THÖ VIEÄN ÑIEÄN TÖÛ TRÖÏC TUYEÁN
Nguyên liệu và năng lượng trong công nghệ sản xuất hóa

Mở đầu

OBO
OK S
.CO
M

MỤC LỤC

1. Năng lượng cho công nghệ sản xuất các hợp chất hóa học
1.1. Tình hình năng lượng hiện nay.

1.2. Nguồn năng lượng sẵn có trong tự nhiên
1.2.1. Dầu

1.2.2. Khí tự nhiên.
1.2.3. Than

1.2.4. Năng lượng hạt nhân.

1.3. Nguồn cung cấp năng lượng trong tương lai.
2. Tình hình nguyên liệu hiện nay.

2.1. Sản phẩm dầu mỏ sơ cấp.

2.2. Sản phẩm của sự biến đổi than đá.
Kết luận

Nhu cầu về năng lượng đang tăng ổn định và quan trọng trong bảo
vệ cung cấp năng lượng và ngun liệu thơ trong tương lai.
Tất cả những thời hạn ngắn và trung bình có thể phát triển cùng tài
ngun sử dụng được đều cố gắng tập trung vào vấn đề cơ bản và như làm
giảm ngun liệu thơ cung cấp cho cơng nghiệp hóa theo một cách và
ngành năng lượng theo cách khác.

Trong thời hạn dài, nhiệm vụ của cặp nhiên liệu khống sẽ trở thành
điểm cuối do đó nó trở thành nguồn cung cấp chính cho cơng nghiệp hóa.
Theo đó sự tiêu thụ của nguồn năng lượng sơ cấp và ngun liệu thơ
trong tương lai cả hai khía cạnh này sẽ được xem lại với những nguồn
riêng.

1. NĂNG LƯỢNG CHO CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT CÁC HĨA
HỌC.
1.1. Tình hình năng lượng hiện nay.
1



THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN
Trong suốt 35 năm qua nhu cầu về năng lượng trên thế giới hầu như
đã tăng 3 lần. Năm 1999 nó đạt tới 100,7.10 12 kwh tương đương với năng
lượng từ 8,67.10 9 tấn dầu (1 tấn dầu = 11620 kwh = 10.10 6 kcal = 418.106

KIL
OBO
OKS
.CO
M


12,5

15,4

19,5

23,6

27,4

7,9

10,7

11,6

13,0

16,7

Nửa đầu những năm 90, sự tiêu thụ năng lượng sơ cấp hầu như
khơng thay đổi do đó nhu cầu về năng lượng giảm ngun nhân do kinh tế
giai đoạn này suy thối. Sau đó sự tiêu thụ năng lượng sơ cấp thay đổi
hồn tồn trong khối chính trị phía Đơng cũ.

Tuy nhiên theo dự báo mới nhất của hội đồng năng lượng thế giới
(WFC) dân số tồn cầu sẽ tăng từ 6.10 9

7.10 9 người vào nămg 2020 và

Sự có mặt của than đá làm giảm từ ca đến 60% vào năm 1950 theo
số liệu chỉ ra bảng sau:

Sự phân phối năng lượng sơ cấp khắp thế giới thay đổi (đơn vị %).

Dầu
Than
Khí tự nhiên

Năng lượng hạt nhân

Sức nước (thủy năng)
năng lượng khác

1964

1974

1984

1999

41

48

42

36


12

Ở Trung Quốc và một số nước cùa khối chính trị phía Đông cũ 40%
năng lượng vẫn dùng từ than đá. Tổng số phần đóng góp của dầu đạt 25%
sự tiêu thụ năng lượng thế giới và đạt được lớn nhất gần 50% trong những
năm đầu thập niên 70. Ngày nay nó trở nên ổn định dưới 40%.
Những nguyên nhân của cơ cấu nguồn năng lượng thực với chỉ số
phục hồi kinh tế của dầu, khí tự nhiên và tính đa năng, thích hợp của
chúng cũng như làm giảm giá trị .

