Баганов Є.О. Конспект лекцій з дисципліни Джерела енергії на Землі

Подождите немного. Документ загружается.

Кафедра енергетики та електротехніки Джерела енергії на Землі

К.т.н., доц. Є.О. Баганов

Видобуток нафти

Країни Видобуток

, млн. т

Частка у

світі,%

Видобуток,

млрд дол

Са

дівська 436

5 12

7 146

Росія 420

8 12

2 141

США 283

7 8

3 95

ан 186

5 5

4 63

Китай 170

8 5

0 57

Мексика 168 4

9 56

Но

вегія 140 4

1 47

ОАЕ 117

8 3

4 39

Канада 111 3

2 37

вейт 107

5 3

1 36

Ніге

ія 107

2 3

1 36

Великоб

итанія 106 3

1 36

Венес

ела 100

8 2

9 34

азилія 76

8 2

2 26

Лівія 70 2

0 23

ак 66

5 1

9 22

Ката

36 1

0 12

Ін

ію 33

2 1

0 11

Авст

алія 26

6 0

8 9

ПАР 0

82 0

0 0

ма 2766

5 80

5 927

у світі 3436,8 100 1152

Одиниці виміру

Кількість:

- барель (міжнародна одиниця виміру нафти, в одному барелі 158,9

літра)

тонна (в основному використовується в Росії й країнах СНД).

Густина:

- градуси Американського нафтового інституту -American Petroleum

Institute (API) - міжнародна одиниця виміру густини нафти

кг/м

- в основному використовується в Росії й країнах СНД

Переведення щільності з кілограм на метр кубічний у градуси API

проводиться в три етапи.

Кафедра енергетики та електротехніки Джерела енергії на Землі

К.т.н., доц. Є.О. Баганов

На першому етапі, виходячи зі співвідношення F= 9/5 С-32 (F- градуси

шкали Фаренгейта, С - градуси шкали Цельсія) визначаємо, що 60 F

відповідають 15,56 °С. У введеному з 1 липня 2002 р. ДЕРЖСТАНДАРТ Р

51858-2002 «Нафта. Загальні технічні умови» зазначено, що «визначення

щільності при 20 °С обов'язково до 1 січня 2004 р., визначення щільності при

15 °С обов'язково з 1 січня 2004 р.» і зазначена температура трохи нижче

отриманого значення - 15,56 °С

На другому етапі визначаємо щільність нафти при температурі 15,6 °С по

формулі [2]:

()

206,15

−

−ρ=ρ , (ρ

15,6

і ρ

- щільність нафти відповідно при

15,6 і 20 ºЗ; ζ = 1,825-0,00131ρ

- температурне виправлення).

На третьому етапі розраховуємо щільність у градусах API по формулі:

API = 141,5/ρ

15,6

-131,5.

Основні марки нафти та їх опис

Brent

(Brent Crude) - еталонна марка нафти, що добувається в

Північному морі (знаходиться між узбережжями Норвегії, Данії й

Британських островів). Своєю назвою марка зобов'язана однойменному

родовищу в Північному морі, відкритому в 1970 році. Слово Brent утворене

від перших букв назв нафтоносних шарів - Broom, Rannoch, Etieve, Ness і

Tarbat. Brent є світовим еталоном нафти, оскільки її якість, властивості й

склад є найбільш

оптимальними з погляду переробки й виробництва

нафтопродуктів (зокрема, бензину й середніх дистиляторів). Її щільність

становить 38° API, вміст сірки - 0,2-1%.

Тому ціна нафти Brent є основою для ціноутворення близько 40 % всіх

світових сортів нафти. Тобто, чим гірше нафта, чим далі вона відстоїть по

своїй якості, властивостям і складу від еталона Brent, тим менше її ціна.

Зазвичай Brent

переробляється на Північному заході Європи, але при

сприятливій ціновій кон'юнктурі, може доставлятися для переробки в США й

країни Середземномор'я.

Кафедра енергетики та електротехніки Джерела енергії на Землі

К.т.н., доц. Є.О. Баганов

WTI (West Texas Intermediate, Light Сrude) - марка нафти, що

добувається в штаті Техас (США), щільність становить 40° API, вміст сірки -

0,4-0,5%, в основному використовується для виробництва бензину й тому на

цей тип нафти високий попит, зокрема в США й Китаї.

REBCO (Russian Export Blend Crude Oil) - з осені 2006 року ця російська

марка нафти торгується на NYMEX (Нью-йоркській товарно-сировинній

біржі). Однак ліквідність поки дуже низька й укладається дуже мало угод.

Основна проблема це недовіра покупців до нових контрактів, що є

нормальним для нової марки, але найближчим часом прогнозують

збільшення ліквідності. За вмістом сірки й щільності REBCO поступається

Brent.

Urals - сорт нафти з високим вмістом сірки (більше 2%), що добувається

в Східному Сибіру. Вартість російської нафти визначається дисконтуванням

ціни на Brent, оскільки вважається менш якісною через високий вміст сірки.

