Юный техник, 2004 № 12
Шрифт:
Вот оно: 2FeC + ЗН 2О — Fe 2О 3+ С 2Н 6.
Но откуда могло появиться в недрах столь значительное количество карбида железа? Ведь это нестойкое соединение, и в природных условиях высока вероятность его окисления. Образование карбида железа могло произойти на определенном этапе охлаждения Земли из первоначального раскаленного шара в интервале 1800–1900 °C. При температуре 1000–2500 °C карбид железа взаимодействует с парами воды, что приводит к образованию углеводородов. Но в этих условиях углеводороды нестойки и распадаются на водород и углерод. При более низких температурах эти составляющие вновь трансформируются в карбид железа, который в более мягких условиях взаимодействует с водой и генерирует углеводороды. Последние в газообразном состоянии поднимаются к поверхности, где при охлаждении и собираются в пористой породе осадочного слоя в залежи.
Процесс образования залежей карбида железа может быть представлен и более простой схемой, при которой железо взаимодействует с графитом при высоких температурах и недостатке кислорода. Как известно, имеется несколько типов карбидов железа ( FeC, Fe 2C, Fe 3Cи т. д.), которые могут быть источниками образования углеводородов.
В общем, в теории все получается. А на практике?
Как проверить теоретические расчеты, основанные на методах современной термодинамики, которые показывают, что синтез углеводородов возможен при температурах 900 — 1700 градусов по Цельсию и давлении 30–70 килобар?
В глубь Земли не попадешь, да и нет у нас столько времени выжидать, пока эти процессы, уже происходившие однажды, произойдут снова. Да и произойдут ли? Ведь они могли протекать лишь на определенном этапе развития нашей планеты…
В общем, оставался один путь: смоделировать в лаборатории процессы, некогда происходившие в верхней мантии Земли. Конечно, не так-то просто создать установки, в которых реакции синтеза углеводородов из минералов будут происходить при давлении до 50 килобар. Но наши экспериментаторы это сумели. Ими была создана аппаратура высокого давления, позволяющая достигать химического равновесия в реакционной ячейке при температуре до 900—1200 градусов Цельсия и сохранять герметичность в течение нескольких часов.
При этом методами масс-спектрометрии и газовой хроматографии при ступенчатом нагреве в продуктах реакций действительно была обнаружена смесь углеводородов, состоящая из начальных членов алканового, алкенового и аренового рядов.
Успех этих исследований показался специалистам настолько важен, что результаты работы были опубликованы почти одновременно в докладах Российской академии наук и в докладах Национальной академии наук США.
С. СЛАВИН, В.ЧЕРНОВ
КСТАТИ…
«Скважина» на ферме
С точки зрения американских ученых, свинарник представляется весьма перспективным в качестве источника… нефти. Группа исследователей из Иллинойского университета уже на протяжении ряда лет работает над проблемой превращения свиного навоза в топливо, которое можно будет использовать для обогрева домов и выработки электроэнергии.
Предстоит еще немало потрудиться, прежде чем замыслы обретут практическую законченность и коммерческую привлекательность. Но уже сейчас исследователи обещают определенные выгоды и животноводам, и потребителям. По мнению ученых, продемонстрировавших своей проект на международной специализированной выставке «Нефтегаз-2004», идея важна в плане создания альтернативных и возобновляемых источников энергии. А также снижения зависимости США от иностранных источников нефти.
Суть же дела состоит в следующем. Разработчики предлагают использовать термохимический процесс, идущий при высоких температурах и давлениях. Он и позволяет, разрушив органические соединения в свином навозе, преобразовать их в некое подобие нефти. Во многом, как утверждают исследователи, предложенная технология воспроизводит протекавший в далеком прошлом процесс. Но тогда для этого требовались века, а в лабораторных условиях процесс занимает около… получаса. Сходная технология уже используется на птицефабрике, выращивающей индеек, для переработки отходов «производства» в легкую нефть.
Для свиноводов, особенно занимающихся выращиванием животных в промышленных количествах, новая технология может представлять особый интерес, поскольку решает дорогостоящую проблему ликвидации тысяч тонн навоза и устранения малоприятных запахов, вызывающих естественное раздражение у соседей.
По мнению разработчиков, в будущем реактор размером с кухонную духовку сможет перерабатывать «отходы» жизнедеятельности 2000 свиней, вырабатывая нефть стоимостью 10 долларов за баррель, что в 3–4 раза ниже нынешних цен на природное сырье. Впрочем, для крупных нефтеперегонных предприятий эта нефть интереса представлять, видимо, не будет, поскольку они не приспособлены для ее переработки. Но ее можно будет использовать на небольших ТЭЦ в качестве топлива, а также для изготовления пластмасс, чернил и асфальта.
Кроме того, разработка имеет и чисто научный интерес. Дело в том, что некоторые исследователи, например, доктор химических наук, ведущий научный сотрудник Института нефтехимического синтеза имени Топчиева Юрий Королев, полагают, что производство «черного золота» продолжается в природе и сейчас. Знание же тонкостей этого процесса позволит не только лучше понять, где именно искать эти новые кладовые, но и дает возможность в будущем еще больше усовершенствовать методы получения синтетической нефти из самого различного сырья.
В. ВЛАДИМИРОВ
У СОРОКИ НА ХВОСТЕ
ГДЕ ИЗОБРЕЛИ ФУТБОЛ?«Футбол, возможно, изобрели в Древнем Египте», — считает глава египетского Высшего совета по делам древности Захи Хавас. И в доказательство своей версии он приводит изображения фресок в захоронении Бени-Хасан в провинции Эль-Минья, показывающие девушек, играющих в мяч. Впрочем, фрески явно противоречат словам египтолога, поскольку девушки, судя по всему, просто перебрасывали друг другу мячи, сидя на плечах дюжих рабов. Понятное дело, что назвать такую игру футболом весьма затруднительно.
Впрочем, в одном З.Хавас прав: игры с мячом были популярны в стране пирамид уже несколько тысяч лет назад. В саккарском некрополе под Каиром исследователи нашли много мячей разной формы: набитых сушеными листьями пальмы или папируса, соломой, обернутых кожей или тканью.
Более того, оказывается, древние египтяне играли в примитивную разновидность хоккея на траве под названием «хокша». Для этого использовалась полуовальная разноцветная кожаная шайба. А также пальмовые посохи-клюшки.