Нефть - часть 2

S.I.> Если посмотреть на вопрос шире-что есть нефть, уголь, резина, органика?
S.I.> -материализованная солнечная энергия.
S.I.> Получать энергию из отходов энергии в принципе невозможно - это планетарный вечный двигатель получается.
S.I.> Законы сохранения никто не отменял.

Так никто против законов и не идет. Но "отходы энергии" - это тоже энергия... И отходы органики - это органика. Чем складывать ее в кучи мусора, а потом из этих куч добывать метан, отдавая кучу энергии в нагрев окружающей среды, может и правда лучше перерабатывать сразу в нефть? Да, ИМХО этот процесс, что применили американцы к индюшиным потрохам - это не гидрогенизация, это что-то типа пиролиза.

А вообще, как по мне, главная проблема в получении нефти из мусора - очистка. Потому они и взялись за потроха - живая органика она же чистая, там хлора по идее очень мало, да и серы наверное немного. Вроде одна из проблем пиролиза мусора - хлор, из него получаются диоксины.

alex_zeed> Так никто против законов и не идет. Но "отходы энергии" - это тоже энергия... И отходы органики - это органика.
Увы, отходы органики - это в основном СО2 и Н2О.
И для синтеза новой органики нужна энергия.

S.I.> Мне интересно, а куда сейчас США девают 5000000000 барелей мусора в год?

Куча интересной статистики:



Т.е. 1/4 мусора примерно перерабатывают на вторсырьё... Остальное надо разбираться.

S.I.> Ну вообщем-то, флаг им в руки, как стране больше всех потребляющей нефти на душу населения..

"Их пример - другим наука" (если в самом деле сделают прорыв в этом вопросе ).

S.I.> Мне кажется многие не понимают, что производство нефти из чего либо требует затрат энергии близких к содержащейся в этой полученной нефти. Производство и добыча - две большие разницы.

Просто жидкое топливо нужно в больших количествах, вот и весь ключ к пониманию. Это уже энергоноситель, а не источник энергии, как нормальная нефть. Весь мир катается на жидком топливе от газонокосилки до супертанкера —
это и есть клиенты на нефть во всех её фракциях.

au> Просто жидкое топливо нужно в больших количествах, вот и весь ключ к пониманию. Это уже энергоноситель, а не источник энергии, как нормальная нефть. Весь мир катается на жидком топливе от газонокосилки до супертанкера —
au> это и есть клиенты на нефть во всех её фракциях.
Вот-вот, а когда выясняется сколько для синтеза этого энергоносителя надо сжечь урана, угля или газа или какие нужны солнечные/ветровые девайсы, то возникает вопрос- а нах такой энергоноситель вообще нужен? Проще аккумуляторы или другое что нибуть типа метана/водорода..

S.I.> Проще аккумуляторы или другое что нибуть типа метана/водорода..

Надо мыслить(с) Не проще. Во-первых, есть целые индустрии вокруг жидкого топлива. Они никуда не денутся, это необсуждаемая данность. Во-вторых, с водородом проблема — его не хотят пускать на дороги. В нормальных количествах он получается только под ~800 атмосфер в композитных баллонах, а если типичный водитель в аварии расфигачит несколько таких, будет большой бум и куча трупов. Бензин просто вытекает, полил его водой из канистры и всё, а уж залив пеной — точно всё. В-третьих (вообще-то в-нулевых) вопрос цены. Транспорт — это ценообразующий фактор, нельзя просто сказать "завтра х2 денег на км". На метане есть уже автобусы (тут, большими буквами "природный газ"), грузовики наверно (на баллонах не пишется что за газ, но почему бы нет). Так что метан — это зачёт. Но самолёт метаном не заправишь (я в курсе про Ту-155 или как там его), водородом тоже. В общем, всё непросто. Есть ещё вариант на аммиаке (или карбамиде), но говорят смердит.

S.I.> Вот-вот, а когда выясняется сколько для синтеза этого энергоносителя надо сжечь урана, угля или газа или какие нужны солнечные/ветровые девайсы, то возникает вопрос- а нах такой энергоноситель вообще нужен? Проще аккумуляторы или другое что нибуть типа метана/водорода..

Эх, если б такие аккумуляторы были (быстрый заряд, высокая энергоемкость) - уж транспорт на них бы начал переходить весьма шустро. Вон с суперконденсаторами EESTOR какая шумиха - хотя почти всем уже понятно, что не получится у них, принципиальный это затык в сегнетоэлектриках с напряженностью поля - а все ж хочется людям верить...

В общем, как только будет аккумулятор с несколькими десятками мегаджоулей на кг (у бензина - че-то в районе 40, плюс продукты реакции выбрасываем - облегчение идет, для самолетов это важно) - постепенно будет электротранспорт, возможно даже электросамолеты (они вообще-то уже есть на литиевых батареях, хотя правда только винтовые). Электромоторы уже обошли ДВС по удельной мощности. Насчет реактивных - не знаю, может в тот сегмент и не влезут электромоторы, с турбинами тягаться не смогут.

