18. Общие сведения о топливе, его важнейшие характеристики

Топливом называют горючие органические вещества, являющиеся источником тепловой энергии и сырьем для химической, металлургической и других отраслей промышленности.

В результате химической переработки различных топлив получают большое количество углеводородного сырья для производства пластических масс, химических волокон, синтетических каучуков, лаков, красителей, растворителей и т.п. Одним из важнейших видов химического сырья является природный газ, содержащий до 98% метана. Древесина является источником получения целлюлозы, этилового спирта, уксусной кислоты и других продуктов. Из сланцев и торфа производят горючие газы, сырье для производства масел, моторных топлив, высокомолекулярных соединений и т.п.

Все топлива по агрегатному состоянию делятся на твердые, жидкие и газообразные; по происхождению – на естественные и искусственные.

По происхождению топливо бывает естественным и искусственным, т. е. полученным в результате переработки естественного топлива или в качестве отходов различных технологических процессов (например, доменный газ). Горючие полезные ископаемые являются естественным видом топлива.

Классификация видов топлива

Агрегатное состояние топлива	Топливо
	природное естественное	искусственное
Твердое	Древесина, торф, уголь, сланцы	Кокс, полукокс, древесный уголь
Жидкое	Нефть	Бензин, керосин, мазут и др.
Газообразное	Природный газ, попутные газы.	Коксовый газ, генераторные газы, газы нефтепереработки.

В настоящее время основным источником получения внутренней энергии служит нефть. В топливно-энергетических балансах промышленно развитых стран доля нефти составляет 47%, газа – 17%, угля – 30%). Остальные 6% на все прочие источники энергии. Преимущество нефти и газа – их экономичность. Сжигание топлива обеспечивает энергией тепловые электростанции, промышленные предприятия, транспорт, быт. Развитие угольной и ядерной энергетики даст в будущем возможность прекратить потребление нефти и природного газа в энергетических целях и полностью передать эти виды топлива в сферу промышленности как сырье для химической промышленности, а также для синтеза белков и жиров.

19. Основные методы переработки топлива.

Методы высокотемпературной переработки твердого топлива:

1. Пиролиз (сухая перегонка) осуществляется при нагревании топлива в закрытых реакторах без доступа воздуха. В результате протекают физические процессы (испарение влаги) и химические процессы – превращение компонентов топлива с получением ряда химических продуктов (основной продукт – кокс и коксовый газ, побочные– смолы, сырой бензол, сульфат аммония). Используется в черной металлургии, литейном производстве как топливо для доменных печей, как химическое сырье.

1. Газификация – процесс преобразования органической массы твердого топлива с помощью газогенераторов в горючий газ.Генераторный газ используется для энергетических целей в качестве топлива и для получения химического сырья – синтез-газов, восстановительных газов, водорода и т.д.

2. Гидрирование – метод прямого получения искусственного жидкого топлива – заменителя нефтепродуктов – из бурых и каменных углей, сланцев и др. видов твердого топлива. Процесс гидрирогенезицацц проводится с помощью водорода, который подается к топливу под большим давлением(масла, бензин, энергетический газ).

Методы переработки жидкого топлива (нефти и нефтепродуктов)

Нефть представляет собой сложную органическую смесь. Химический состав нефти определяет ее физические свойства: плотность, температуру кипения, теплоту сгорания. Нефть – маслянистая вязкая горючая жидкость от светло-желтого до темно-коричневого цвета со специфическим запахом, легче воды.

Для переработки нефти применяют физические и химические методы.

1. Физические – основаны на различиях физических свойств компонентов нефти: температура кипения, кристаллизация и др. Химические реакции при этих методах не протекают. Наиболее распространенным физическим методом переработки нефти является ее прямая перегонка, при которой нефть разделяют на фракции. Процесс перегонки нефти состоит из 4-х операций: нагревание смеси, испарение, конденсация и охлаждение полученных фракций(фракции – бензин, керосин, мазут, газойль, лигроин).

1. Химические – основаны на том, что под влиянием высоких температур и давления в присутствии катализаторов углеводороды, содержащиеся в нефти и нефтепродуктах, претерпевают химические превращения, в результате которых образуются новые вещества. Это термический и каталитический крекинги. Основная цель термического крекинга – получение светлых топлив и мазута из гудрона).Каталитический крекинг проводят в присутствии катализаторов с получением повышенного выхода бензина.

В будущем восполнение топливных ресурсов связывают с рациональной переработкой угля, который будут сжижать. Неисчерпаемые возможности таит ядерная энергетика. Потенциальная энергия мировых запасов ядерного горячего превосходит в десятки раз потенциальную энергию запасов угля, нефти и природного газа вместе взятых.