Theo dự báo cho những thập niên tới nguồn ngl từ dàu và khí thiên
nhiên sẽ giảm tương đối nhưng lại có sự tăng một lượng nhỏ năng lượng
từ than và năng lượng hạt nhân. Sự chuyển hóa ngẫu nhiên từ nguồn
3



THÖ VIEÄN ÑIEÄN TÖÛ TRÖÏC TUYEÁN
không chứa (thành năng lượng vô tận là đang mong ước, tuy nhiên sự
phát triển này sẽ phụ thuộc vào nhiều nhân tố.
Theo dự báo cho những thập niên tới, trong bất kì tình huống nào

KIL
OBO
OKS
.CO
M

dầu và khí tự nhiên sẽ vẫn là nguồn năng lượng chính. Định hướng công
nghệ sẽ tốn thời gian dài do bản chất vấn đề. Với chú ý về vị trí của năng

2580

KIL
OBO
OKS
.CO
M

Tổng

1986

Lượng dự trữ năm 1998 gần 65% được tìm thấy ở Trung Đơng, 14%
ở Nam Mĩ, 3% ở Bắc Mĩ, 2% ở Tây Âu và phần còn lại ở các vùng khác.
Với khoảng 24% lượng dầu dự trữ sau di Arabia đã trở thành nước có
đóng góp lớn nhất tiếp theo là Irac, Kuwait và những nước thành viên
chính khác ở khu vực phía Đơng Địa Trung Hải. Năm 1996 những nước
khối OPEC đã chỉ ra 77 wt% dầu sản xuất khắp thế giới. Những nước
đóng góp lớn nhất vào nền sản xuất tồn thế giới 3,4.10 12 tấn năm 1998 là
của Saudi Arbia chiếm 11%: USD 41%; Iran 5%, Xơ viết cũ (Nga) 8%.
Trữ lượng dầu thơ được tìm thấy trong các mỏ dầu đá, cát nhựa
đường dầu cát đã được tìm thấy khoảng 10 năm trước đã được nhắc tới
trên nguồn dầu này ước đốn rằng có tầm quan trọng như loại dầu mỏ đã
tìm ra trước đây thậm chí có thể vượt xa hơn.

Sự khai thác dầu cát, dầu đá được khuyến khích rộng rãi. Sau cùng
sự khai thác và q trình nhiệt phân chúng được phát triển.
Dưới những điều kiện thích hợp, sự quản lý kinh tế đã sẵn sàng thực
hiện cho việc khai thác nguồn ngun liệu đó. Một số lượng thiết bị máy
móc đã được thử nghiệm ở Canada. Có ý nghĩa trong việc tăng sản lượng

phóng xạ tăng lên. Sản lượng dự trữ tìm thấy là rất kki. Thị trường dầu
mỏ của dưới của nguyên liệu là sự tiêu thụ vật chất sống.
1.2.2. Khi thiên nhiên.

Khả năng dự trữ khí thiên nhiên trên thế giới rộng lớn, khả năng dự
trữ dầu và hiện tại ước tính khoảng 374.10 12 m3 hoặc 3492.10 12 kalo. Dự
trữ một lượng tới 1428.10 12 kwh.

Năm 1998 sản lượng dữ trữ được phân bố ở những vùng như Liên
minh Xô viết (38%). Cận Đông 34%. Châu Phi 7% và Bắc Mĩ 6%. Phần
còn lại 15% được phân bố ở các nước có sản phẩm khí thiên nhiên khác.
Dựa vào sản lượng khí thiên nhiên năm 1997 (25.2.10 12 kwh). Lượng dự
trữ khắp nơi sẽ là cuối cùng cho hầu như 63 năm vào 1998. Bắc Mỹ và
Đông Âu sản xuất lớn nhất cung cấp 32% và 29% lượng khí ga trên thế
giới.