Синтез углеводородов интересен по двум направлениям. Первое - накопление солнечной энергии в "выгодных" зонах (экватор в океане и в Африке) и транспорт ее потребителям обычными танкерами, второе - сырье для хим. промышленности.

S.I.>производство нефти из чего либо требует затрат энергии близких к содержащейся в этой полученной нефти.

Разве? Производство нефти из бензина, например, требует такого большого количества энергии?

au> Просто жидкое топливо нужно в больших количествах

Из метана каталитически этан. "Лишний" водород в энергетику или хим.пром. (та же гидратация угля).

Из этана каталитически ацетилен. Снова имеем "лишний" водород.

А уж хранение и перевозка ацетилена - технология 19 века.

yuu2> А уж хранение и перевозка ацетилена - технология 19 века.

Сколько будет весить баллон ацетилена на 500 км пробега? Соответствующий баллон с метаном юзать хлопотнее?

А ещё ацетилен взрывается. Сам по себе. Редко, но бывает.

S.I.>>производство нефти из чего либо требует затрат энергии близких к содержащейся в этой полученной нефти.
ED> Разве? Производство нефти из бензина, например, требует такого большого количества энергии?
ИМХО, получение более высококипящих фракций углеводородов из бензина потребует затрат энергии.
Хотя непонятно зачем это надо?

S.I.>> Проще аккумуляторы или другое что нибуть типа метана/водорода..
au> Надо мыслить(с) Не проще. Во-первых, есть целые индустрии вокруг жидкого топлива. Они никуда не денутся, это необсуждаемая данность. Во-вторых, с водородом проблема — его не хотят пускать на дороги. В нормальных количествах он получается только под ~800 атмосфер в композитных баллонах, а если типичный водитель в аварии расфигачит несколько таких, будет большой бум и куча трупов.
Водород очень взрывоопасен, но, по данным National Hydrogen Association, вероятность взрыва водорода не выше вероятности взрыва бензина. (С)

yuu2>> А уж хранение и перевозка ацетилена - технология 19 века.
ED> Сколько будет весить баллон ацетилена на 500 км пробега? Соответствующий баллон с метаном юзать хлопотнее?
Незаправленный баллон для ацетилена по ГОСТ 5948 весит 65 кг, заправленный - 85 кг. Ацетилен в баллоне находится в виде раствор в ацетоне с концентрацией 225-300 г на 1 дм емкости баллона. Т.е. имеем 12 кг газа. Сделав допущения, что плотность сжиженного ацетилена равна плотности пропана (0,53 кг/л) и их расход близок, получим, что 40 литрового баллона хватит на 300 км.
ED> А ещё ацетилен взрывается. Сам по себе. Редко, но бывает.
Сам по себе не взрывается. Только при контакте с окислителями, либо с металлами, образующими ацетилениды.

marata> Сам по себе не взрывается. Только при контакте с окислителями, либо с металлами, образующими ацетилениды.
Под давлением взрывается. Поэтому его и хранят в виде раствора. Кажется, взрывная полимеризация.

marata>Сделав допущения, что плотность сжиженного ацетилена равна плотности пропана (0,53 кг/л) и их расход близок...

Ты растворённый ацетилен со сжиженным не путаешь?

marata> Сам по себе не взрывается.

Взрывается. Ацетилен термодинамически неустойчив. При давлении больше полторы атмосферы (или при температуре более 500 С) разлагается на углерод и водород с выделением большого количества энергии. Потому и заморочки с ацетоном.

S.I.> Мне кажется многие не понимают, что производство нефти из чего либо требует затрат энергии близких к содержащейся в этой полученной нефти. Производство и добыча - две большие разницы.

Описанная установка имеет эффективность 85% по энергии (т.е. 15% получаемой "нефти" сжигается, обеспечивая температуру/давление для пиролиза).

...
S.I.> А так можно и из воды (Н2О) и воздуха (СО2) получать углеводороды. Откуда энергию брать?

Будете смеяться, но в конечном итоге (особенно при переработке с/х отходов) в значительной степени от солнца, ибо растения и делают описанное (за исключением 4 букв - углеводороды). Понятно, сжигается нефть и в производстве с/х продукции тоже, но так хоть что-то назад получать можно.

alex_zeed> Эх, если б такие аккумуляторы были (быстрый заряд, высокая энергоемкость) - уж транспорт на них бы начал переходить весьма шустро. Вон с суперконденсаторами EESTOR какая шумиха - хотя почти всем уже понятно, что не получится у них, принципиальный это затык в сегнетоэлектриках с напряженностью поля - а все ж хочется людям верить...
Здесь уже обсуждали эти ЕЕсторы не раз.
Всё ж таки с безопасностью у них тоже большие неясности: если полностью заряженый конденсатор при напруге в несколько киловольт разрушается, есть основания полагать, что все мегаджоули разом выходят наружу. А при заявленой ёмкости в несколько МДж/кг - чем это так уж хуже тротила? Бензину хотя б нужны воздух и время чтобы сгореть... и чтоб взорвать его нужны некоторые усилия.

