创新型实验 能源

创新型实验能源2012年4月4日1第一页，共十五页，2022年，8月28日2012年4月4日2材料科学与工程学院太原理工大学汇报课题：稀土Ce对x120管线钢组织与力学性能的影响指导老师：王社斌组长:吕森木汇报人：李慧冶金0902班第二页，共十五页，2022年，8月28日2012年4月4日3太原理工大学材料科学与工程学院管线钢是指用于输送石油、天然气等的大口径焊接钢管用于热轧卷板或宽厚板。管线钢在使用过程中，除要求具有较高的耐压强度外，还要求具有较高的低温韧性和优良的焊接性能。世界上等级最高的X120管线钢卷管线钢简介第三页，共十五页，2022年，8月28日2012年4月4日4材料科学与工程学院太原理工大学能源输送方法分布利用第四页，共十五页，2022年，8月28日材料科学与工程学院太原理工大学能源运输★铁路运输：是煤炭的主要运输方式。此外,铁路还担负着大量成品油运输，今后随着成品油产量的增加，应积极修建成品油管道，以减轻铁路运输的压力，发挥管道运输的优势。★水路运输：是煤炭运输的另一个重要方式。水路运输耗能小，成本低，适合长距离运输。中国煤炭运输有充分利用水运和组织水陆联运的有利条件。目前供应华东、中南沿海地区的煤炭都是靠铁海联运的。

★公路运输：主要担负煤炭的短途运输。在煤矿点比较分散、产量较小的地区，一般都利用汽车运输。为发展汽车的煤炭运输，世界各国都注意提高公路质量，并逐步采用大吨位柴油汽车，以降低燃料消耗，提高运输效率。

2023/3/145第五页，共十五页，2022年，8月28日材料科学与工程学院太原理工大学能源运输★管道运输：主要运送原油、天然气、成品油、矿浆、煤浆等。它是原油和天然气的主要运输方式，美国还开始用管道输煤。管道运输具有运量大、连续、迅速、经济、安全、可靠、平稳，有投资少、占地少、费用低，实现自动控制的优点。还可以运输矿石、煤炭、建材、化学品和粮食。管道运输可省去中转环节，缩短运输周期。目前我国70的原油和99%的天然气都靠管道运输。到2010年底，我国已经形成7.7万公里的干线管道，未来5年还要新建5万公里目前已经形成“北油南运”、“西油东进”、“西气东输”、“海气登陆”的油气输送格局。特别是跨国进口天然气，更离不了管道运输。我国石油企业“走出去”也在国外大力建设管道，其中截至2008年7月，苏丹和哈萨克斯坦就有我们5000公里管道。2023/3/146第六页，共十五页，2022年，8月28日2012年4月4日7材料科学与工程学院太原理工大学能源分布◆固体能源：主要是煤炭，煤炭被称为工业的“粮食”，在我国能源构成中处于主导地位，直到目前，煤炭在我国能源消费中仍占70％左右。我国处在世界上最主要的煤带——亚欧大陆煤带东部，已探明煤炭总储量超过7700亿吨，仅次于俄罗斯和美国，属于煤炭资源十分丰富的国家。我国煤炭资源地区分布不平衡，一是北多南少，以秦岭—大别山一线为界，以北地区的煤炭资源储量占全国总储量的85％，以南地区只占全国的15％；二是西多东少，位于中西部地区的山西、内蒙古、陕西、河南、安徽、宁夏、新疆、云南、贵州九省区煤炭储量占全国总储量的87.7％，而位于东部沿海地区的十个省市储量只占全国的8％。就地区而言，以山西为中心的华北地区煤炭储量占全国的2／3以上，其次是西北和西南地区。从省区来看，山西省储量最为丰富，占全国总储量的1／3，其次为内蒙古自治区，第三为陕西省，这三省、区的煤炭储量约占全国的60％～70％。

第七页，共十五页，2022年，8月28日2012年4月4日8材料科学与工程学院太原理工大学能源分布◆液体能源：代表是石油，石油是一种高效能燃料动力资源，被誉为“工业的血液”。我国具有良好的储油构造条件，因为石油资源的分布与沉积岩有密切的关系。我国陆地沉积岩面积为424万平方千米，占陆地总面积的44%，沉积盆地多达200多个，其中面积在10万平方千米以上的沉积盆地有松辽、华北、塔里木等10个；此外，我国近海沉积盆地面积为121万平方千米，主要分布在渤海、黄海南部、东海及珠江口等地，这些沉积盆地均蕴藏着丰富的石油资源，勘探开采前景十分广阔。为了解决石油的运输，特别是北油南运的问题，我国专门修建了近2万千米的输油管道，其中最主要的输油管线有大庆——大连、大庆——秦皇岛——北京、鲁宁线(胜利油田至南京)等，大大减轻了铁路运输的压力。

