Перспективы развития энергетики

Подавляющее количество энергети­ческих ресурсов угля, нефти и газа сегодня используется в качестве топли­ва. Только незначительная доля при­родного сырья идет на нужды хими­ческой и нефтяной промышленности.

Даже представить трудно, сколько нефти, газа и угля расходуется для производства электроэнергии. Основой энергетики сегодня являются тепловые электростанции, работающие на орга­ническом топливе (мазут, уголь, нефть). Однако энергетическая стратегия на­шей страны будет ориентирована в бли­жайшее время на преимущественное развитие газовой промышленности. Это вызвано прежде всего острыми эколо­гическими проблемами. Поэтому газ займет важное место в энергетике. Использование газа радикально изме­нит наше отношение к природе. На­пример, можно будет полностью устра­нить выбросы в атмосферу оксидов серы и азота, уменьшить в два раза загрязненность воздуха оксидом угле­рода (II). А ведь именно этот продукт порождает «парниковый» эффект, спо­собный пагубно влиять на климат пла­неты. Использование природного газа на 20–30% уменьшит затраты на до­бычу и транспортировку топлива по сравнению с углем и даже ядерной энергией. Газ заменит нефть, из кото­рой сегодня получают моторное топли­во. Будет все больше автомобилей, ра­ботающих на сжатом и сжиженном га­зе. В то же время нефть — основной и неисчерпаемый источник самых разно­образных и необходимых органических веществ и продуктов. С этой целью необходимо постоянно поддерживать высокий уровень добычи нефти и кон­денсата.

Однако в вопросах развития энерге­тики необходима долгосрочная про­грамма по ее сознательной переориен­тации. Только она по-зволит разрешить и связать воедино три задачи: энерге­тику, экологию и экономику.

Предусматривается создание «ща­дящей» энергетики, которая наносила бы минимальный вред среде обитания человека. Хорошо известно, что авто­мобильный транспорт в наши дни сильно загрязняет атмосферу продуктами неполного сгорания бензина. Поэтому в качестве моторного топлива в буду­щем будут широко использоваться во­дород, метиловый и этиловый спирты. Причем этиловый спирт будут получать из постоянно возобновляемого источни­ка — биомассы (вещества раститель­ного и животного происхождения и продукты их превращений, связан­ные с жизнедеятельностью и произ­водственной деятельностью человека). Речь идет о том, чтобы полностью исключить экологический вред при­роде.

Значительное место в энергетике по-прежнему будут занимать АЭС. Однако нужно проектировать и строить такие АЭС, которые смогут отвечать требованиям полной безопасности. Та­кие станции позволят навсегда исклю­чить повторение трагедии Чернобыля из истории человечества.

В перспективе будет больше элект­ростанций, использующих нетрадицион­ные виды энергии: солнечную, гидро­термальную (энергия горячей воды природных источников) и даже энергию морских приливов. Уже сегодня большое значение при­дается производству синтетического топлива из угля. Его роль особенно возрастет в следующем столетии, когда иссякнут запасы природного газа и нефти. Уголь будет важнейшим видом сырья для химической промышленности и основным видом топлива на тепловых электростанциях. Работающих на угле ТЭС много и сейчас. Но они, к сожа­лению, являются основным источником загрязнения атмосферы. Поэтому бли­жайшая задача, стоящая перед наши­ми энергетиками, — сделать все возможное, чтобы работа этих станций была экологически чистой.

Нужно свести к минимуму отрица­тельное влияние на природу крупных ГЭС на равнинных реках.

Наша страна полностью обеспечи­вает себя топливом и энергией за счет собственных природных ресурсов и осуществляет экспорт топлива и элект­роэнергии в другие страны. Однако надо всегда помнить, что все природ­ные запасы топлива, какими бы они ни были большими, не являются, к со­жалению, вечными и неисчерпаемыми. Стратегическим направлением разви­тия энергетики на перспективу в 50–100 лет является переход от сегодняш­ней энергетической системы, базирую­щейся в основном на использовании органического природного сырья, к системе, основанной на практически неисчерпаемых ресурсах ядерной и термоядерной энергии, на использова­нии таких «даровых» источников, как радиация солнца, энергия ветра, мор­ских волн. Широкое внедрение новых технологий производства — это также мощное средство снижения энергети­ческих затрат.

Важное место по объему потребле­ния энергоресурсов занимает жилищ­ное хозяйство. Поэтому каждый школь­ник может и должен внести свой вклад в экономию основных энергоносителей. Для этого надо бережно расходовать электроэнергию и газ в школе и дома. Вдумайтесь в такой расчет: если все семьи, использующие газ, уменьшат его расход только на 1%, то за год будет сэкономлено свыше 200 млн м³ газа! Этого количества газа хватит на целый год потребителям такого города, как Саратов.

ГРУППОВОЙ УГЛЕВОДОРОДНЫЙ СОСТАВ НЕФТИ.

