Синтетический бензин

Вводная информация

Сложно представить современную цивилизацию без моторного топлива – дизеля, На них работают автомобили, самолеты, ракеты, водный транспорт. Но количество нефти в недрах ограничено. Еще не так давно считалось, что человечество скоро неизбежно столкнется с нехваткой горючего. Но оказалось, что не все так печально. Разрабатываются новые технологии, позволяющие добывать трудноизвлекаемые запасы, появляются альтернативные варианты. Можно упомянуть и о зеленой энергетике, и повышении эффективности использования ресурсов (современные малолитражки спокойно обходятся 4-6 литрами горючего на сто километров, хотя еще в начале нашего тысячелетия требовали около 10). Да и высококачественное топливо, как оказалось, можно получать из различного не нефтяного сырья.

Получение из угля

717545adaf73bb8cde784512b68dc7a5.jpgСуществует два эффективных и проверенных способа. Оба этих способа были разработаны германскими ученными в начале прошлого века.

В годы великой отечественной войны практически вся немецкая техника передвигалась при помощи угольного топлива.

Ведь, как известно, в Германии нет месторождений нефти, зато налажена добыча угля. Из бурого угля немцы изготавливали дизельное и бензиновое синтетическое топливо.

Как это ни удивительно, с точки зрения химии уголь не так сильно отличается от нефти, как многие полагают. Основа у них одна — это водород и горючие соединения углерода. Правда, водорода в угле поменьше. Горючую смесь можно получить, уровняв показатели водорода.

Сделать это можно следующими способами:

  • гидрогенизация или по-другому ожижение;
  • газификация.

Что собой представляет гидрогенизация

6fc442c28963c08d54be0bfdf18fb98d.jpgПриблизительно 80 кг бензина можно будет получить из одной тонны угля. При этом в угле обязательно должно содержаться 35% летучих веществ.

Для начала переработки, уголь мелко перемалывают до пылевидного состояния. Затем угольную пыль тщательно просушивают. После этого ее смешивают с мазутом или маслом до получения пастообразной массы.

Гидрогенизация — это добавление в угольную смесь недостающего водорода. Помещаем сырье в специализированный автоклав и нагреваем его. Температура в нем должна находиться на отметке 500 градусов, а давление 200 Бар.

Для того чтобы образовался бензин требуется пройти две фазы:

  • жидкую фазу;
  • паровую фазу.

18b27576f5e60a9f1f1793460912f610.jpgВ автоклаве протекает несколько достаточно сложных химических реакций.  Уголь насыщается необходимым водородом, а входящие в его состав сложные частицы распадаются на простые.

В итоге мы получаем дизельное топливо или бензин. Это будет зависеть от самого процесса.

Еще раз весь процесс гидрогенизации по пунктам:

  1. измельчение угля до состояния пыли;
  2. добавление в него масла;
  3. нагрев в автоклаве при большой температуре.

Очень важно сделать подходящее оборудование. Дома самостоятельно изготовить его достаточно сложно, ведь давление в автоклавах выше, чем в кислородных баллонах

Это важно: помните о технике безопасности. Сам процесс достаточно взрывоопасный. Ни в коем случае не курите возле установки и не разводите огня.

Не рекомендуется делать бензин своими руками в квартире. Лучше всего для изготовления бензина подходит дача или на крайний случай гараж.

Газификация

8c10149bbae7a684554b6865bead08cb.gifГазификация это разложение твердого топлива на газы.

Позже к полученным газам добавляют недостающие вещества и трансформируют в жидкое состояние для получения бензина.

Существует несколько способов переработки угля в бензин методом газификации.

Первый способ теоретически можно использовать дома. Называется он метод Фишера-Тропша. Но данный способ достаточно трудоёмок в исполнении, требует слишком сложного оборудования, а в итоге оказывается нерентабельным, поскольку тратится много угля и готовый бензин получается дешевле.

Кроме этого, выделяется большое количество углекислого газа, процесс переработки становится очень опасным в домашних условиях. Поэтому данный способ мы не станем разбирать подробней.

Также существует термический способ газификации. Он осуществляется при помощи нагрева сырья при полном отсутствии кислорода. Естественно для этого также требуется соответствующее оборудование. Ведь температура разложения угля на газ составляет 1200 градусов.

Основной плюс данного метода заключается в том, что часть газов отправляется на синтез бензинового топлива, а часть на подогрев сырья. Это помогает снизить затраты. Таким образом, уголь сам себя подогревает.

