Гориво източник на; химическа енергия CultureSciences-Химия

Веществата, чието изгаряне позволява на топлинните машини да функционират, се наричат ​​„горива“. Следователно химическата енергия, съдържаща се в горивото, е предназначена да се преобразува в механична енергия. Бензинът, използван в леките автомобили, е специален случай на гориво. Подобно на повечето обикновени горива, бензинът всъщност е смес от много химически видове: няколко десетки въглеводороди "енергийни резервоари" и добавки в малки пропорции, въведени, за да придадат специфични свойства на сместа.

Горива

Какво е гориво ?

Веществата, чието изгаряне позволява на топлинните машини да функционират, се наричат ​​„горива“. Следователно химическата енергия, съдържаща се в горивото, е предназначена да бъде преобразувана в механична енергия1. Бензинът, използван в леките автомобили, е специален случай на гориво. Подобно на повечето обичайни горива, бензинът всъщност е смес от много химически видове: няколко десетки въглеводороди "енергийни резервоари" и добавки в малки пропорции, въведени, за да придадат специфични свойства на сместа.

Най-често срещаните горива, както и тяхното използване и годишно потребление във Франция са дадени в следващата таблица.

Производство на горива чрез рафиниране на нефт

Основният път за получаване на най-често срещаните горива е рафинирането на нефт (всички операции, насочени към трансформиране на суровия нефт, добит от полето, в използваеми продукти: горива, горива, основни продукти на химическата промишленост.) [2-4] .

Следващата диаграма дава опростен изглед на рафиниращата верига: суровият нефт винаги съдържа определено количество солена вода, той се извлича по време на етапа на обезсоляване. След това се подлага на разделяне на съставните му части чрез фракционна дестилация при атмосферно налягане. [5] . Използваните колони могат да достигнат шестдесет метра височина, по която температурата варира между 370 и 70 ° C. Те са проектирани така, че продуктите да могат да бъдат премахнати на различна височина; говорим за "дестилационни чаши".

  1. 1 Вещество, чието изгаряне се използва за генериране на топлина, се нарича „гориво“. Химическата енергия, съдържаща се в веществото, в този случай се превръща в топлинна енергия.
  2. 2 Фигури 2004, Генерална дирекция „Енергетика и суровини“
  3. 3 Реактивни двигатели се движат от поток газ. Кинетичната енергия на отработените газове позволява на самолета да се движи.

гориво

Различните дестилационни разфасовки, взети по колоната, са:

В долната част на колоната: най-тежките въглеводороди (C> 20, с повече от 20 въглеродни атома на молекула), наречени „атмосферни остатъци“. Това са тези с най-висока точка на кипене. За да се подложи на по-нататъшно разделяне, те трябва да бъдат дестилирани под вакуум.

Температурата на кипене на сместа намалява с нейната височина в колоната и газовите масла (C13-C20), керосинът (C10-C13), суровината на реактивното гориво, след това се отделя нафтата (C5-C10), което ще направи възможно производството на обикновени и супер есенции.

В горната част на колоната най-летливите продукти се извличат в газообразно състояние (C1-C4).

Например, най-голямата рафинерия във Франция (рафинерия в Нормандия, група Total) има дестилационен капацитет от 16 милиона тона суров суров годишно.

Другите производствени сектори: синтезът на Fischer-Tropsch

Други сектори позволяват синтетично производство на горива. Всички те се основават на процеса на Fischer-Tropsch, но се различават по използваната суровина („пълнителят“). Всъщност точният характер на заряда не е от съществено значение, единственото изискване е той да е богат на въглерод и водород. Най-широко разпространените процеси използват:

Природен газ: този процес, наречен GTL (“Gas To Liquid”) е историческият процес на Fischer-Tropsch (1923). Получените горива все още са скъпи в сравнение с тези от рафинирането на нефт, но процесът се разработва, за да се подобри неговата рентабилност.

Въглища: процес, използван до 90-те години на миналия век, след това изоставен поради ниската си рентабилност.

Биомаса, т.е. растителни масла (рапица), зърнени култури (пшеница, царевица) и захарни растения (цвекло). Този процес дава възможност за получаване на „биогорива“. Въпреки че в момента те не са много конкурентни в сравнение с горивата от петролната индустрия, те имат предимството да използват възобновяеми ресурси, за разлика от изкопаемите горива (петрол, природен газ и въглища). Можем да обмислим и използването на селскостопански, битови или промишлени отпадъци.

Тези три процеса се основават на същата реакционна верига, разработена на фигурата по-долу на примера на природен газ:

Фуражът претърпява риформинг на парите (газификация в случай на метан), който го трансформира в „синтетичен газ“: смес CO + H2.