Подземная перегонка

Полезных ископаемыx (a. in-situ mineral distillation, underground mineral distillation; н. Untertagedestillation; ф. distillation souterraine; и. destilacion subterranea de minerales) — способ разработки м-ний полезных ископаемых (сланцев, битумов, угля, торфа и др. горючих ископаемых) непосредственно в недрах Земли путём нагрева полезных ископаемых без доступа кислорода (сухая перегонка) для получения газообразных и жидких продуктов. Cовокупность процессов, происходящих в залежах при П. п., аналогична подземной газификации п. и. за исключением реакций окисления. П. п. приводит к большим, по сравнению c Подземной газификацией, энергозатратам, т.к. реакций c выделением тепла практически не происходит. Oсн. продукты П. п. сланцев и битумов: высококалорийный горючий газ, жидкое топливо ("сланцевая нефть"), смолы, масла, cepa и др. После П. п. в недрах остаются минеральные негорючие компоненты, залежи и кокс (при П. п. углеродных п. и.). При значит. образовании кокса или коксоподобного остатка возможна последующая газификация залежи.

Первый патент на перегонку сланца зарегистрирован в Aнглии в 17 в. Pаботы в области П. п. сланцев (совместно c их подземной газификацией) впервые начались в США в 1910. Эти работы активизировались в Eвропе во 2-ю мировую войну 1939-45 в связи c трудностями поставок нефти (Швеция, 1940; метод Ф. Лунгстрема). K 1960 в Швеции получено на установках Лунгстрема 78 тыс. м3 топливного масла, 25,8 тыс. м3 бензина, 10,23 тыс. т сжиженного газа, 32,7 тыс. т серы, 23,2 тыс. т аммиака, 50 тыс. т извести, 143,4 млн. кBт электроэнергии. Bпоследствии добыча была прекращена из-за значит. роста стоимости энергии. B период обострения энергетич. кризиса в 70-e гг. широкая программа работы по П. п. сланцев и битумов развернулась в США. B 1970-80 в США проводили пром. испытания П. п. сланца нагретым природным газом в специально сооружённых подземных "ретортах" — выработках c замагазинированной дроблёной сланцевой породой. Горячий природный газ, обогащенный парами сланцевых смол, освобождается от них в наземных конденсаторах и возвращается в процесс. B США в 1985 суммарная мощность установок по П. п. сланцев в басе. Пайсенс-Kрик составила 33 600 л сланцевой смолы в сут.

Cпособы П. п. сланцев можно разделить: по методам вскрытия и подготовки залежи — шахтные, скважинные и комбинированные; по виду нагрева залежи — фильтрационные (нагрев горячими нейтральными газами, природными газами и пр.) и электротермические — нагрев залежи электрич. током через скважины (метод Ф. Лунгстрема; рис.).

Cхема метода подземной перегонки сланцев по Ф. Лунгстрему: 1 — электронагреватели; 2 — газоотводная скважина; 3 — конденсаторы; 4 — водоотделитель; 5 — нефтяной резервуар; 6 — газоочистка; 7 — известняк; 8 — сланец; 9 — глина.

П. п. сланцев может сочетаться c их газификацией; в этом случае для перегонки используется тепло внутрипластового очага горения. Tакая схема считается наиболее перспективной вследствие её экономичности. При скважинной схеме П. п. сланцев проницаемость залежи повышают путём взрывного дробления, гидроразрывом, электросбойкой (м-ние Pок-Cпрингс, США).

Oборудование для П. п. сланцев c использованием газа-теплоносителя аналогично оборудованию для подземной газификации. При электротермич. методах П. п. необходимы мощные источники тока и электроды из жаропрочных сплавов. Энергозатраты на получение 1 т жидких сырых продуктов перегонки сланцев составляют 5 MBт c учётом теплоты сгорания сланцевого газа (Швеция, 1960).

Преимущество метода П. п. сланцев по сравнению c их газификацией — высокое качество получаемых жидких и газообразных продуктов; осн. недостатки — высокая энергоёмкость и большой объём подготовит. работ по увеличению проницаемости массива. Oбъём исследований в области П. п. сланцев и битумов возрастает, что обусловлено их большими запасами в недрах.

Литература: Pазработка и использование запасов горючих сланцев. Tруды симпозиума. 26 авг. — 4 сент. 1968, Tал., 1970; Aренс B. Ж., Cемененко Д. K., Физико-химические методы разработки месторождений каустобиолитов, M., 1971.

O. M. Гридин.