Cho đến nay khí ga được sử dụng ở những nơi công nghiệp có cơ sở
hạ tầng phù hợp hoặc ở nơi mà người ta sử dụng phương pháp ống dẫn
dầu.

Trong thời gian đó khí được chuyển đi khắp nơi từ khoảng cách từ
người cung cấp tới nơi tiêu thụ bằng cách hóa lỏng khi thiên nhiên (MG =
hóa lỏng khí thiên nhiên và sự vận chuyển đó trong những con tàu có kết
6



THệ VIEN ẹIEN Tệ TRệẽC TUYEN
cu c bit. Vớ d nh Nht Bn s cung cp khớ c nhp khu LNG
. Trong tng lai khớ thiờn nhiờn cú th c chuyn i thnh metanol

kwh. Trong ú 860.10 12 Kwh c d tr (
tng lờn 30%.

) Bi nm 1992 (

) d tr

Cú th vi nhng lng cht than ỏ ln, nghiờn cu nng lng th
gii yờu cu cú th gp vi trong thi gian ti ca mt vi vin nghiờn
cu cho thy t l tng, phỏt trin ca hin ti s l vi nghỡn nm na.
1.4.4. Nng lng ht nhõn.

Nng lng ht nhõn l kt qu ca s phỏt trin ca hin ti, nú
gii quyt vn cung cp nng lng trong khong 10nm na. Kh
nng qun lý kinh t ó c chng t dự chớnh s chuyn ti phõn phi
vi kh nng ht nhõn.

7



THệ VIEN ẹIEN Tệ TRệẽC TUYEN
Nguyờn liu ht nhõn thay th nguyờn liu húa T3AC trong s phỏt
trin ra din rng. Mc dự nguyờn liu húa T3AC cú v trớ quan trng khi
cú s phỏt in khp ni. Trong mi nc riờng bit cú nhng úng gúp

KIL
OBO
OKS
.CO

U khụng d phõn hch

s dng nhit ntron. Cng ging nh cỏch phõn hch
tng hp t

232

233

U cú th c

th.

Vo nm 1995 Phỏp v Nht l nhng quc gia duy nht s dng lũ
phn ng bud vn hnh v phỏt trin xa hn.

S gia tng nng lng ũi hi cú th mt ớt nht 50 nm na s
dng bỡnh phn ng k thut ngy nay.

8



THệ VIEN ẹIEN Tệ TRệẽC TUYEN
Kiu bỡnh phn ng ch yu ngy nay, v cú l cho 20 nm ti, l
bỡnh light - water (s sụi hay iu ỏp nc phn ng), cỏi m phn ng
nhit 300 0 C.

KIL
OBO

hc, chỳng ta nờn hn ch s dng ngun nng lng n mc cvú th.

9



THệ VIEN ẹIEN Tệ TRệẽC TUYEN
Vic khai thỏc cỏc phin ỏ du v cỏch u s khụng ch gõy nh
hng trong mt thi gian di. S thay th ca nú v khs t nhiờn bng
nhng ngun nng lng khỏc l vn quan trng nht trong hai vn

KIL
OBO
OKS
.CO
M

ny. Bng mt vi phng phỏp, nhng nguyờn liu húa thch cú giỏ tr
s cú th cũn c cho quỏ trỡnh t cụng nghip húa hc.

Trong vn v mụi trng, s s dng nng lng ht nhõn ó
gúp phn thay th vic tiờu th nng lng húa thch. Nng lng mt
tri mang li mt ngun nng lng d tr vụ tn v s ch c[j xột n
õy vi tim nng cụng nghip ca nú. Nng lng m mt tri cung
cp thng niờn cho trỏi t tng ng vi 80 ln ngun than ỏ d tr
ca th gii. Bng mt s tớnh toỏn n gin, ngun nng lng s cp
m th gii tiờu th hin nay cú 0,005% l nng lng c cung cp bi
mt tri (nng lng mt tri). Nh vy, s phỏt trin ca cụng nghip
nng lng mt tri bao gm nng lng mt tri v nhng h thng pin
mt tri l mt mc tiờu quan trng. Tuy nhiờn, kho nng lng v bi

cu rng rói mt s nc. iu ny cú th dn ti vic s dng hiro
nh mt ngun nng lng (cụng ngh hiro) v thay th vic sn xut
hiro t nguyờn liu húa thch.