S.I.> ИМХО, получение более высококипящих фракций углеводородов из бензина потребует затрат энергии.
S.I.> Хотя непонятно зачем это надо?

Ни зачем не надо, естественно. Просто крайний пример того, что продукты переработки нефти (пластмассы, резина и т.д.) по своей энергетической ценности вовсе не равны продуктам сжигания нефти.

au>> Просто жидкое топливо нужно в больших количествах
yuu2> Из метана каталитически этан. "Лишний" водород в энергетику или хим.пром. (та же гидратация угля).
yuu2> Из этана каталитически ацетилен. Снова имеем "лишний" водород.

Да зачем это всё? Тем более водород никак не лишний — чем больше в топливе водорода, тем меньше в трубе СО2. НА LNG уже ездят. http://www.ret.gov.au/resources/fuels/.../Pages/CNGandLNG.aspx

marata>> Сам по себе не взрывается. Только при контакте с окислителями, либо с металлами, образующими ацетилениды.
GOGI> Под давлением взрывается. Поэтому его и хранят в виде раствора. Кажется, взрывная полимеризация.
Эта байка качует из уст в уста. Для самопроизвольного разложения (этот термин точнее чем "взрывная полимеризация") необходим ряд условий, которые в быту или на производстве маловероятны. Естественно, это не касается случаев, когда давление превышает 20 атм, например, при обратном ударе.
Например, в книге Бесчастнова М.В. "Аварии в химических производствах и меры их предупреждения" про опасность ацетилена сказано:

Опасность взрыва ацетилена и вероятность перехода его взрывного разложения в детонацию находятся в прямой зависимости от давления ацетилена, протяженности и диаметра ацетилено-проводов и газовых объемов аппаратов.

 

За время многолетней практики производства винилхлорида гидрохлорированием ацетилена на предприятиях происходили аварии, причины которых перечислены ниже: а) термическое разложение ацетилена в аппаратуре; б) образование внутри системы (в аппарате и трубопроводах) взрывоопасных газовых смесей ацетилена с кислородом и хлором; в) образование взрывоопасных смесей ацетилена и паров винилхлорида с воздухом в производственных помещениях; г) разрыв аппаратуры от перегрева и превышения допустимого давления паров теплоносителя; д) крекинг и коксование теплоносителя в контактных аппаратах; е) внезапное прекращение электроснабжения производства' или отдельных агрегатов, подачи технической воды и рассола на охлаждение, сжатого воздуха для контрольно-измерительных приборов.

 

Теперь обратимся к Фурману М.С. "Химия и технология продуктов органического синтеза - производство ацетилена"

В отличие от процессов полимеризации ацетилена, кинетика которых изучена сравнительно подробно, кинетике взрывного распада посвящено весьма ограниченное число работ, которые рассмотрены ниже.
Образование сажевых частиц при взрывном распаде ацетилена описано П. А. Теснером [5]. Автор рассматривает две стадии процесса: а) образование зародышей сажевых частиц, б) их последующий рост.
Образование зародышей протекает при 500—800°С, то есть при температурах значительно ниже термодинамической температуры распада, с энергией активации порядка 60— 70 ккал/моль.
Образовавшиеся зародыши сажевых частиц укрупняются вследствие непосредственного распада молекул ацетилена на их поверхности, с энергией активации порядка нескольких килокалорий на моль.

 

Т.е. реально до 500°С взрыв ацетилена "самого по себе" маловероятен. В тоже время при 500°С взорвется любой полный газовый баллон.

marata> Незаправленный баллон для ацетилена по ГОСТ 5948 весит 65 кг, заправленный - 85 кг. Ацетилен в баллоне находится в виде раствор в ацетоне с концентрацией 225-300 г на 1 дм емкости баллона. Т.е. имеем 12 кг газа.

Заповедник у вас там в плане химер . Ацетилена в баллоне не более 7 кг. остальное- активный уголь и ацетон.
Т.е. по весовой эффективности равно метану в тех-же самых баллонах.
Но во-первых - выход ац. из метана - 15-20%. Во вторых ТЕПЛОТА его сгорания на 30% меньше чем у метана.

Именно поэтому ац. всегда будет проигрывать метану как автотопливо.

Используется он как топливо только для сварки и некоторых светильников. Исключительно из-за развиваемой высокой ТЕМПЕРАТУРЫ нестехиометрического пламени.

Взрывоопасность ж. ац. очень велика - фактически это мощное ВВ. На заре его освоения было несколько сильнейших взрывов, после чего пришлось разработать и внедрить баллоны с активным углём и ацетоном.