Хранение нефти и газа
Добытую на промыслах нефть не сразу транспортируют на нефтеперерабатывающие заводы. Не сразу полученные на заводах продукты отправляют потребителю. Некоторое время их хранят на промыслах, заводах и нефтебазах обычно в металлических резервуарах различной емкости. Наиболее распространены вертикальные цилиндрические резервуары. Их сооружают как на поверхности земли, так и под землей. Большое внимание уделяют борьбе с потерями от испарения легких частей при хранении нефти и бензинов. Потери особенно увеличиваются с повышением температуры продукта. Чтобы избежать этого, резервуары окрашивают алюминиевой краской, которая отражает солнечные лучи. Применяют поливку крыш и стенок резервуаров водой. Строят резервуары с плоской крышей, чтобы уменьшить газовое пространство.
|
Газ можно хранить в искусственных и естественных подземных хранилищах. |
В резервуарах с плавающими крышами таких потерь почти нет: крыша плавает на поверхности нефтепродукта и газовое пространство отсутствует. Устраняются также потери при хранении легких продуктов под давлением в резервуарах сферической формы. В них обычно хранят сжиженные газы.
Все резервуары для снижения опасности пожара обносят земляным валом или ограждают кирпичной стеной. К резервуарам подведены трубы, по которым в случае опасности можно пустить пену и покрыть ею поверхность нефтепродукта. Тогда он не загорится.
Для хранения газа делают большие стальные баллоны, которые могут выдерживать высокое давление. Реже сооружают газгольдеры, в которых газ хранится под небольшим давлением. Лучше всего хранить газ в естественных подземных хранилищах. Ими могут служить выработанные нефтяные или газовые месторождения, хорошо изолированные пластами породы.
Нефть и газ приобретают все большее и большее значение в нашей жизни. Это не только самые лучшие виды топлива, но и ценнейшее сырье для химической промышленности.
Подземная газификация
11
В древности на Апшеронском п-ве, около Баку, и в Дагестане из отверстий в куполах храмов огнепоклонников вырывалось неугасимое пламя «вечных огней». Оно многие сотни лет было видно далеко вокруг.
Природные газы, скапливающиеся в недрах земли, часто выделяются на поверхность даже через мельчайшие трещины, легко загораются от молнии или случайной искры и горят затем уже многие годы, иногда сотни лет. Не зная причин этого явления, суеверные люди считали «вечные огни» священными, тщательно охраняли их и там, где они появлялись, строили храмы.
Теперь все знают, что там, где горят «вечные огни», ищи в земле природные сокровища!
Природный газ — ценнейшее топливо. Чаще всего он скапливается вблизи месторождений нефти, а иногда — в местах залегания ископаемых углей. Для его добычи достаточно пробурить скважины до газоносного пласта. После очистки от пыли и влаги газ можно передавать по трубам на большие расстояния. Горючий газ выделяется из жидкого топлива и ископаемого угля. Из угля горючий газ получают также искусственно.
|
Схема подземной газификации угля. |
Ископаемый уголь лежит в земле пластами различной толщины. Бывают пласты толщиной в несколько десятков метров, но обычно они гораздо тоньше. Часто встречаются пласты толщиной 0,5 м и меньше.
Нередко бывает, что добывать уголь в шахтах трудоемко и невыгодно. Иногда и в его пластах встречается так много бесполезных примесей, что разрабатывать такие пласты совершенно нецелесообразно. Казалось бы, что такой уголь навсегда останется лежать в земле бесполезно для человека.
А нельзя ли превращать его в газ прямо в недрах земли, не вынимая на поверхность?
Решить эту проблему помогла идея подземной газификации угля. Ее творцом был великий русский ученый Д. И. Менделеев. Еще в 1888 г. он писал: «Настанет, вероятно, со временем даже такая эпоха, что уголь из земли вынимать не будут, а там, в земле, его сумеют превращать в горючие газы и их по трубам будут распределять на далекие расстояния».
Позднее мысль о возможности подземной газификации угля высказал знаменитый английский химик Рамзай.