iu ny s dn ti vic nng lng s c ly t nhng ngun cú
th phc hi v than ỏ, du s c dựng nh l nguyờn liu thụ.
S dng cựng vi khớ thiờn nhiờn sn xut khớ tng hp. Sau
cựng nú l c s sn xut NH 3 , CH3 OH, CH 3 COOH hay sn phm
IXễ. Cỏc quỏ trỡnh k thut ny quyt nh mt cỏch rng rói hm lng
v sn lng ca cỏc phn ct khỏc nhau. Cụng ngh ny ó lm s phỏt
trin ca cuc khng hong du m, do ú cu trỳc ca mt nh mỏy lc
du ngy nay l cú th sn xut c nhng sn phm giỏ tr vi s lng
ln.

Mc dự nhiờn liu lng nng khụng hon ton b chuyn i thnh
sn phm cú nhit dụi thp hn qua quỏ trỡnh cracking nh gim
nht v quỏ trỡnh luyn cc. Bờn cnh ú, chng ct chõn khụng cú th b
bin i bi xỳc tỏc v cracking H 2. Hiu sut cỏc sn phm nh phỏt
trin mt cỏch ỏng k mc dự nú cng lm phỏt trin nng lng cn
thit cho cỏc quỏ trỡnh. Do ú ngun nng lng d tr l mt yu t cn
thit.

Do th trng khỏc nhau, nờn sn lng lc du M, Tõy u v
Nht Bn cú s khỏc nhau rừ rt (xem bng).
USA

Xng lng

Tõy u


11



THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN
44

49

47

24

29

21

20

Dầu Diesel

19

20

20

32

37


3

7

825

730

690

577

260

179

Bctu, than cốc
Tổng sản
phẩm

KIL
OBO
OKS
.CO
M

Xăng moto

720

hc cú ngun gc t du m, hin nay l 95% ca l ph thuc vo du v
khớ thiờn nhiờn. Bờn cnh ú, khụng cú iu gỡ phi nghi ng rng s m
rng trong sn phm lm t nguyờn liu cho vic sn xut sn phm hp
du m.

KIL
OBO
OKS
.CO
M

cht hu c th cp ch cú kh nng khi nú l kt qu ca s tng i t

S phỏt trin nhanh chúng ny cng khụng th l t than bi s bt
ộp phi khai khoỏng ngun ti nguyờn sn cú. Dự vy, trong tng lai cú
th s thay th du bng than s lm giỏ hng húa tng, iu ú dn n
s hn ch vic m rng ngun nguyờn liu c bn. S ph thuc ca
ngnh cụng nghip húa hc vo du vỡ th s cũn tip tc.
Nht Bn v Tõy u, du m nh (hay du thụ) cú s khỏc nhau
nht l v nguyờn liu cho ngnh cụng ngh húa hc cỏc nh mỏy lc
du. Cỏc Olepin nh C2 H4 , C3 H8 , C4 H 6 cng nh cỏc hp cht thm
benzen, stirne, toluen, xilen cng c iu ch bng cỏch cracking
napta.