Альтернативные способы

e87230648891f8f397c8fa9ea61c7ea1.jpgБензин делают не только из угля и резиновых покрышек.

Его можно получить из мусора, дров, пеллетов, листьев, скорлупы орехов, шелухи от семечек, кукурузных стержней, торфа, соломы, камыша, сорняков, тростника, старых шпал, сухого навоза птиц и животных, пластиковых бутылок, медицинский отходов и др.

Процесс производства бензина в домашних условиях, рассмотренный выше, не так сложен, как кажется на первый взгляд. Такие термины, как гидрогенизация, газификация и пр. могут вводить в заблуждение. Но на самом деле наладить производство и изготовить бензин своими руками не так трудно, как кажется.

Предлагаем Вашему вниманию интересный репортаж о том, как сделать бензин в домашних условиях:

Работа с биогазом

Это довольно необычный и экстравагантный подход, тем не менее он работает. Прелесть его еще и в том, что он как топливо обладает более широким применением, нежели просто синтетический бензин. Правда, места занимает много. Так, к примеру, один кубический метр биогаза эквивалентен 0,6 литра бензина. Если использовать его не в сжатом состоянии, то даже взяв под завязку на грузовой автомобиль, не получиться проехать больше сотни-второй километров. Поэтому, как же синтезировать с него желаемый возможно благодаря тому, что он, по сути, является метаном с небольшими примесями. То есть практически то, что нужно. А вот синтез – это дело проблематичное. Ведь здесь что-то новое и одновременно простое не изобрели. То есть, приходится работать над созданием синтез-газа, а уже из него обеспечивать формирование бензина. Делается это (по наиболее распространенной схеме) через посредство метанола. Хотя можно работать и через диметиловый эфир. Если говорить о метаноле, то всегда необходимо помнить о том, что он чрезвычайно опасен. Усложняется ситуация тем, что он имеет запах спирта, а температуру кипения в 65 градусов по Цельсию. Вообще, работа с синтезом топлива – это не детская прогулка. Поэтому, не лишним будет подучить химию и физику, если этих знаний нет. Если вкратце – то синтетический бензин получается благодаря перегонке газа и конденсатору. Этот способ не быстр, но, если есть хорошая теоретическая подготовка – не сложен. Но без знаний работать не рекомендуется. Ведь чистый метанол – это самое высокооктановое топливо, поэтому опасное. Да и не «переварит» его двигатель обычной машины – не рассчитан на это.

Как развивалось применение

01b06e2c2a600f7bbd87e832ee3c572c.jpg

Отличилась в этом плане нацистская Германия. Во время Второй мировой войны у нее были существенные проблемы в плане снабжения топливом. Поэтому были созданы целые комплексы, которые в жидкое топливо. И синтетический бензин третьего рейха внес свой существенный вклад, довольно сильно отстрочив падение этого ужасного государства. Тогда использовался метод химического сжижения угля до тех пор, пока не получалось пиролизное топливо. К концу войны нацистской Германии удалось выйти на уровень в 100 тысяч баррелей синтетической нефти в день. В более привычных мерах это больше 130 тонн! Использование угля является целесообразным благодаря близкому химического составу. Так, в нем содержание водорода 8% тогда, как в нефти 15%. Если создать определенный температурный режим и насыщать уголь водородом в значительном объеме, то он перейдет в жидкое состояние. Этот процесс называет гидрогенизацией. К тому же, его можно ускорить и увеличить объемы, если использовать катализаторы: железо, олово, никель, молибден, алюминий и множество иных. Все это позволяет выделять различные фракции и использовать их для дальнейшей переработки.

Синтетический бензин в Германии производят и сейчас. После Второй мировой войны ее примеру последовала Южно-Африканская республика. Затем начали подключаться Китай, Австралия и США. Следует отметить, что и у нас есть потенциал для развития данной области.

Получение бензина путем газификации

Данный метод, изобретенный немецкими учеными Ф. Фишером и Г. Тропшем, предусматривает производство дизельного топлива и бензина путем предварительной газификации угольного сырья. Это происходит в большой емкости – реакторе при температуре до 350 °С и давлении не более 30 Бар.

Хотя здесь условия и не настолько жесткие, как при гидрогенизации, но реализовать их ничуть не проще. Например, потому что сквозь слой угля надо под большим давлением продувать перегретый водяной пар, а значит, не обойтись без мощного парового котла.