Проекты подземной газификации угля высоко оценил В. И. Ленин. Он отмечал, что подземная газификация угля несет гигантскую техническую революцию в каменноугольное дело. Она превращает шахты как бы в громадные аппараты для выработки газа и освобождает горнорабочих от тяжелого подземного труда. В. И. Ленин особенно подчеркивал, что этот прогрессивный технический метод позволит использовать наиболее тонкие, низкосортные и не разрабатывавшиеся дотоле залежи угля.
Практически осуществить подземную газификацию оказалось по плечу лишь социалистическому общественному строю. Начало этому было положено еще в годы первой пятилетки.
Авторы проекта тогда использовали опыт газификации угля на поверхности земли. Ведь на газовых заводах размельченный уголь загружают в особые аппараты — газогенераторы, где его прокаливают без воздуха. Уголь при этом не горит, а разлагается. Из него выделяются пары, содержащие смолу и другие ценные вещества и светильный газ. Советские ученые решили прокаливать уголь под землей, не измельчая пласта.
С поверхности земли к углю пробуривают вертикальные скважины. Поток воздуха, нагнетаемый к угольному пласту, движется от одного ряда вертикальных скважин к другим через пористый пласт угля. Пласт поджигают.
Прогреваясь, он делается еще более пористым, в нем образуются трещины. И сопротивление движению газового потока через пласт угля уменьшается. Воздух беспрерывно нагнетается в одни скважины к горящему углю, а из других скважин постоянно выделяется горючий газ.
Там, где производится подземная газификация, не увидишь на поверхности земли характерных признаков угольной шахты — копра и эстакад с движущимися по ним вагонетками, пирамидальных террикоников. Толщу земли здесь пронизывают только вертикальные скважины. В теле угольного пласта они соединяются прожженными каналами. Под землей тоже нет ни штреков, ни электровозов, ни других машин.
|
Турбины электростанции могут получать газ от подземной газификации угля. |
На поверхности в воздуходувном цехе работают мощные компрессоры. Они подают воздух по трубопроводам в дутьевые скважины и каналы. Здесь кислород воздуха при высоких температурах вступает в химическую реакцию с углеродом угля и образует горючий газ.
Через газоотводящие скважины, пробуренные на расстоянии 25-50 м от дутьевых, газ выводится на поверхность. Таким образом, из угольного пласта извлекаются только продукты газификации угля, а вся зола остается под землей. По мере сгорания угля процесс газификации постепенно перемещается на соседние участки, где бурятся новые скважины.
В нашей стране уже немало опытных и промышленных установок подземной газификации. Станции подземной газификации есть в Донбассе, Кузбассе.
В Мосбассе с 1940 г. действует станция подземной газификации «Подземгаз». Суточная выработка газа на ней — 1,3 млн. м³, что равно 400 Т угля. Создана также Шатская промышленная станция подземной газификации. Она дает энергию первой в мире газотурбинной электростанции. Вы не увидите здесь громоздких котельных установок, без которых не может обойтись ни одна электростанция, работающая силой пара. Вместо них от главного-корпуса электростанции тянутся трубы к подземному «газогенератору», расположенному на глубине около 60 м, в пласте угля.
Добытый под землей газ очищают. В скрубберах — вертикальных цилиндрических сосудах с циркулирующей водой — его охлаждают и очищают от пыли. Затем его пропускают через электрофильтры, в которых под действием электрического тока от газа отделяется смола. Очищенный газ попадает по трубам к газовой турбине электростанции. По принципу действия газовая турбина похожа на паровую, только па лопатки ее колес действуют не расширяющиеся водяные пары, а горячие продукты горения.
Тепло отработанного газа можно использовать для отопления. А из отходов, получаемых при его очистке, добывается много ценных продуктов: аммиак, фенол, нафталин, бензол, сера и т. д.
Шатская электростанция — пример предприятий будущего, где человек освободится от тяжелого подземного труда. Его работа здесь будет заключаться в управлении совершенными машинами и механизмами.