教學/地熱煉油
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地熱煉油 指的是透過利用地底岩漿區的熱量將原油升溫至 402.85°C 以上,從而使其轉化為石油的一種煉油方法。
地熱煉油的優點
- 常見的製備石油的方式是使用 煉油廠 將原油精煉為石油,這種方式有三個問題:
- 煉油廠轉化原油的效率僅為 50%,如果輸入 100 千克的原油,將只能得到 50 千克的石油。
- 使用煉油廠會排出天然氣,而煉油廠本身具有最大釋放氣體氣壓,這意味著需要對其進行氣體管理,否則煉油廠是無法持續使用的。
- 煉油廠必須由複製人操作才能工作,因此使用煉油廠將佔據複製人們大量的勞動力。
- 地熱煉油具有效率高,全自動,無損耗的優點。
- 假設所有的原油來自油井,且煉油以後得到的石油全部用於石油發電機,那麼這個模組是可以產生水的。
- 比例關係大致為 3000 克/秒水 -> 10000 克/秒原油 -> 10000 克/秒石油 -> 3750 克/秒汙水。
- 如果僅使用四台石油發電機,那麼這個模組的水可以達到收支平衡,並額外獲得 2000 克/秒的石油。
方案演示
整體建築物
水路展示
- 如圖所示,原油在最上方的換熱室換熱相變為石油,隨後流入模組最下方的自流型高壓水庫得以儲存。
自動化展示
- 自動化如圖所示。換熱區的液體元素感測器應設定為原油,當換熱區檢測到原油,應立即關閉排水口,避免灌入太多原油導致溢出。
- 蒸氣室中溫度感測器應設定為高於 430°C,當蒸氣室中的溫度低於 430°C 時,關閉右側機械氣密門,將溫度傳導至蒸氣室。
- 自流水庫中的液壓感測器設定為高於 500 千克,作用是確保高壓水庫上方存在液體時再開啟下方液體幫浦。
注意事項
蒸氣室
- 由於鋼和鑽石熱導率很高,因此如果直接讓原油和高溫鑽石接觸,那麼原油將有可能升溫至石油的高溫相變溫度 539°C ,使其轉化為酸氣,這會導致該模組被完全破壞。
- 透過設定蒸氣室可以減緩溫度上升速度,從而使該模組更加穩定。蒸氣室中應當放入至少 2000 千克的水。
液體預熱
- 在下層使用導熱液體管的原因,是為了使進入模組的原油在進入換熱室之前先和模組上方流下來的高溫石油進行換熱。這個過程既可以使原油得到預熱,加快換熱室中原油轉化為石油的效率,也可以使高溫石油在經過換熱以後得到冷卻中,降低其他設備在使用該模組產出的石油時過熱的風險。
- 假設一口油井產出的是 91.85°C 的原油,而我們希望達到的煉油速率是 10 千克/秒,那麼,我們在需要將它的溫度升高 310°C 的情況下,需要每秒 5239 kDTU的熱量(質量乘以比熱容乘以溫差:10*1.690*310)。但是,由於生成的石油具有更高的比熱容,因此它可以與新進入的石油相對流動,將原油加熱,同時將其自身冷卻中 297.67°C(熱量除以質量和比熱容:5239/(10*1.76)=297.67°C),從 401.85°C 降至 104.18°C。
- 三段導熱液體管加起來的總長度應等於 30 節。
- 該模組最開始執行時,輸入原油的流速應為 3000 克/秒或僅輸入少量原油。這是因為此時模組內溫度較低,如果輸入流速過快,將導致原油來不及相變就溢出換熱室。待模組溫度上升,石油進入逆流區以後,可逐漸調高原油輸入速度,最終達到滿效率煉油。
高壓自流水庫
- 模組下方的自流型高壓水庫需要保證頁面上方有兩種不同的氣體,一般推薦使用氫氣和二氧化碳,因為這兩種氣體分別是常見氣體中最輕和最重的氣體,可以確保分層。
- 不能在模組建造的最開始加入氣體。必須在生成的石油已至少鋪滿液庫第一層以後才能加入氣體。