science >> Wetenschap >  >> Natuur

Wat zijn oliezanden?

Graafmachines graven oliezand op dat waardevol bitumen bevat. Zie meer foto's van olieboringen. Wilbur E. Garrett/National Geographic/Getty Images

Sluit je ogen en stel je een teerput voor. Wat komt er in je op? Voor velen van ons is het een zwarte, melasseachtig meer met bewaarde sabeltandtijgers.

Teerputten zijn beter bekend als oliezanden , teerzanden en bitumineus zand , en ze zijn niet alleen interessant voor wetenschappers -- ze zijn ook van groot belang voor energiebedrijven. Maar zoals de naam al doet vermoeden, dit zwarte goud gutst niet uit een geiser; het zit eigenlijk in het zand zelf.

Oliezanden zijn een mengsel van ongeveer 90 procent klei, zand en water, met 10 procent bitumen [bron:Grist]. Het donker, kleverig zand lijkt op bovengrond, zijn stroperig als ze warm zijn en bevriezen zo vast als beton bij koude temperaturen. Maar ze "teerputten" of "teerzanden" noemen is misleidend -- de dikke zwarte substantie is geen teer, maar liever bitumen . Bitumen is samengesteld uit een mengsel van koolwaterstoffen. Het is aardolie die van nature in vaste of halfvaste toestand bestaat, maar in tegenstelling tot conventionele aardolie, die in natuurlijke vloeibare vorm is, bitumen moet van het zand worden gescheiden voordat het kan worden gebruikt.

Meer dan 2 biljoen vaten aardolie in de wereld liggen in oliezanden, hoewel de meeste nooit zullen worden gegraven en verwerkt omdat het te diep is [bron:Grist]. Oliezanden worden wereldwijd gevonden, van Canada tot Venezuela en, zoals je je misschien kunt voorstellen, in het midden Oosten. Alberta, Canada, heeft een bloeiende oliezandindustrie -- er worden elke dag maar liefst 1 miljoen vaten synthetische olie geproduceerd, waarvan 40 procent afkomstig is van oliezanden [bron:Oil Shale &Tar Sands Programmatic EIS Information Center].

Naar schatting heeft Alberta misschien wel 300 miljard vaten winbare olie, evenals exponentieel meer dat niet kan worden aangeboord tot de ontwikkeling van nieuwe technologieën voor het ophalen. Dat volume betekent dat Canada een van de grootste olieproducenten ter wereld is, tweede naar Saoedi-Arabië [bron:Wired].

Hoe ga je te werk om olie uit zand te zeven? Vervolgens bekijken we hoe bitumen wordt gewonnen, verwerkt en omgevormd tot verrassende producten die je dagelijks gebruikt.

Olie uit zand persen

Door Canada loopt een bitumenlijn. David Boily/AFP/Getty Images

Het meeste bitumen wordt geraffineerd voor gebruik in benzine, vliegtuigbrandstof en huisbrandolie, maar aardolie vindt ook zijn weg naar meer dan 3, 000 producten die je misschien niet verwacht:balpennen, lippenstift, vliegende schijven, zelfs T-shirts. Voordat het voor iets kan worden gebruikt, Hoewel, het moet eerst uit het zand worden gehaald en vervolgens worden verwerkt.

Er zijn een paar verschillende manieren om bitumen te ontginnen.

Ondiepe reserves, die ongeveer 20 procent van oliezanden uitmaken, worden hersteld door dagbouw , die mijnbouw door open kuilen [bron:Grist]. Het proces van dagbouw verschilt een beetje van bedrijf tot bedrijf, maar omvat over het algemeen conditionering, scheiding en schuimbehandeling.

conditionering start het proces van het scheiden van zand en bitumen en breekt eventuele grote stukken oliezand af. Het oliezand wordt gemengd met warm water -- genaamd a drijfmest -- en per pijpleiding naar een winningsinstallatie getransporteerd. Hier, de drijfmest wordt door een scheiding proces waarbij zand naar de bodem zakt en onzuiver bitumenschuim naar boven stijgt. Het schuim wordt gestoomd, ontlucht en verdund met nafta om eventuele achtergebleven vaste stoffen te verwijderen en de doorstroming te bevorderen. Verdunde bitumen wordt verwerkt in hellende plaat kolonisten ( IPS ) en Centrifuge -- beide methoden reinigen het bitumen verder. En na dat alles, extractie is voltooid.

