, пропан , их природные смеси и др.). Топлива авиационные на 96-99% состоят из углеводородов, главным образом парафиновых, нафтеновых и ароматических. В парафиновых углеводородах 15-16% водорода, в нафтеновых Углеводородное топливо14%, в ароматических - 9-12,5%. Чем выше содержание в У. т. водорода, тем больше его массовая теплота сгорания. Так, например, парафиновые углеводороды обладают на 1700-2500 кДж/кг (400-600 ккал/кг) большей теплотой сгорания, чем ароматические. Из углеводородных горючих газов наибольшее содержание водорода у метана (25%). Его низшая массовая теплота сгорания 50 МДж/кг (11970 ккал/кг) (у реактивных топлив - 43-43,4 МДж/кг (10250-10350 ккал/кг).

Авиация: Энциклопедия. - М.: Большая Российская Энциклопедия . Главный редактор Г.П. Свищев . 1994 .

Смотреть что такое "Углеводородное топливо" в других словарях:

углеводородное топливо - — [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом EN hydrocarbon fuel …

Ископаемое топливо это нефть, уголь, горючий сланец, природный газ и его гидраты, торф и другие горючие минералы и вещества, добываемые под землёй или открытым способом. Уголь и торф топливо, образующиеся по мере накопления и разложения животных… … Википедия

углеводородное топливо Энциклопедия «Авиация»

углеводородное топливо - углеводородное топливо горючее вещество, состоящее из соединений углерода и водорода. К У. т. относятся жидкие нефтяные топлива (автотракторные, авиационные, котельные и др.) и углеводородные горючие газы (метан, этан, бутан, пропан, их… … Энциклопедия «Авиация»

жидкое углеводородное топливо - — Тематики нефтегазовая промышленность EN liquid hydrocarbon fuel … Справочник технического переводчика

Топливо

Топливо - для транспорта Здесь, на автозаправочной станции, утоляют вечную жажду двигателей, которые дарят человеку возможность с комфортом перемещаться на дальние расстояния. Самое распространенное топливо для транспорта - бензин. Более того, на… … Нефтегазовая микроэнциклопедия

Сравнение синтетического топлива и обычного дизельного топлива. Синтетическое топливо заметно чище из за отсутствия серы и примесей … Википедия

Искусственное жидкое углеводородное топливо для двигателей внутреннего сгорания, получаемое на базе переработки твёрдых горючих ископаемых (бурых и каменных углей, нефтяных сланцев, битуминозных песков). Большое развитие производство С. т.… … Энциклопедия техники

Книги

Нефть XXI Мифы и реальность альтернативной энергетики , Арутюнов В.. Ни одна из областей науки, пожалуй, не связана с российской экономикой в такой мере, как поиск альтернативных источников энергии. Конечно, человечество не может вечно рассчитывать на…
Нефть XXI. Мифы и реальность альтернативной энергетики , Арутюнов В.С.. Ни одна из областей науки, пожалуй, не связана с российской экономикой в такой мере, как поиск альтернативных источников энергии. Конечно, человечество не может вечно рассчитывать на…

2.1 Компримированный природный газ

2.2 Сжиженный углеводородный газ

2.3 Сжиженный природный газ

3. Заключение

4. Список литературы

Введение

На сегодняшний день топливно-энергетическая и природная проблемы обретают все большую значимость и масштабность. Сокращение нефтяных месторождений, ежегодное повышение использования моторного горючего приводят к нехватке и, как результат, увеличению цены бензина и дизельного топлива. Время от времени возникающие мировые топливные кризисы, раз за разом вынуждают подумать о потребности применения других типов энергоресурсов. А автотранспорт считается одним из основных загрязнителей окружающей среды во всем обществе.

Ежегодно только российским автопарком (это более 34 миллионов единиц автотранспортных средств по целой стране) выбрасывается с отработавшими газами 14 миллионов тонн вредных элементов, что составляет 40% общих промышленных выбросов в атмосферу. В крупных населенных пунктах они достигают 90% и представляют значительную экологическую опасность здоровью населения. Размер природоохранного ущерба, причиняемого промышленными выбросами, составляет 2% ВВП, при этом, 60% вреда наносится непосредственно автотранспортом. В совокупности с ежегодным удорожанием нефтепродуктов все без исключения вышеприведенные условия вынуждают сосредоточить более пристальное внимание на вопрос о переходе автотранспорта на другие разновидности топлива.

Наиболее перспективные из них – это природный газ (метан) и углеводородные газы (пропан-бутановые смеси), т.к. на территории нашего государства сконцентрирована без малого третья часть всемирных резервов углеводородного сырья. В настоящий момент сжатый природный газ (КПГ) и сжиженный углеводородный газ (СУГ) считаются более подготовленными видами горючего для применения в двигателях внутреннего сгорания в российских реалиях. За границей стремительно используется сжиженный природный газ (СПГ). Применение данного типа горючего в перспективе станет расширяться и в Российской федерации.

Углеводородное топливо

Газообразное топливо - единственный тип альтернативного топлива, для которого в Российской Федерации решены технические и экологические проблемы использования. Главная сложность перехода автомобильного автотранспорта на газовое топливо состоит в необходимости формирования надлежащей инфраструктуры: заводов, хранилищ, заправочных станций. Приходится принимать во внимание и психологию покупателя, с предубеждением относящегося к необычному газообразному топливу.

По физическому состоянию горючие газы разделяются в 2 категории: сжатые и сжиженные. В случае если критическая температура углеводородов ниже обычных температур при эксплуатации машин, то их используют в сжатом варианте, а в случае если выше - то в сжиженном варианте под давлением 1,5...2,0 МПа.

2.1 Компримированный природный газ

Компримированный природный газ транспортируют по газопроводу под давлением 50-70 атм. Вплоть до 1994 годы вместо термина «компримированный природный газ» использовался термин «сжатый природный газ».

Природный газ состоит в основном из метана (на 90 %) с небольшими примесями этана (до 6%), пропана (до 1,7%), и бутана (до 1%).

Метан - газ без цвета и аромата, малорастворим в воде, легче воздуха. Он принадлежит к предельным углеводородам, молекулы которых состоят только лишь из углерода и водорода. Значительное содержание водорода гарантирует более полное горение топлива в цилиндрах двигателя по сопоставлению с бензином и сжиженным нефтяным газом, по этой причине метан считается полноценным топливом для машин с хорошими антидетонационными характеристиками.

КАТЕГОРИИ