После газификации на выходе из реактора образуется так называемый синтез-газ, состоящий из водорода и обычного угарного газа (СО). Кстати, сингаз можно прямо использовать в качестве газообразного топлива без последующей переработки.

Полученные газы поступают во второй реактор, где и происходит окончательная переработка угля в жидкое топливо. Там же располагаются вещества – катализаторы. В промышленности для этой цели могут использоваться разные соединения, но любое из них обязательно содержит железо, никель или кобальт.

Не вдаваясь в тонкости химии, отметим, что на выходе из второго реактора получается горючее, которое должно еще пройти процедуру крекинга. То есть, разделение на бензин и дизельное топливо из угля.

Побочными продуктами реакции являются различные вещества и парафин. Среди выделяющихся летучих веществ наибольшая доля приходится на углекислый газ, что считается большой проблемой производства горючего подобным методом. Также достаточно быстро теряет активность катализатор, поэтому его постоянно требуется обновлять.

Эти факторы, да еще ряд не столь значительных причин, приводят к высокой себестоимости продукта. При цене на нефть 50 долларов за баррель производство бензина из угля методом Фишера – Тропша считается нерентабельным.

Существует и другой метод газификации углей – термический. Он схож с явлением пиролиза, поскольку осуществляется нагревом сырья в емкости извне и при отсутствии кислорода. Другое дело, что разложение твердого топлива на газы происходит при температуре 1200 °С, а для этого требуется соответствующее оборудование.

Позитивная сторона термического метода состоит в том, что часть пиролизных газов направляется на подогрев исходного сырья, а другая – на синтез бензина. За счет этого снижаются затраты на энергоносители, так как уголь во время разложения может подогревать себя сам.

Для справки. На просторах интернета можно найти описание разных установок, с помощью которых можно получить бензин из природного газа в домашних условиях. Вначале он конвертируется в синтез-газ, а затем перерабатывается в жидкое топливо. Даже если считать, что эти самодельные аппараты работоспособны, провести газификацию угля гораздо сложнее.

Научные поиски альтернативы

f7fbf93cbd6b02c41d34a1ee554918a1.jpg

Хотя основные фракции и получают из нефти, оказалось, что можно для этой цели использовать и другое углеродное сырье. Эта задача была решена химиками еще в 1926 году. Тогда ученые Фишер и Тропш открыли реакцию восстановления монооксида углерода в условиях атмосферного давления. Было выяснено, что в присутствии катализаторов из газовой смеси можно создавать жидкие и твердые углеводороды. По своему химическому составу они были близки к продуктам, получаемым из нефти. Результат химических изысканий получил название «синтез-газ». Получался он довольно легко. Настолько, что может быть повторен в домашних условиях любым человеком, который не прогуливал в школе химию и физику. Получали его благодаря пропусканию водного пара над углем (это его газификация) или путем конверсии обычного природного газа (он состоит, в основном, из метана). Во втором случае дополнительно еще использовались металлические катализаторы. Следует отметить, что синтез-газ можно создавать не только из метана и угля. Перспективным направлением сейчас считается работа над ферментативной и термохимической переработкой отходов растительного сырья. Не следует забывать также и о конверсии биогаза, то есть, летучих веществ, полученных благодаря разложению органических отходов.

Как происходит выделение бензина из угля

Стоит отметить, что переработка угля с целью получить разные виды моторного топлива – вовсе не миф. Более, того существует две проверенных методики, реализованные на практике еще в начале прошлого века.

В те времена нацистская Германия, стремящаяся завоевать всю Европу, именно этими способами обеспечивала свою военную технику горючим, поскольку собственных месторождений нефти у нее нет. В то же время в распоряжении страны имелись залежи бурого угля, из которого на двух десятках заводов производился синтетический бензин и дизельное топливо.

Для справки. Обе методики были изобретены разными немецкими учеными в начале 20-го века, соответственно, получили их имена.

Как оказалось, уголь по своему химическому составу не слишком отличается от нефти. Основа у них общая – горючие соединения углерода с водородом, только доля водорода в нефти значительно больше. Если число водорода в углях удастся уравнять с нефтью, то и получение жидкого горючего станет реальностью. Вот способы решения проблемы:

  • гидрогенизация, иначе – ожижение (процесс Бергиуса).
  •  газификация с последующим синтезом топлива (процесс Фишера – Тропша).