第八页，共十五页，2022年，8月28日材料科学与工程学院太原理工大学能源分布◆气体能源：天然气是存在于地下岩石储集层中以烃为主体的混合气体的统称。包括油田气、气田气、煤层气、泥火山气和生物生成气等。主要成分为甲烷，通常占85%-95%；其次为乙烷、丙烷、丁烷等。它是优质燃料和化工原料。其中伴生气通常是原油的挥发性部分，以气的形式存在于含油层之上，凡有原油的地层中都有，只是油、气量比例不同。即使在同一油田中的石油和天然气来源也不一定相同。他们由不同的途径和经不同的过程汇集于相同的岩石储集层中。天然气分布相对集中，主要分布在陆上西部的塔里木、鄂尔多斯、四川、柴达木、准噶尔盆地，东部的松辽、渤海湾盆地，以及东部近海海域的渤海、东海和莺—琼盆地，目前这9个盆地远景资源量达46万亿立方米，占全国资源总量的82%；已探明天然气地质储量6.21万亿立方米，占全国已探明天然气地质储量的93%；剩余资源量40万亿立方米，占全国剩余资源量的81%。同时，我国还具有主要富集于华北地区非常规的煤层气远景资源。

2023/3/149第九页，共十五页，2022年，8月28日2012年4月4日10材料科学与工程学院太原理工大学能源利用●煤炭的利用：煤的气化、液化和干馏是煤综合利用的主要方法。利用这些加工手段可以从煤中获得多种有机化合物。煤的气化就是把煤转化为可燃性气体的过程。在高温下煤和水蒸气作用得到CO、H2、CH4等气体，生成的气体可作为燃料或化工原料气。煤的液化是把煤转化为液体燃料的过程。在一定条件下，使煤和氢气作用，可以得到液体燃料，也可以获得洁净的燃料油和化工原料。煤气化生成的CO和H2（水煤气）在经过催化合成也可以得到液体燃料。用水煤气还可以合成液态碳氢化合物和含氧有机化合物。煤干馏是将煤隔绝空气加强热，使其发生复杂的变化，得到焦炭、煤焦油、焦炉气、粗氨水、粗苯等。从煤干馏得到的煤焦油中可以分离出苯、甲苯、二甲苯等有机化合物。利用这些有机物可移制得染料、化肥、农药、洗涤剂、溶剂和多种合成材料。

第十页，共十五页，2022年，8月28日2012年4月4日11材料科学与工程学院太原理工大学能源利用●石油的利用：石油产品大部分都是燃料，同时，石油化学品还可以用来制造塑料、合成纤维、如尼龙、合成橡胶、药物、还有肥料。获取石化产品的主要过程是轻油裂解与柴油裂解。经由这些过程可以产生两种中间产物——丙烯和乙烯。这两种化合物可以用来生产一系列的塑料、聚乙烯、聚苯烯等产品；这些产品又被用在各种工业，如纺织业、汽车制造业、健康医疗业以及食品包装业。石油若使用不当，会外泄到水里，迅速扩散，对许多种生态造成极大的危害，同时也会将原本干净的海滩污染成又黑又黏，几乎无法除去的粘稠物。因此应该合理利用石油。第十一页，共十五页，2022年，8月28日2012年4月4日12材料科学与工程学院太原理工大学能源利用●天然气的利用：天然气是一种优质的能源，具有热值大，运输使用方便，燃烧完全，无烟无渣，价格较为便宜等优点。因此，广泛应用于交通、冶金、电力、轻工等行业的内燃机、汽车、炼钢、热处理、印染、纺织等诸多方面，同时大量供给居民作为生活燃料。天然气还是宝贵的化工原料，在化学工业中的应用极其广泛，可以生产近千种化工产品，目前国内外大规模生产的天然气化工产品有数十种，其中有一部分中间产品，主要有合成氨、甲醇、甲烷氯化物、硝基甲烷、乙炔、二硫化碳、碳黑、氢氰酸等。利用上述产品可以进一步加工制造氮肥、有机玻璃、合成纤维、合成橡胶、塑料、医药溶剂、电影胶片、炸药、高能燃料等。

第十二页，共十五页，2022年，8月28日2012年4月4日13材料科学与工程学院太原理工大学天然气工业的发展还对黑色金属冶炼及压延加工工业、非金属矿物制品业、专用设备制造业、武器弹药制造业、普通机械制造业、电气机械及器材制造业、非金属矿采选业等的发展起到直接的推动作用。

天然气在工业中另一个不可替代的重要作用是特殊工艺的用气。如优质钢、有色金属电子器材、玻璃、建筑陶瓷、卫生洁具、搪瓷制品、仪器仪表等产品使用天然气作燃料，在产品质量、技术保证、产量提高、科学管理等方面具有较强的竞争力，济效益明显提高。

人们还可以从天然气中提取宝贵的氦气和氩气作为航天和电气工程的重要原料；利用天然气生产出石油蛋白，作为饲料代替粮食喂养家畜、加禽和鱼类；回收单质硫以制造硫酸及硫化物产品。

由于科学的迅猛发展，促使天然气利用领域不断扩大。根据近期研究领域和实验的目的的发展趋势，在以下几个领域将有扩大：热电联产和联合循环发电中作为燃料应用；替代汽车等运输工具的燃料油；天然气空调系统；天然气燃料电池；天然气合成油及化学品等。

能源利用第十三页，共十五页，2022年，8月28日2012年4月4日1