Переробка нафти

Пряма перегонка

Піроліз

Крекінг

Риформінг

Автомобільний

бензин

Гази (метан,

водень та ін.)

Дизельне

пальне

Реактивне

паливо

Мастила

Мазут

Нафтовий кокс

Сировина для

органічного

синтезу

(бензол, толуол,

кислоти та ін. )

Каучук, волокна, пластмаси,

поверхнево-активні речовини, клеї та ін.

Кафедра енергетики та електротехніки Джерела енергії на Землі

К.т.н., доц. Є.О. Баганов

Природні горючі гази (ПГГ)

Суміші вуглеводнів метанового ряду й невуглеводних компонентів, що

зустрічаються в осадовому шарі земної кори:

•у вигляді вільних скупчень;

•у розчиненому стані (у нафті й пластових водах);

•у розсіяному стані (сорбованому гірськими породами;

•у твердому стані (газогидратні родовища).

Склад й властивості ПГГ

Вуглеводні метанового ряду (метан, зазвичай більше 80-85%), етан, пропан,

бутан, рідше пентан (у сумі від 0,1% до 20% у ПНГ - Астраханське - 6,5%).

Азот - 2-3%, не більше 10%, в окремих випадках більше 99% (Учаральське -

99%, Амангельди - 80%).

Вуглекислота - 0,1- до 10-15% (Астраханське - 22%).

Сірководень - до 2-3% (Астраханське - 22,5%).

Інертні гази (гелій, аргон і ін.) - 0,00n-0,0n% до 5-8% (США, Канада).

Ртуть, волога (пари), водень, меркаптани, сіркоокис вуглецю, пари жирних

кислот і ін.

Теплота згоряння - 32,7 МДж/м

Запаси горючих газів

Країни Запаси,

млрд. м

Частка

у світі,

Запаси,

млрд. дол.

Росія 48005 27,63 9601

Катар 25923 14,92 5185

Іран 25855 14,88 5171

С. Аравія 6639 3,82 1328

Кафедра енергетики та електротехніки Джерела енергії на Землі

К.т.н., доц. Є.О. Баганов

ОАЕ 6000 3.45 1200

США 5290 3.04 1058

Нігерія 5052 2.91 1010

Венесуела 4222 2,43 844

Ірак 3186 1.83 637

Австралія 2405 1.38 481

Каналу 1702 0.98 340

Кувейт 1602 0.92 320

Китай 1320 0.76 264

Лівія 1302 0.75 260

Індію 667 0.38 133

Бразилія 229 0,13 46

ПАР 20 0,01 4

Родовища ПГГ

3 найбільших райони: Ямало-Ненецький автономний округ, Район

Перської затоки Район Мексиканської затоки, США. Всього у світі близько

40000 газових родовищ -від декількох тис. куб. м до трильйонів куб. м -

усього 175 трл. куб. м. запасів.

8% - великі родовища (більше 50 млрд. куб. м) 30 родовищ - унікальні

(від 1 до 12 трл. куб. м)

У вугіллях сорбовано - 240-250 трл. куб. м. метану

У газогідратних родовищах Світового океану -1 000 000 трл. куб. м.

метану (1 квінтильйон куб м

Кафедра енергетики та електротехніки Джерела енергії на Землі

К.т.н., доц. Є.О. Баганов

Найбільші родовища

Країна Родовище, рік

відкриття

Середня

глибина

видобутк

у, м

Вік Літологічний

склад

Початков

і запаси,

млрд. м

Росія Уренгойське,1966 1035-3472 К Піщаники 7750

Ямбурзьке,1969 1004-3200 К Піщаники 5000

Бованенковське, 1971 588-1872 К Піщаники 4920

Заполярне,1965 1019-3250 К Піщаники 3560

Оренбурзьке, 1956 1500-1850 Р-З Вапняки 1780

Ведмеже, 1967 1060-3075 К Піщаники 1548

Харасавейське, 1974 700-2288 К Піщаники 1600

Південно-

Тамбейське, 1970

1125-3100 К Піщаники 1250

Крузенштернівське,

1975

3217 К Піщаники 1700

Ленінградське, 1969 862 К Піщаники 1050

Штокмановське,1950 1450-2380 Р-З Вапн.- піщ. 3400

Астраханське, 1967 1500-1850 Р-З Вапняки 3700

Ковитктинське 1060-3075 К Піщаники 1900

Кафедра енергетики та електротехніки Джерела енергії на Землі

К.т.н., доц. Є.О. Баганов

Чаяндинське 1550-2180 К Піщаники 1200

Іран Парс (Кенган-1) 2500 Р Вапняки 2120

Пезенан, 1938 2750 Мио-

Олиг

Вапняки 1414

Ірак Румайла, 1953 3070 К Вапн.- піщ. 490

Бахрейн Авалі, 1932 2750 J-P Вапняки 568

Алжир Хасси-рмель,1956 2290 Т Піщаники 2600

Канада Таглу, 1971 2710 N-K Піщаники 420

Маллик, 1972 2490 N-K Піщаники 420

Панхандл-

хьюгтон,1910

960 Р-С Дол., вапн. 2038

США

Прадхо-бий, 1968 2640 К-С Вапн.- піщ. 728

Нідерланд

Гронинген, 1959 2900 Р Піщаники 1700

Великобри

танія

Позбавлено, 1966 2300 Р Піщаники 340

Норвегія Фригг, 1971 3900 Р Піщаники 300

Видобуток природного горючого газу

Особливість видобутку ПГГ - від шару до споживача газ герметизований.