Чтобы понять, удастся ли наладить выделение бензина в домашних условиях, надо получить общее представление об этих химико-технологических процессах, о них будет рассказано ниже.

Твердое и газообразное топливо код

В некоторых странах третьего мира дрова и древесный уголь до сих пор являются основным топливом доступным населению для отопления и приготовления пищи (так живет около половины мирового населения) [13]. Это во многих случаях приводит к вырубке лесомассивов, что в свою очередь приводит к опустыниванию и эрозии почвы. Одним из способов уменьшения зависимости населения от источников древесины предлагается внедрение технологии брикетирования отходов сельского хозяйства или бытового мусора в топливные брикеты. Такие брикеты получают прессованием кашицы, полученной смешиванием отходов с водой на несложном рычажном прессе с последующей сушкой. Такая технология, однако, очень трудоемка и предполагает наличие источника дешевой рабочей силы. Менее примитивным вариантом получения брикетов является использование для этого гидравлических прессовальных машин.

Некоторые газообразные топлива можно считать вариантами синтетического топлива, хотя такое определение может быть спорным, поскольку двигатели, использующие такое топливо, нуждаются в серьёзной модификации. Одним из широко обсуждаемых вариантов уменьшения вклада автотранспортных средств в накопление углекислоты в атмосфере считается использование водорода в качестве топлива. Водородные двигатели не загрязняют окружающую среду и выделяют только водяной пар. В водородно-кислородных топливных элементах используется водород для непосредственного преобразования энергии химической реакции в электрическую.
Поскольку водород получают либо методами, требующими большого расхода электроэнергии, либо окислением углеводородных топлив, экологические и, тем более, экономические преимущества такого топлива весьма спорны.

Полная статья Водородная энергетика.

Диметиловый эфир[ | код]

Диметиловый эфир получают дегидратацией метанола при 300—400 °C и 2-3 МПа в присутствии гетерогенных катализаторов — алюмосиликатов — степень превращения метанола в диметиловый эфир — 60 % или цеолитов — селективность процесса близка к 100 %. Диметиловый эфир — экологически чистое топливо без содержания серы, содержание оксидов азота в выхлопных газах на 90 % меньше, чем у бензина. Цетановое число диметилового дизеля более 55, при том что у классического нефтяного 38-53. Применение диметилового эфира не требует специальных фильтров, но необходима переделка систем питания (установка газобалонного оборудования, корректировка смесеобразования) и зажигания двигателя. Без переделки возможно применение на автомобилях с LPG-двигателями при 30 % содержании в топливе.

Теплота сгорания ДМЭ около 30 МДж/кг, у классических нефтяных топлив — около 42 МДж/кг. Одна из особенностей применения ДМЭ — его более высокая окисляющая способность (благодаря содержанию кислорода), чем у классического топлива.

В июле 2006 года Национальная Комиссия Развития и Реформ (NDRC) (Китай) приняла стандарт использования диметилового эфира в качестве топлива. Китайское правительство будет поддерживать развитие диметилового эфира, как возможную альтернативу дизельному топливу. В ближайшие 5 лет Китай планирует производить 5-10 млн тонн диметилового эфира в год.

Автомобили с двигателями, работающими на диметиловом эфире разрабатывают KAMAZ, Volvo, и китайская компания Shanghai Automotive.

Изготовление бензина из старых покрышек

126455f23de5d0ae03be8f4f5b31431d.jpgИзготовить бензин своими руками можно с помощью старых резиновых покрышек.

Для этого потребуются:

  • резиновые отходы;
  • печь;
  • дистиллятор;
  • емкости из огнеупорных материалов.

Совет специалиста: не стоит изготавливать бензин в городской квартире. Процесс сопровождается задымлением с едким запахом резины.

Пошаговая инструкция по изготовлению бензина из резиновых покрышек выглядит следующим образом:

804bc66addad767c5146b7a287002cd4.jpg

  1. Необходимо приготовить металлическую бочку с плотно закрывающейся крышкой. Кроме этого потребуется жароустойчивая трубка. Ее необходимо подсоединить сверху к крышке. Таким образом получится самодельный реторт. Затем необходима емкость для конденсата и еще одна небольшая ёмкость с двумя трубками для создания водяного затвора. Одну трубку опускают в воду, а вторую держат над ней.
  2. Далее надо собрать устройство для выработки углеродов в жидком виде. Для этого к конденсату подсоединяем трубку от нашего реторта. Затем конденсат и водяной затвор также соединяем шлангом. Вторую трубку подсоединяем к печке, на которую устанавливаем реторт. В итоге получается система замкнутого типа для крегинга при высоких температурах.
  3. Резину закладываем в реторт и плотно закрываем крышкой, затем необходимо нагреть ее на сильном огне. При высокой температуре молекулы резины разрушаются. Происходит возгонка, т. е. переход из твердого состояния в газообразное минуя жидкую стадию. Затем данный газ поступает в наш конденсатор, в котором температура намного ниже. Пары конденсируются, и как итог, мы получаем нефть в жидком виде.
  4. Полученное вещество необходимо очистить, для того потребуется дистиллятор, который часто применяют при использовании самогонных аппаратов. Взвесь доводится до кипения при температуре 200 градусов, и получается бензин.

Примите к сведению: избегайте открытого огня при процессе дистилляции. Лучше всего воспользоваться электрической плиткой.

Как все начиналось

c89c3fc269bffa1b712d33f00d2f96e7.jpg

Необходимо начать с событий, происходивших больше, чем 150 лет назад. Именно тогда началась промышленная добыча нефти. С тех пор человечество израсходовало больше половины так называемого легкого сырья. Первоначально нефть использовалась как источник тепловой энергии. В наше время такой подход экономически не выгоден. Когда наступила автомобильная эра, то продукты фракционирования нефти получили распространение в роли моторного топлива. При этом, чем больше истощались запасы сырья, тем рентабельней становилось искать альтернативу.

Что такое нефть? Это смесь углеводородов, а если говорить конкретнее – циклоалканов. Что они собой представляют? Самый простой алкан известен многим как газ метан. Кроме этого, в нефти есть еще азотистые и сернистые примеси. И если ее правильно обработать, то можно получить множество различных материалов. Например, взять хорошо известный бензин. Что он собой представляет? По сути, это легкокипящая фракция нефти, формирующаяся короткоцепочечными углеводородами с количеством атомов от пяти до девяти. Бензин является основным видом топлива для легковых автомобилей, а также небольших самолетов. Следующий выделенный тип – керосин. Он более вязок и тяжелый. Формируется из углеводородов, в которых присутствует от 10 до 16 атомов. Используется керосин в реактивных самолетах и двигателях. Еще более тяжелой фракцией является газойль. Он используется в дизельном топливе, которое являет собой его смесь с керосином.

Суть процесса и технологии

По химическому составу соотношение в составе нефти водорода к углероду несколько выше, чем у угля (у нефти – 11-15%, у углей – 4-8%). Целью ожижения является достижение более высокого соотношения за счет доноров водорода.

Получаемый химическим путем жидкий уголь может использоваться в качестве котельного топлива (аналог мазута из нефти), метанола и моторного топлива (аналог бензина). Сегодня технология успешно прошла все необходимые испытания и принесла результаты. Но нужно учесть, что полученные продукты содержат органические соединения (азот, кислород, серу и т.д.) и без дополнительной очистки использоваться не могут.

f824cd4b1839d282f0501c81390222c2.jpg

Мини завод «Прометей»

Если говорить коротко, то технология такова: в измельченное до порошкообразного состояния сырье при высокой температуре (от 400 до 500oC) и соответствующем давлении (до 300 кг/см2) подают водород. Как источник водорода могут быть использованы отходы переработки нефти или некоторая часть выработанного ранее продукта. При создании таких условий почти все твердое топливо переходит в жидкое состояние (без добавления источников водорода преобразуется не более 10%).

Есть еще один процесс. Эта технология является термической переработкой.  Она сводится к предварительной сушке с последующим ожижением с помощью угле-масляных смесей. Просушенное сырье постепенно нагревают без доступа кислорода до 450-550oC. При таких условиях начинается распад угля на составляющие нефтяные фракции. Эта стадия еще называется газификацией. Далее газообразные фракции отбираются и сжижаются, а пиролизный газ и оставшиеся твердые фракции направляются в топку для обеспечения требуемой температуры процесса. То есть эта технология сама обеспечивает себя энергией для нагрева.