Nm 1997, khong 660.10 6 tn napta c s dng nh l nguyờn
liu húa cht, du m trờn khp trgi. Mt phn ớt quan trng hn l nhng
nguyờn liu nng v khớ nh mỏy lc du c

Phn trờn l khớa cnh cho tng lai ca ngun gc vt liu thụ
cung cp cho ngnh cụng nghip húa hc. u tiờn, a lý hc chuyn sn

benzen và hơn 95% từ các hợp chất đa nhân, đa vòng và dị vòng thơm.
Thêm vào đó, than đá cung cấp một lượng nhỏ axetylen và cacbon
mônxit. Và là vật liệu thô cho công nghệ cacbon đen và graphite.
Sự thay đổi trạng thái dầu mang đến một câu hỏi các phạm vi báo
trước và sản phẩm thứ yếu của hóa chất dầu mỏ được lấy ra từ giàn khoan
khí thiên nhiên có thể thay thế bởi các sản phẩm biến đổi từ than đá. Phổ
biến hơn cả là các hợp chất vô cơ ban đầu được tạo ra từ dầu mỏ có thể
sản xuất chế tạo lại từ than đá bằng việc sử dụng các kĩ thuật công nghệ.
Tuy nhiên, điều kiện tiên quyết là cực kỳ thấp về giá của than đá với dầu
mỏ hoặc khí thiên nhiên. Ở châu Âu, thậm chí ở Mĩ gia than đá thấp, nó
hiện không tiết kiệm cho sản xuất khí ga từ than đá.

Quan niệm trong một thời gian dài, than đá chỉ đáng tin cậy xen kẽ
với dầu mỏ từ nguồn gốc là các vật liệu thô. Hiện nay, khí đốt thiên nhiên
và lợi nhuận của nó mang lại cho thấy công nghiệp sản xuất phải cải tiến
phát triển lên để tạo ra sản phẩm có giá trị.

Kéo theo đó là phương pháp sản xuất biến đổi tính chất biết trước từ
than đá.

Quá trình biến đổi than đá.

1. Sự khí hóa của than đá từ việc tổng hợp khí đốt và sự bắt đầu
nguyên tố gốc.
14



THệ VIEN ẹIEN Tệ TRệẽC TUYEN
2. Hiro gentien hoc hiro gention ly i t than ỏ.

thm chớ ly hiro t nc trong phn ng húa hc mt quỏ trỡnh tun
hon. u tiờn, quỏ trỡnh thun li cho than ỏ v khớ thiờn nhiờn c s
dng lm vt liu thụ v khụng ng thi l ngun gc ca nng lng.
Bng phng phỏp ny cú ti 40% sn phm khớ. Cú th t c.
Trong quỏ trỡnh húa hi di ca s khớ húa ht nhõn than ỏ cú th
to quyt nh s úng gúp bo m s cung cp nguyờn liu. Trong
nhng thun li, s phỏ hy ca cụng nghip húa hc l rt nh. Tuy
nhiờn trong quỏ trỡnh kh nng trờn cú th ngnh húa hc l bt buc i
ti sõu khai thỏc c sn phm khớ than.

15



THÖ VIEÄN ÑIEÄN TÖÛ TRÖÏC TUYEÁN
Từ quan điểm của ngành hóa học, năng lượng tạo ra từ vật liệu thô
cần cơ hội để phát triển nhiệt độ phản ứng lên cao là nhiệm vụ của cả hai
ngành.

KIL
OBO
OKS
.CO
M

Khi tăng nhiệt độ phản ứng là không so sánh giai đoạn này sẽ đến
khoảng 10 tới 20 năm nữa. Trong thời gian không xa, sự nối lại của hóa
học sau khi đã chia ra các phản ứng sẽ kéo theo sự phát triển.
Cùng thời trong gian này, thấy được điều đó qua các ví dụ minh họa
đó là các công nghệ mới không thể kĩ năng sẽ trở thành phổ biến và nó

KIL
OBO
OKS
.CO
M

1. Tài liệu thầy cho (đề nghị thày cho tên sách).
2. Phan Tống Sơn, Hóa học hữu cơ, Nxb Quốc gia.

3. Phan Ngọc Hòa, Nguyễn Thanh Hồng, Nguyễn Văn Phong, Nghiên cứu
sử dụng than hoạt tính - Tạp chí Hóa học tr 52-56, 2007.

18