Cát dầu là gì?

Nhắm mắt lại và tưởng tượng một hố hắc ín. Điều gì xuất hiện trong tâm trí? Đối với nhiều người trong chúng ta, đó là một hồ nước đen như mật với những con hổ răng kiếm được bảo tồn .

Hố Tar được biết đến nhiều hơn với tên gọi cát dầu , cát hắc ín và cát bitum , và chúng không chỉ được các nhà khoa học quan tâm mà còn được các công ty năng lượng quan tâm. Nhưng đúng như tên gọi, màu vàng đen này không phun ra từ mạch nước phun; nó thực sự nằm trong cát.

Cát dầu là hỗn hợp của khoảng 90% đất sét, cát và nước , với 10% bitum [nguồn: Grist ]. Các loại cát dính, sẫm màu trông tương tự như lớp đất mặt, sền sệt khi ấm và đông cứng như bê tông ở nhiệt độ lạnh. Nhưng gọi chúng là hố "hắc ín" hay cát "hắc ín" là gây hiểu lầm - chất đen đặc không phải hắc ín mà là bitum . Bitum được tạo thành từ hỗn hợp các hydrocacbon. Dầu mỏ tồn tại tự nhiên ở trạng thái rắn hoặc bán rắn, nhưng không giống như dầu mỏ thông thường, ở dạng lỏng tự nhiên, bitum cần phải được tách ra khỏi cát trước khi có thể được sử dụng.

Hơn 2 nghìn tỷ thùng dầu mỏ trên thế giới nằm trong cát dầu, mặc dù hầu hết sẽ không bao giờ được đào và xử lý vì nó quá sâu [nguồn: Grist ]. Cát dầu được tìm thấy trên toàn thế giới, từ Canada đến Venezuela và như bạn có thể tưởng tượng, ở Trung Đông. Alberta, Canada, có ngành công nghiệp dầu-cát đang bùng nổ - khoảng 1 triệu thùng dầu tổng hợp được sản xuất ở đó mỗi ngày, 40% trong số đó đến từ cát dầu [nguồn: Oil Shale & Tar Sands Programmatic EIS Information Center ].

Người ta ước tính rằng Alberta có thể có tới 300 tỷ thùng dầu có thể thu hồi, cũng như nhiều hơn nữa theo cấp số nhân mà không thể khai thác được cho đến khi phát triển các công nghệ mới để thu hồi. Khối lượng đó có nghĩa là Canada là một trong những nhà sản xuất dầu lớn nhất thế giới, đứng thứ hai sau Ả Rập Xê-út [nguồn: Wired ].

Bạn làm cách nào để lọc dầu khỏi cát? Tiếp theo, chúng ta sẽ xem xét cách bitum được chiết xuất, xử lý và biến đổi thành một số sản phẩm đáng ngạc nhiên mà bạn sử dụng hàng ngày.

Hầu hết bitum được tinh chế để sử dụng trong xăng , nhiên liệu máy bay và dầu sưởi ấm gia đình, nhưng dầu mỏ cũng được đưa vào hơn 3.000 sản phẩm mà bạn có thể không ngờ tới: bút bi, son môi, đĩa bay, thậm chí cả áo phông. Tuy nhiên, trước khi nó có thể được sử dụng cho bất cứ điều gì, trước tiên nó cần phải được khai thác từ cát và sau đó xử lý.

Có một số cách khác nhau để khai thác bitum.

Trữ lượng cạn, chiếm khoảng 20% ​​cát dầu, được thu hồi thông qua khai thác bề mặt , tức là khai thác thông qua các hố lộ thiên [nguồn: Grist ]. Quá trình khai thác bề mặt khác nhau một chút giữa các công ty nhưng nhìn chung bao gồm điều hòa, tách và xử lý bọt.

Quá trình điều hòa bắt đầu quá trình tách cát và bitum và phá vỡ bất kỳ mảnh cát dầu lớn nào. Cát dầu được trộn với nước ấm - được gọi là bùn - và được vận chuyển bằng đường ống đến cơ sở khai thác. Tại đây, bùn được đưa qua một quá trình phân tách trong đó cát chìm xuống đáy và bọt bitum không tinh khiết bốc lên trên cùng. Bọt được hấp, khử muối và pha loãng với naphtha để loại bỏ các chất rắn còn sót lại và thúc đẩy dòng chảy. Bitum pha loãng được xử lý trong máy lắng tấm nghiêng ( IPS ) và máy ly tâm - cả hai phương pháp đều làm sạch bitum hơn nữa. Và sau khi tất cả những điều đó, việc khai thác đã kết thúc.

Dự trữ bitum lắng đọng sâu không thể đạt được thông qua đào lộ thiên và được phục hồi bằng kỹ thuật tại chỗ , kỹ thuật thành công nhất được gọi là SAG-D. SAG-D là hệ thống thoát nước trọng lực hỗ trợ bằng hơi nước , một phương pháp bao gồm việc bơm hơi nước vào các giếng trong cát dầu. Nhiệt độ và áp suất mạnh tách bitum và nước ra khỏi cát, và bitum - trở nên mềm khi gặp nhiệt - bề mặt trong khi cát vẫn ở trạng thái cứng. Các kỹ thuật tại chỗ khác bao gồm bơm khí từ ngón chân đến gót chân ( THAI ), một quy trình tương đối mới kết hợp cả bơm khí theo phương thẳng đứng và phương ngang vào các giếng ngầm và quá trình khai thác hơi ( VAPEX), tương tự như SAG-D nhưng được tiêm dung môi thay vì hơi nước.

Sau đó, bitum tinh chế đã sẵn sàng để vận chuyển và nâng cấp thành dầu thô tổng hợp và các sản phẩm dầu mỏ khác.

Thu hồi bitum và biến nó thành dầu thô tổng hợp là công việc bẩn thỉu, theo nghĩa đen và môi trường. Quá trình khai thác và chế biến cần thiết để sản xuất một thùng dầu thô tổng hợp nâng cấp sử dụng từ 2 đến 4 thùng nước, một lượng khí tự nhiên tương đương với lượng cần thiết để sưởi ấm một ngôi nhà trong bốn ngày [nguồn: Viện Worldwatch ]. Kết xuất một thùng duy nhất cũng phá hủy 4 tấn trái đất [nguồn: Viện Worldwatch ]. Ngoài ra, các hoạt động khai thác và chế biến dầu-cát chịu trách nhiệm cho 4% lượng khí thải nhà kính của Canada, lượng khí thải dự kiến ​​sẽ tăng gấp ba lần vào năm 2020 [nguồn: The Press-Enterprise]. Khai thác cũng khiến các con sông và rừng (bao gồm cả rừng cây ở Canada, một trong những hệ sinh thái nguyên vẹn lớn nhất thế giới) gặp rủi ro. Như thể vẫn chưa đủ để lo lắng về hai bãi thải độc hại của Canada đối với chất thải quặng đuôi, chất thải giàu kim loại nặng được tạo ra trong quá trình phân tách, có thể được nhìn thấy từ không gian [nguồn: Viện Worldwatch] .

Ví dụ, Canada đang cố gắng đối phó với những tác động xấu đến môi trường của việc tạo ra cát dầu bằng cách yêu cầu các công ty dầu mỏ lấp lại các mỏ hầm lò cũ và trồng cây. Tuy nhiên, những nỗ lực nhằm giảm thiểu sự phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch sẽ làm giảm nhu cầu khai thác sử dụng năng lượng thấp, năng suất thấp và giảm thiểu thất thoát do khai thác.

Những bài viết liên quan

Các liên kết tuyệt vời hơn

­