Вход на сайт

МЕДИАМЕТРИКА

Облако тегов

Синтетический бензин

Аватар пользователя O6OPOTEHb

(Что бы Слон сдал билет на самолёт в Бразилию :-))

Без нефтяного моторного топлива - бензина, керосина, дизельного топлива - современную цивилизацию представить себе просто невозможно. На нем работают двигатели автомобилей, самолетов, ракет. Однако запасы нефти в недрах земли ограничены, и совсем скоро человечество столкнется со всеобщей нехваткой бензина. Но впадать в отчаяние рано: закат нефтяной эры вовсе не означает гибель современной цивилизации. Альтернатива нефтяным моторным топливам есть: ученые разработали методы получения высококачественного моторного топлива из природного газа, угля и другого ненефтяного сырья.

Об этом шла речь в докладе вице-президента РАН, директора Института нефтехимического синтеза им. А. В. Топчиева РАН академика Николая Альфредовича Платэ "Некоторые аспекты создания экологически чистых топлив XXI века", с которым он выступил в июле текущего года на Первом московском международном химическом саммите. Саммит организован Российским союзом химиков, компанией "RCC Group" и Российским союзом промышленников и предпринимателей и был посвящен проблемам и перспективам развития химической и нефтехимической промышленности.

Промышленная добыча нефти началась более 150 лет назад. За прошедшие с тех пор полтора века человечество уже израсходовало более половины нефтяных запасов. Вначале нефть использовалась в качестве источника тепловой энергии, теперь это стало экономически невыгодно. С наступлением автомобильной эры продукты фракционирования нефти в основном применяются в качестве моторного топлива. К 2010 году запасы нефтяных месторождений в значительной степени истощатся, соответственно возрастет стоимость добычи нефти и мир вплотную столкнется с проблемой использования альтернативных (ненефтяных) источников получения бензина и других видов топлива.

По своему химическому составу нефть - смесь углеводородов (алканов и циклоалканов). Кроме того, она содержит метан и некоторые сернистые и азотистые примеси. Бензин - легкокипящая фракция нефти, содержащая короткоцепочечные углеводороды с 5-9 атомами. Это основной вид моторного топлива для легковых автомобилей и небольших самолетов. Керосины более вязкие и тяжелые, чем бензин: они состоят из углеводородов с 10-16 атомами углерода. Керосин стал основным видом топлива для реактивных самолетов и ракетных двигателей. Газойль - более тяжелая фракция, чем керосин. Дизельное топливо для двигателей, установленных на тепловозах, грузовиках, тракторах, содержит смесь фракций керосина и газойля. Истощение природных нефтяных месторождений вовсе не грозит человечеству тотальным дефицитом моторного топлива. Вещества, по химическому составу похожие на бензин, керосин или дизельное топливо, вполне можно получить из углеродного сырья ненефтяного происхождения. Химики решили эту задачу еще в 1926 году, когда немецкие ученые Ф. Фишер и Г. Тропш открыли реакцию восстановления монооксида углерода (СО) при атмосферном давлении. Оказалось, что в присутствии катализаторов можно синтезировать в зависимости от соотношения водорода и монооксида углерода в газовой смеси жидкие и даже твердые углеводороды, по химическому составу близкие к продуктам фракционирования нефти. Смесь монооксида углерода и водорода, получившую название "синтез-газ", довольно легко получить из природного сырья: пропусканием водяного пара над углем (газификация угля) или конверсией природного газа (состоящего в основном из метана) водяным паром в присутствии металлических катализаторов. Синтез-газ образуется не только из угля и метана. Очень перспективны биотехнологические методы: термохимическая или ферментативная переработка отходов растительного сырья (биомассы) и конверсия газа, полученного путем разложения органических отходов, так называемого биогаза.

Интересно, что во время Второй мировой войны синтетическое топливо, полученное из угля, практически полностью покрывало потребности немецкой авиации. Работы по получению бензина из бурого угля до войны велись и в Советском Союзе, но до промышленного производства дело не дошло. В послевоенные годы цены на нефть упали, и потребность в синтетическом бензине и других топливных углеводородах на какое-то время отпала. Теперь же в связи с уменьшением нефтяных запасов планеты исследования в этой области химии переживают свое "второе рождение".

Качественного природного угля на планете осталось не так уж много. Внимание ученых привлек природный и попутный газ, огромное количество которого при нефтедобыче просто уходит в атмосферу. Производство синтетического жидкого топлива из природного газа очень выгодно экономически, поскольку газ трудно транспортировать: на его перевозку обычно затрачивается от 30 до 50% стоимости готового продукта. Превращение газа прямо на месторождении в жидкие компоненты значительно снизит объем капиталовложений, затрачиваемых на его переработку.

