Производство альтернативных видов топлива

 

РОССИЙСКИЙ  ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

НЕФТИ и ГАЗА имени И.М.ГУБКИНА

ФИЛИАЛ в г. ТАШКЕНТЕ

 

Отделение: «Общая химия  и химия нефти и газа»

 

Дата выбора темы: «___»__________________20__г.

Дата рецензии работы: «___»________________20__г.

 

 

 

 

 

 

 

По дисциплине «Нефтегазовое товароведение»

 

На тему:

 

«Производство альтернативных видов топлива»

 

 

Выполнил:

студент III курса группы ЭУ-09-01

Ибрагимова Ф.

НАУЧНЫЙ РУКОВОДИТЕЛЬ:

ст. преподаватель Полянина И. В.

 

 

Оценка_________________________

Подпись________________________

Дата защиты_____________________

 

 

Ташкент 2012

Содержание

 

ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………………	3
ГЛАВА 1. ПОНЯТИЕ  И ВИДЫ АЛЬТЕРНАТИВНОГО ТОПЛИВА
1.1 Понятие об альтернативном  топливе…………………………………….	5
1.2 Природный газ……………………………………………………………	7
1.3 Водородное топливо………………………………………………………	8
1.4 Биотопливо…………………………………………………………………	9
1.5 Спирты………..……………………………………………………………	10
ГЛАВА 2. ПЕРСПЕКТИВЫ  РАЗВИТИЯ АЛЬТЕРНАТИВНЫХ ВИДОВ ТОПЛИВА
2.1 Производство альтернативных  видов топлива………………………..	12
2.2 Преимущества и недостатки  использования альтернативных видов  топлива……………………………………………………………………….	22
2.3 Перспективы использования  альтернативных видов топлива  в Узбекистане…………………………………………………………………..	25
ЗАКЛЮЧЕНИЕ………………………………………………………………	29
Список использованной литературы…………………………………………	30

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Данная курсовая работа посвящается  исследованию по теме «Производство альтернативных видов топлива». В последнее время интерес к альтернативным видам топлива неуклонно растет, что связано со следующими основными причинами: альтернативные виды топлива дают меньше выбросов, загрязняющих воздух и приводящих к глобальному потеплению; большинство видов альтернативного топлива производятся из неисчерпаемых запасов; использование альтернативных видов топлива повышает энергетическую независимость и безопасность страны.

Как правильно отметил И.А. Каримов в докладе на заседании Кабинета Министров, посвященном основным итогам 2011 года и приоритетам социально-экономического развития на 2012 год «Мы не научились еще по-хозяйски бережно относиться к уникальному, данному нам природой, невоспроизводимому ресурсу – нефти, газовому конденсату, природному газу и другим топливно-энергетическим ресурсам. По-прежнему далеко не рациональной остается структура их использования, большие объемы сжигаются как топливо. Недостаточно ведется работа по поиску и внедрению альтернативных энергетических ресурсов. В целом в этой сфере накопилось много проблем, требующих своего безотлагательного решения.»¹

Большая часть (87%) потребляемой сегодня в Узбекистане энергии вырабатывается тепловыми электростанциями. А основная доля в структуре энергопотребления принадлежит нефтяным и газовым ресурсам.Данный фактор делает нашу страну уязвимым при значительных скачках цен на топливо на мировом рынке. Чтобы найти новые варианты топлива и создать разные комбинации источников энергии и топлива создана Ассоциация "Предприятия альтернативного топлива и энергии" по инициативе Экологического движения Узбекистана в сотрудничестве с рядом организаций.

Все вышесказанное еще  раз доказывает актуальность темы. Целью данной работы является изучение производства и оценка перспектив использования основных видов альтернативного топлива. Исходя из поставленной цели, в работе определены следующие задачи:

- определить понятие и виды  альтернативных видов топлива;

- изучить производство альтернативных видов топлива;

- выявить преимущества и недостатки применения того или иного вида альтернативного топлива;

- рассмотреть перспективы  использования альтернативных видов  топлива в Узбекистане.

В работе используются термины  и сравнения, применяемые в научной литературе. Теоретическую основу данной  работы составляют труды специалистов, научная, учебная и методическая литература по рассматриваемой теме.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ГЛАВА 1. ПОНЯТИЕ  И ВИДЫ АЛЬТЕРНАТИВНОГО ТОПЛИВА

1.1 Понятие об  альтернативном топливе

Нефть сегодня - основной и  наиболее востребованный энергоресурс. Однако ее запасы катастрофически заканчиваются, и уже понятно, что наступает  закат нефтяной эры. Обеспеченность энергоресурсами является обязательным условием развития экономики любой  страны.

Рис. 1 Соотношение мирового потребления энергоресурсов²

Из рис. 1 видно, что именно нефть является в настоящее время основным и наиболее востребованным энергоресурсом. Наиболее ярко выражена нефтяная зависимость транспортного комплекса.

До конца XX столетия двигатель  внутреннего сгорания остаётся основной движущей силой автомобиля. В связи  с этим единственный путь решения  энергетической проблемы автомобильного транспорта – это создание альтернативных видов топлива. В самом общем виде к альтернативным топливам предъявляют следующие требования:

• наличие в достаточном количестве сырья для их производства,
• простая и безопасная технология их получения,
• высокая плотность и теплота сгорания,
• нетоксичность в эксплуатации,
• невысокая стоимость,
• пригодность для современных двигателей без существенной их переделки,
• не ухудшение  работы двигателя,
• по возможности сочетание со сложившейся системой снабжения топливом и др.