Перед транспортуванням -ПГГ піддають очищенню й осушці.

Країна Видобуток

, млрд. м

Частка у

світі,

Видобуток,

млрд. дол.

США 664,4 20,73 132,9

Кафедра енергетики та електротехніки Джерела енергії на Землі

К.т.н., доц. Є.О. Баганов

Росія 614 19,15 122,8

Канада 222,2 6,93 44,4

Алжир 162,5 5,07 32,5

Іран 123,5 3,85 24,7

Великобританія 113 3,53 22,6

Норвегія 110,6 3,45 22,1

Індонезія 87 2,71 17,4

ОАЕ 62,5 1,95 12,5

С. Аравія 60,1 1,87 12,0

Венесуела 60,1 1,87 12,0

Мексика 45,7 1,43 9,1

Нігерія 39,5 1,23 7,9

Катар 37,8 1,18 7,6

Австралія 33,8 1,05 6,8

Китай 31,9 1,00 6,4

Індію 26,9 0,84 5,4

Бразилія 15,7 0,49 3,1

Лівія 10,3 0,32 2,1

Кувейт 9,5 0,30 1,9

Ірак 3,4 0,11 0,7

ПАР 2,5 0,08 0,5

ЗПГ- зріджений природний газ

Країна Імпорт

в 2004 р.,

млрд куб. м

Частка у

світі (%)

Країна Експорт

в 2004 р.

млрд куб. м

Частка

світі

(%)

Японія 77 43,2 Індонезія 33,5 18,8

Південна 29,9 16,8 Малайзія 27,7 15,6

Кафедра енергетики та електротехніки Джерела енергії на Землі

К.т.н., доц. Є.О. Баганов

Корея

США 18,5 10,4 Алжир 25,8 14,5

Іспанія 17,5 9,8 Катар 24,1 13,5

Тайвань 9,1 5,1 Триніда

д і

Тобаго

14 7,9

Франція 7,6 4,3 Нігерія 12,6 7,1

Італія 5,9 3,3 Австралія 12,2 6,8

Туреччина 4,3 2,4 Бруней 9,5 5,3

Бельгія 2,9 1,6 Оман 9 5,1

Індію 2,63 1,5 ОАЕ 7,4 4,1

Переваги СПГ:

Мобільність, довжина маршруту, ринки;

Оперативне керування об'ємами поставок;

Єдино можлива технологія для трансокеанських перевезень;

Заводи по скрапленню - одночасно хімічні виробництва по

фракціонуванню УВ по температурі кипіння.

Вугілля

Кафедра енергетики та електротехніки Джерела енергії на Землі

К.т.н., доц. Є.О. Баганов

Шунгіт — докембрійська гірська порода, метаморфізоване кам'яне

вугілля, що є перехідною стадією від антрациту до графіту. Чорного кольору.

Названий на честь місця Шуньга в Карелії. Має значну

електропровідність. Зміст вуглецю до 99%. Теплотворна здатність 7500

кал/кг. У золі шунгіту міститься ванадій, нікель, молібден, мідь і ін.

Щільність 2,1-2,4 г/см

В Україні використовувалася стандартизована класифікація вугілля. За

середнім виходом летких речовин (V

daf

) і характеристикою нелеткого

залишку з урахуванням спікливості і величини теплоти згоряння кам'яне

вугілля поділяли на 10 основних марок: довгополуменеве (Д), газове (Г),

газове жирне (ГЖ), жирне (Ж), коксове жирне (КЖ), коксівне (К), коксове

друге (К2), слабкоспікливе (СС), піснувато-спікливе (ПС) і пісне (П). Від

марки Д до марки П вміст

вуглецю послідовно збільшується від 76 до 92 %, а

вихід летких речовин зменшується з 42 до 7-12 %. У кожній з марок, крім Д і

Г, за технологічними властивостями виділяють декілька технологічних груп.

Вугілля

Гумоліти – залишки вищих рослин

Сапропеліти - залишки нижчих

рослин та мікроорганізмів

Сапрогумоліти – перехідна різність

Лігніти

Буре вугілля

Кам’яне вугілля

Антрацит

Шунгіт

Метаморфізм

Т = 300 – 350 ºС

Т = 70 – 100 ºС

Т = до 50 ºС