Существующие технологии позволяют перерабатывать природный газ в высококачественные бензин и дизельное топливо через стадию образования метанола. Производство по такой схеме довольно удобно, поскольку все реакции протекают в одном реакторе. Но эта цепочка химических превращений требует больших затрат энергии. В результате полученный синтетический бензин в 1,8-2,0 раза дороже "нефтяного".

Российские ученые из московского Института нефтехимического синтеза РАН разработали более рентабельную схему. Они предлагают получать синтетический бензин не через стадию образования метанола, а из другого промежуточного вещества - диметилового эфира (ДМЭ). Это нетрудно сделать, увеличив долю окиси углерода в синтез-газе. Важно то, что ДМЭ можно использовать как экологически чистое топливо для двигателей внутреннего сгорания. Он хорош тем, что полностью укладывается в рамки самых жестких европейских требований по содержанию твердых частиц в автомобильных выхлопах. По теплотворной способности ДМЭ уступает традиционному дизельному топливу - пропану и бутану, но его цетановое число гораздо выше: для обычного дизельного топлива оно 40-55, а для ДМЭ - 55-60. Так что преимущество ДМЭ перед дизельным топливом при запуске холодного двигателя очевидно. Кроме того, для горения ДМЭ необходимо меньше кислорода, чем для горения дизельного топлива.

В присутствии специально разработанных катализаторов ДМЭ превращается в очень неплохой бензин с октановым числом 92. Вредных примесей в нем меньше, чем в нефтяном топливе. Такой синтетический бензин вполне конкурентоспособен даже на европейском рынке. Новый способ получения синтетического топлива намного экономичнее и эффективнее классического "метанольного". В Институте высоких температур совместно с Институтом нефтехимического синтеза РАН создан генератор синтез-газа, представля ющий собой немного модифицированный дизельный двигатель. На входе - природный газ метан, который в генераторе превращается в синтез-газ. Далее синтез-газ в присутствии специально разработанных катализаторов преобразуется в топливные углеводороды. Поворотом крана можно запустить производство необходимого конечного продукта и по желанию получить на выходе метанол, ДМЭ, смесь углеводородов, аналогичных дизельному топливу, синтетический бензин. Экономическую выгоду от промышленного внедрения такого процесса трудно переоценить.

Чем выше температура реакции превращения метана в синтез-газ, тем выше производительность реактора. Обычные технологии не могут справиться с задачей проведения реакции при высоких температурах. Тут на помощь приходят ракетные технологии. Наиболее перспективной разработкой последних лет можно назвать новый высокотемпературный генератор синтез-газа, созданный при участии Института нефтехимического синтеза РАН в Приморске на опытном полигоне ракетно-космической корпорации "Энергия". Генератор создан по образу и подобию ракетного двигателя, поэтому его оболочка устойчива к воздействию высоких температур. Полученный в реакторе синтез-газ последовательно преобразовывается по новой эффективной схеме, описанной выше, в ДМЭ и бензин.

Моторные топлива, полученные из природного газа, не дороже продуктов переработки нефти, а по качеству даже их превосходят. Так что после окончательного истощения нефтяных месторождений "пробки" на дорогах не уменьшатся.

 

Синтетический бензин

Генератор получения синтез-газа из природного газа, построенный в Институте высоких температур РАН совместно с Институтом нефтехимического синтеза РАН.

Синтетический бензин

Генератор синтез-газа для окисления природного газа при высоких температурах, построенный на опытном полигоне ракетно-космической корпорации "Энергия" в Приморске при участии Института нефтехимического синтеза им. А. В. Топчиева РАН по технологии, используемой при строительстве ракетных двигателей.

Синтетический бензин

Вице-президент РАН, директор Института нефтехимического синтеза им. А. В. Топчиева РАН академик Николай Альфредович Платэ в дни работы Первого московского международного химического саммита.

Синтетический бензин

Смесь окиси углерода и водорода (синтез-газ), из которого в промышленности синтезируют топливные углеводороды, можно получить пропусканием водяного пара через раскаленный кокс (газификация угля) и конверсией природного газа - метана.

Синтетический бензин

Получение моторного топлива из ненефтяного углеводородного сырья: угля, биомассы, биогаза и природного газа. Схемы переработки сырья близки: на первой стадии происходит превращение в синтез-газ (смесь монооксида углерода и водорода), затем синтез-газ перерабатывают в метанол (традиционная схема) или в диметиловый эфир (ДМЭ) (схема, разработанная в Институте нефтехимического синтеза РАН), которые превращаются в моторное топливо (бензин, дизельное топливо).