Эти требования не всегда удается  выполнить, в связи, с чем иногда двигатель и транспортное средство специально приспосабливают к топливу, в других случаях состав топлива  разрабатывают под существующий двигатель с минимальными его  переделками.

По определению Д.И.Менделеева, «топливом называется горючее вещество, умышленно сжигаемое для получения  теплоты». 
В настоящее время термин «топливо» распространяется на все материалы, служащие источником энергии

Альтернативное топливо  — вид топлива, получаемое в основном из сырья ненефтяного происхождения,которое применяют для сокращения потребления нефти.

Альтернативные топлива  можно классифицировать по различным  признакам, например:

• по составу – углеводородные, углеводородокислородные (спирты), азотоводородные, водородные, топлива с добавками (вода, спирты, горючий газ, водород, угольный порошок и др.);
• по агрегатному состоянию - жидкие, газообразные, твердые;
• по калорийности - высококалорийные, среднекалорийные, низкокалорийные,
• по срокам внедрения - ближней (3-5 лет), средней (5-10 лет) и дальней (10-20 лет) перспективы;
• по объемам использования - целиком, в виде добавок;
• по источникам сырья - из угля, торфа, сланцев, битуминозных песчаников, биомассы, горючего газа, воды, воздуха;
• по происхождению - природные, промышленные (синтетические), включая отходы различных химических производств;
• по технологическим процессам получения - пиролиз, гидрогенизация, каталитическая конверсия, газификация, электролиз и др.³

1.2 Природный газ

Природный газ представляет собой  альтернативный вид топлива, которое  полностью сгорает и уже сейчас повсеместно доступно потребителям многих стран за счет снабжения природным  газом домов и производственных объектов. При использовании в  транспортных средствах, работающих на природном газе (автомобилях и  грузовиках со специально спроектированными  двигателями), природный газ дает значительно меньше вредных выбросов, чем бензин или дизельное топливо.

Природный газ в качестве моторного  топлива применяется в компримированном (сжатом до 200 атмосфер) или сжиженном (охлажденном до -1600С) состоянии (Рис2). Наиболее перспективным и безопасным является использование сжиженного газа. В Европейских странах этот вид топлива называют LPG (Liquefiedpetroleumgas - сжиженный бензиновый газ). Однако, пропан-бутан () получают при переработке нефти, поэтому его запасы также ограничены и рассчитывать на этот вид топлива в случае нефтяного кризиса не приходится. Метан, кроме традиционной добычи, можно получать при переработке органических отходов (биогаз), то есть из возобновляемых источников. Природный газ обладает меньшей по сравнению с бензином токсичностью выхлопа и не требует серьезных изменений конструкции автомобиля.

Рис. 2 Виды топлив из природного газа⁴

1.3 Водородное топливо

Водород () — горючий газ, который при сгорании соединяется с кислородом образуя воду: 

 Водород является наиболее  перспективной альтернативой углеводородным  видам топлива. Водород также  является перспективным топливом  для использования в силовых  установках на топливных элементах.

Водород можно смешивать с природным  газом для создания альтернативного  вида топлива для транспортных средств, в которых используются некоторые  виды двигателей внутреннего сгорания. Водород также используется в  транспортных средствах с топливными элементами, работающими на электричестве, вырабатываемом в результате реакции, которая происходит при соединении водорода и кислорода в топливной  ячейке (Рис3).

Рис. 3 Виды топлив из водорода⁵

1.4 Биотопливо

Биотопливо – высокотехнологичный продукт, получаемый в результате переработки сельскохозяйственных культур или отходов растительного и животного сырья. Одно из главных преимуществ биотоплива — сокращение выбросов парниковых газов. Это, однако, не означает, что при сгорании биотоплива образуется меньше диоксида углерода. При сгорании биотоплива в атмосферу возвращается углерод, который ранее поглотили растения, поэтому углеродный баланс планеты остаётся неизменным.

Биодизельное топливо представляет собой альтернативный вид топлива на основе растительных масел или животных жиров, даже тех, которые остаются в ресторанах после приготовления пищи. В зависимости от технологии его производства биодизельное топливо можно разделить на три основных вида: Синфьюэл (Synfuel), Санфьюэл (Sunfuel), и Биотролл (Biotroll) (Рис.4).

• Синфьюэл получают путем специальной обработки природного газа,
• Санфьюэл – перегонкой при температуре 16000С любых органических соединений (ил, опилки, уголь, трава, старые лекарства, инсектициды, боевые отравляющие вещества) с последующей обработкой.
• Биотролл – синтетическое горючее.

Биодизельное топливо имеет неограниченные запасы сырья, меньшее количество вредных веществ в отработавших газах и позволяет получить требуемые характеристики топлива. В Австрии такое топливо уже сейчас составляет 3% общего рынка дизельного топлива.

Двигатели транспортных средств можно  модифицировать так, чтобы можно  было сжигать биодизельное топливо в чистом виде. Биодизельное топливо можно также смешивать с углеводородным дизельным топливом и использовать в неадаптированных двигателях. Биодизельное топливо безопасно при хранении и транспортировке, поскольку обладает высокой температурой вспышки и легко разлагается микроорганизмами при попадании в почву и снижает содержание веществ, загрязняющих воздух таких как, твердые примеси, монооксид углерода (угарный газ CO) и углеводороды. Наиболее распространенным сырьем является пшеница, соя, рапс, подсолнух или хлопок и кукуруза.