КЛАССИФИКАЦИЯ НЕФТИ

Групповой углеводородный состав нефти позволяет решить во­прос о типе нефти по преобладанию в ней тех или иных углеводород­ных классов (групп). При определении группового состава обычно имеются в виду три основных класса углеводородов: метановые, или парафиновые (алканы), полиметиленовые, или нафтеновые (циклоалканы), и ароматические. Поскольку в состав нефти входит громадное число компонентов, то чаще определяют групповой состав каждой фракции нефти, но при этом необходимо учитывать, что групповой состав меняется от фракции к фракции.

Принцип, положенный в основу классификации нефтей, должен учитывать их характерные особенности, позволяющие проводить различие между ними. Так, в основу классификации, разработанной акад. С. С. Наметкиным, положено содержание в нефти главного компонента (составляющего не менее 50%). Соответственно этому выделяется три типа нефтей: метановые (М), нафтеновые (Н), арома­тические (А). Большое значение имеет также содержание дополни­тельного компонента (составляющего не менее 25%), который при­дает нефти дополнительные специфические свойства. Таким образом, можно наметить еще четыре типа нефтей (в названии основной ком­понент занимает первое место, т. е. буквенные обозначения располо­жены в порядке убывания содержания соответствующих углеводород­ных групп): метано-нафтеновые (МН), нафтено-метановые (НМ), ароматическо-нафтеновые (АН), нафтено-ароматические (НА).

Наконец, может быть случай, когда все три основных компонента представлены приблизительно в равных количествах: метано-нафтено-ароматические (МНА).

Нефти первых трех типов встречаются редко. Из них наиболее распространены нафтеновые нефти (эмбинские, некоторые бакин­ские). Нефти метанового типа в СНГ не встречаются. Нефть, наи­более близкая к третьему, ароматическому типу, в СНГ имеется в месторождении Чусовские городки, однако из-за довольно высокого содержания нафтеновых углеводородов, наряду с ароматическими, ее скорее следует отнести к ароматическо-нафтеновому типу (АН). В большинстве же нефти относятся к перечисленным выше смешан­ным типам. Примером метано-нафтено-ароматического типа может служить майкопская нефть.

Следует еще раз подчеркнуть некоторую условность такой класси­фикации нефтей. Количественное определение углеводородов раз­личных классов проводится не сразу во всей нефти, а в отдельных ее погонах. Довольно часто при переходе от низших погонов к выс­шим отнесение нефти к тому или иному типу может измениться. Приведем пример: грозненская парафинистая нефть при классифика­ции по погонам, выкипающим до 300°С, имеет ярко выраженный метано-нафтеновый характер, а в погонах, выкипающих выше 300°С, нафтены уже преобладают над парафинами (нафтено-метановый тип).

Помимо химической классификации нефтей существует также технологическая классификация, предусматривающая деление неф­тей на типы, существенно различающиеся по технологии их пере­работки. Это определяется, например, содержанием твердого пара­фина, серы, масел и др.

По содержанию парафина (% масс.):	По содержанию серы (% масс.):
Малопарафиновые . . . . . .менее 1,5	Малосернистые . . . . . . . менее 0,5
Парафиновые . . . . . . . . . .1,5–6,0	Сернистые . . . . . . . . . . .0,51–2,0
Высокопарафиновые . . . . .более 6,0	Высокосернистые . . . . . . более 2,0
По содержанию фракций, выкипающих до 350°С, и масел
Выход фракций до 350°С (% масс.):	Содержание масел (% масс.):
Менее 30	Менее 15
30–35	15–20
Более 45	Более 20

МОЛЕКУЛЯРНЫЙ ВЕС

Поскольку нефть и ее фракции не являются индивидуальными веществами, то говорить можно только об их среднем молекулярном весе, величина которого зависит от молекулярных весов индивиду­альных соединений и количественного соотношения их в нефти.

Молекулярный вес нефтяных фракций увеличивается по мере возрастания температуры их кипения.

Экспериментально молекулярный вес определяется криоскопическим и эбуллиоскопическим методами.

Криоскопический метод определения молекулярного веса какого-либо вещества основан на понижении температуры за­мерзания раствора этого вещества по сравнению с температурой за­мерзания чистого растворителя. В качестве растворителя легких фракций нефти обычно употребляют бензол, а более высокомолеку­лярных фракций — нафталин, камфару.

Эбуллиоскопический метод основан на повышении температуры кипения раствора вещества по сравнению с температу­рой кипения чистого растворителя. Обычно он применяется при анализе легких фракций. В качестве растворителей используются бензол, нитробензол и некоторые другие вещества.

Расчет молекулярного веса ведется по формуле:

M=K^.g^.1000 / G^.Δt,

где К — криоскопическая (К_кр) или эбуллиоскопическая (К_э6) кон­станта растворителя;

g — масса растворенного исследуемого вещества;

G — масса растворителя;

Δt — понижение температуры замерзания (Δt_з) или повышение температуры кипения (Δt_к).