Синтетический бензин

Синтетический бензин, полученный по традиционной схеме промышлен ной переработки природного газа в топливные углеводороды через стадию образования метанола, в два раза дороже "нефтяного". Процесс синтеза топливных углеводородов через диметиловый эфир (ДМЭ), разработанный в Институте нефтехимического синтеза РАН, намного эффективнее и экономичнее традиционной "метанольной" схемы производства синтетических моторных топлив.

Синтетический бензин

Схема химического реактора для получения синтез-газа при горении смеси метана и воздуха при высоких температурах. Подобные реакторы конструируются по принципу ракетного двигателя.

 

Подробности для любознательных

Важнейшая характеристика качественного бензина - его способность гореть без взрыва. Взрыв топлива называют детонацией. Для того чтобы оценить "склонность" к детонации количественно, было принято, что "плохо" взрывающийся углеводород изооктан имеет антидетонационную способность, равную 100. Для легко взрывающегося н-гептана она принята равной нулю. Этот параметр назвали октановым числом. Например, если у моторного топлива октановое число 80, то оно по своим детонационным свойствам эквивалентно смеси 80% изооктана и 20% н-гептана. Чем выше октановое число, тем качественнее моторное топливо.

 

Качество дизельного топлива оценивается по его способности к воспламенению под действием давления и температуры. Идеальное легко воспламеняющееся топливо для дизелей - гексадекан или цетан с 16 атомами углерода. Ему присвоено максимальное число 100, называемое цетановым. За нуль принимается цетановое число a-метилнафталина, который не возгорается вообще. Цетановое число характеризует период задержки воспламенения топлива в двигателе - промежуток времени от впрыскивания топлива в цилиндр до момента начала его горения. Чем выше цетановое число, тем короче этот период и тем более спокойно и плавно горит дизельное топливо.

nauka.relis.ru

http://energyua.com/2007/06/27/834.html

Фонд поддержки авторов AfterShock

Комментарии

Аватар пользователя Evg_Ban
Evg_Ban(5 лет 2 месяца)(21:09:56 / 06-01-2014)

Первый в этом году? С почином!

Аватар пользователя O6OPOTEHb
O6OPOTEHb(4 года 8 месяцев)(23:07:42 / 06-01-2014)

В этом году я в ударе! :-) Второй.

Аватар пользователя Art78
Art78(5 лет 9 месяцев)(21:28:22 / 06-01-2014)

Этой новости скоро десять лет 

Аватар пользователя O6OPOTEHb
O6OPOTEHb(4 года 8 месяцев)(23:16:06 / 06-01-2014)

Спасибо! Как-то её пропустил…

Аватар пользователя PavelCV
PavelCV(5 лет 1 неделя)(13:02:12 / 07-01-2014)

 ученые разработали методы получения высококачественного моторного топлива из природного газа, угля и другого ненефтяного сырья.

Вот эта метода, на мой взгляд, более перспективна: 

Бактерию, вызывающую понос, приспособили для производства дизельного биотоплива.
Аватар пользователя Добренький

Такая информация радует. Я уж думал, что скоро на дрова придётся переходить. Матчасть начал изучать....

Аватар пользователя ПиротехникЪ
ПиротехникЪ(4 года 6 месяцев)(21:43:52 / 06-01-2014)

Относительно "традиционной" схемы: "В Новочеркасске с 1952 работала установка мощностью около 50 тыс. т/г, использующая вывезенное из Германии оборудование. Сырьем служил сначала уголь донецкого бассейна, а затем природный газ. Немецкий Co-Th катализатор был со временем заменён на оригинальный, Co-Zr. На заводе была установлена колонна точной ректификации, так что в ассортимент продукции завода входили индивидуальные углеводороды высокой чистоты, в том числе α-олефины с нечетным углеродным номером. Установка работала на Новочеркасском заводе синтетических продуктов вплоть до 1990-х годов и была остановлена по экономическим причинам." Для наладки производства требовались дикие капвложения и 5-7 литров воды на 1 литр бензина. :-)

Аватар пользователя Art78
Art78(5 лет 9 месяцев)(21:49:52 / 06-01-2014)

про "дикие капвложения" где бы поподробнее..?