Diep afgezette bitumenreserves zijn niet bereikbaar via dagbouw en worden teruggewonnen met behulp van ter plaatse technieken, de meest succesvolle bekend als SAG-D. SAG-D is door stoom ondersteunde zwaartekracht afwatering , een methode waarbij stoom in putten in het oliezand wordt geïnjecteerd. De intense temperatuur en druk scheiden het bitumen en het water van het zand, en het bitumen - zacht gemaakt door de hitte - komt naar boven terwijl het zand blijft zitten. Andere in situ technieken omvatten: teen tot hiel luchtinjectie ( THAIS ), een relatief nieuw proces dat zowel verticale als horizontale luchtinjecties in ondergrondse putten combineert, en een dampextractieproces: ( VAPEX ), vergelijkbaar met SAG-D maar met een oplosmiddelinjectie in plaats van stoom.

Geraffineerd bitumen is dan klaar om te worden vervoerd en opgewaardeerd tot synthetische ruwe olie en andere aardolieproducten.

Bitumen terugwinnen en omzetten in synthetische ruwe olie is vies werk, letterlijk en ecologisch. De winning en verwerking die nodig zijn om een ​​enkel vat opgewaardeerde synthetische ruwe olie te produceren, gebruikt tussen de 2 en 4 vaten water, een hoeveelheid aardgas gelijk aan wat nodig is om een ​​huis vier dagen te verwarmen [bron:Worldwatch Institute]. Het renderen van een enkel vat vernietigt ook 4 ton aarde [bron:Worldwatch Institute]. Aanvullend, oliezandwinning en -verwerking zijn verantwoordelijk voor 4 procent van de Canadese uitstoot van broeikasgassen, emissies die naar verwachting tegen 2020 zullen verdrievoudigen [bron:The Press-Enterprise]. Mijnbouw brengt ook rivieren en bossen (inclusief het boreale bos van Canada, een van 's werelds grootste intacte ecosystemen) in gevaar. Alsof dat nog niet genoeg is om je zorgen over te maken, twee Canadese giftige stortplaatsen voor residuen , het zware metaalrijke afval dat ontstaat tijdens het scheidingsproces, te zien vanuit de ruimte [bron:Worldwatch Institute].

Canada, bijvoorbeeld, probeert om te gaan met deze milieugevolgen van destructie van oliezanden door oliemaatschappijen te verplichten oude mijnen te vullen en bomen te planten. Inspanningen om de afhankelijkheid van fossiele brandstoffen te verminderen, echter, zou de behoefte aan energie-intensieve, mijnbouw met een laag rendement en minimaliseer de plagen die het gevolg zijn van winning.

Veel meer informatie

Gerelateerde HowStuffWorks-artikelen

  • Hebben we piekolie bereikt?
  • Hoe olieboringen werken
  • Hoe olieraffinage werkt
  • Hoe offshore boren werkt
  • Waarom is offshore boren zo controversieel?
  • Wat is olieschalie?

Meer geweldige links

  • Dienst voor het behoud van natuurlijke hulpbronnen
  • Nationaal laboratorium voor hernieuwbare energie
  • Amerikaanse ministerie van Energie

bronnen

  • "Over teerzand." Oil Shale &Tar Sands Programmatic EIS Information Center. Amerikaanse ministerie van Binnenlandse Zaken, Bureau voor Landbeheer. http://ostseis.anl.gov/guide/tarsands/index.cfm
  • Clark, KA "Scheiding van bitumen van bitumineuze zanden." Natuur. http://www.nature.com/nature/journal/v127/n3197/abs/127199a0.html
  • Gillies, Beroven. "Oliezanden zorgen voor milieuproblemen." De Personderneming. 2008. http://www.pe.com/business/local/stories/PE_Biz_S_canadaoil24.2d60439.html
  • Goffman, Ethan. "Milieuvluchtelingen:hoeveel, Hoe slecht?" Discovery Guides. CSA. 2006. http://www.csa.com/discoveryguides/refugee/review.php
  • Herro, Alan. "Oil Sands:de kosten van Alberta's 'Black Gold'." Wereldwacht Instituut. 2006. http://www.worldwatch.org/node/4222
  • Koerner, Brendan I. "De teerput met biljoenen vaten." Bedrade. 2004. http://www.wired.com/wired/archive/12.07/oil.html
  • Mullins, Justinus. "Uitvinding:Oliezandvergister." Nieuwe wetenschapper. 2008. http://technology.newscientist.com/article/dn14750-invention-oilsands-digester.html
  • Oil Sands Discovery Center. http://www.oilsandsdiscovery.com/
  • "De oliezanden van Alberta." 60 minuten. CBS-nieuws. 2006. http://www.cbsnews.com/stories/2006/01/20/60minutes/main1225184.shtml
  • rom, Jozef. "'Tijd' voor teerzanden." Maalkoren. 2008. http://gristmill.grist.org/story/2008/5/27/135238/695