Аватар пользователя ПиротехникЪ

по моей ссылке чуть выше: "Китай планирует инвестировать 15 млрд долл. до 2010—2015 гг. в строительство заводов по производству синтетического топлива из угля. Национальная Комиссия Развития и Реформ (NDRC) заявила, что суммарная мощность заводов по сжижению угля достигнет 16 млн тонн синтетического топлива в год, что составляет 5 % от потребления нефти в 2005 году и 10 % импорта нефти." В целом же обсуждение темы "Процесс Фишера — Тропша" один из стандартных сценариев "хохлосрачей". Укропитеки доказывают возможность и целесообразность (в т.ч. экономическую) возгонки бензина из донецкого угля, а у них интересуются почему с 1991 года они этого не сделали, а единственный завод на терриии бСССР был закрыт. :-)

Аватар пользователя Art78
Art78(5 лет 9 месяцев)(22:22:03 / 06-01-2014)

та я эту хрень на вики читал. дело в том, что за десять лет ничего конкретного. да и "было б об чем - все б уже было" ))

Аватар пользователя ПиротехникЪ

О том и "базар-вокзал" - господа учОные бабки из спонсоров выманивают. :-) Это я как учОный (с 1997 года в науке!) говорю. "Деньги сегодня (на исследования) стул (халявный бензин) завтра!!! Башляй, а то не успеешь - конкуренты обойдут!"

Аватар пользователя Ван Ю Шин
Ван Ю Шин(4 года 4 месяца)(22:00:27 / 06-01-2014)

Есть слухи, что Новочеркасский завод угробили из-за производства ПВП (поливинилпиролидона) и моющей жидкости "Прогресс".

Аватар пользователя ПиротехникЪ

эммм... "невидимая рука рынка", отстреливающая конкурентов? А "Прогресс" пидоры заказали? P.S. Fairy - переводится как "фея", т.е. "пассивный педераст" на сленге. :-))))

Аватар пользователя Ван Ю Шин
Ван Ю Шин(4 года 4 месяца)(22:25:07 / 06-01-2014)

Эмм... по моим сведениям всё сложнее.

 - - - - - -  

Гемодез-8000, Гемодез-Н, Гемодез-Н-Сендересис. Гемодез-Н-Синко); Гемосан; Коллидон (Коллидон CL, CL-M, VA64); Красгемодез (Красгемодез 8000); Неогемодез; Повидон (Повидон 8000); Поливидон; Поливинилпирролидон; Поливинилпирролидон низкомолекулярный; Поливинилпирролидон среднемолекулярный; Энтеродез.

Поливинилпирролидон - дезинтоксикационное средство. Связывает токсины, поступающие в организм, в т.ч. в ЖКТ, или образующиеся в организме, и выводит их. Применяется при интоксикации различного происхождения: инфекционная (в т.ч. сепсис), ожоговая (ожоговая болезнь), травматическая, раковая, лучевая, алкогольная (выведение из запоя), при почечной и печеночной недостаточности, токсикозе беременных, острых желудочно-кишечных заболеваниях (дизентерия, сальмонеллез, токсикоинфекция). 

 - - - - - - -  

Но друзья рассказывали что он не только для этого. Но я не биохимик, а разговор к делу не подошьёш. 

И ЕМНИП, то "Прогресс" был чистым лаурилсульфатом натрия - основа многих современных моющих средств. Но тут я могу сильно страдать провалом памяти. 

Аватар пользователя ПиротехникЪ

:-) ну и я про то же! Плазма и моющее средство. Набуя нужны конкуренты при свободном рынке и открытых границах?!

Аватар пользователя O6OPOTEHb
O6OPOTEHb(4 года 8 месяцев)(00:46:31 / 07-01-2014)

Ну, так речь о несколько иной технологии(-ях), не о новочеркасском метаноле! В те времена ракетные двигатели были суперсекретны, и их амерам не продавали, не то что бы их использовать для производства бензина/керосина/ДТ. К тому же, основной нажим в материале идёт на использование в кач-ве сырья природного газа, а не донбасского (тем более китайского) угля.

Аватар пользователя sv717
sv717(5 лет 2 месяца)(12:38:57 / 07-01-2014)

"По своему химическому составу нефть - смесь углеводородов (алканов и циклоалканов)" - а где алконавты?

Аватар пользователя O6OPOTEHb
O6OPOTEHb(4 года 8 месяцев)(22:54:32 / 08-01-2014)

Алконавты алкают алкоголя, а не алканов :-)

Лидеры обсуждений

за 4 часаза суткиза неделю

Лидеры просмотров

за неделюза месяцза год

СМИ

Загрузка...