724ea62c079c9243f000bf7167bc8dec.jpg

Из чего бы не было сделано горючее, важно чтобы было оно хорошего качества, а стоило недорого

Сегодня ситуация такова, что большая часть моторного топлива изготавливается на нефтеперегонных заводах,  но все более активно начинает развиваться и альтернативное его производство. На нынешнем этапе усовершенствуются старые технологии и разрабатываются новые. Особенно перспективна для нашей страны переработка бурого угля: залежи его велики, а эффективность сжигания для получения тепла не самая высокая. Согласно мнению экспертов рынок синтетического жидкого топлива начнет свое бурное развитие в скором будущем на фоне неизбежного сокращения запасов нефти и газовых месторождений. Если говорить об отоплении, то котлам на жидком топливе все равно из чего оно получено. Главное чтобы качество было высоким. А если при надлежащем качестве платить за топливо для котла нужно будет меньше, нас это только обрадует.

 

Делаем из угля

5d35afad9fae62806dec6ba868d3247a.jpg

И еще один маленький момент, о котором не было упомянуто раньше, – при работе в домашних условиях установки, наверняка, будут получаться довольно большими. Поэтому размещать их в квартире не рекомендуется. А вот создать их в собственном доме или около него – дело вполне реальное.

Синтетический бензин может быть получен из угля в результате влияния пара. Его газификация – это самый простой и реализуемый способ для домашних условий. Итак, приступим. Первоначально для большей эффективности работы и увеличения скорости протекания процесса уголь необходимо измельчить. Затем осуществляется его насыщение водородом. Затем необходимо создать температуру в 400-500 градусов по Цельсию и давление в 50-300 кг/см2. И ждем момента перехода в жидкое состояние. Если не используется растворитель, то таким станет только 5-8% от всей массы угля. Затем приходит черед катализаторов. Для угля подходит: молибден, никель, кобальт, олово, алюминий, железо, а также их соединения. Для газификации можно использовать любой вид сырья. Бурый, каменный – все подойдет. Хотя его качество влияет на эффективность преобразования. Ранее приводилось обозначение количества углеродов и называлась цифра в 8%. Это не совсем верно. Зависимо от марки и качества, значение может колебаться от 4% до 8%. А для минимальной пригодности последующей обработки и выделения бензина необходимо добиться значения в 11% (лучше 15%). Первоначально, не факт, что все будет получаться. Особенно, если прогуливались уроки по физике и химии. Тем не менее синтетический бензин из угля можно успешно делать и использовать.

Примечания

  1. Peter W. Becker.  (англ.). Air University Review, July-August 1981. — «Still, between 1938 and 1943, synthetic fuel output underwent a respectable growth from 10 million barrels to 36 million. The percentage of synthetic fuels compared to the yield from all sources grew from 22 percent to more than 50 percent by 1943. … At the peak of their synthetic fuel production in 1943, when half of their economy and their armed forces ran on synthetic fuel, the Germans produced 36,212,400 barrels of fuel a year». Проверено 24 мая 2015.
  2. Ф. В. фон Меллентин. Бронированный кулак вермахта. Смоленск: «Русич», 1999. 528 с. («Мир в войнах») ISBN 5-8138-0088-3
  3. // ИноСМИ.ру, июль 2018
  4. Важной проблемой при производстве синтетического топлива является и высокое потребление воды, уровень которого составляет от 5 до 7 галлонов на каждый галлон полученного топлива.
  5. , 2008, стр 10[неавторитетный источник?]
  6. Internal Combustion Engines, Edward F. Obert, 1973
  7. // Алексей Гиляров

Основные виды органического топлива

Ископаемое
Нефть  и нефтепродукты 
  • Нефть
  • Мазут
  • М-40
  • Пиронафт
  • Гудрон
  • Петролейный эфир
  • Газовый конденсат
  • Дизельное топливо
  • Газойль
  • Лигроин
  • Керосин
  • Бензин
  • Газолин
Природные газы 
  • Природный газ
  • Компримированный природный газ
  • Сжиженный природный газ
  • Сжиженные углеводородные газы
  • Попутный нефтяной газ
  • Угольный газ
  • Газовые гидраты
  • Сланцевый газ
Угли и сланец 
  • Бурый уголь
  • Каменный уголь
  • Антрацит
  • Горючий сланец
  • Сапропелит
  • Каменноугольный кокс
Торф 
  • Торф
  • Торфяной кокс
Возобновляемое и биологическое
  • Валежник
  • Дрова
  • Кизяк
  • Навоз
  • Древесный уголь
  • Этанол
  • Биодизель
  • Биоэтанол
  • Бутанол-1
  • Метанол
  • Свалочный газ
  • Болотный газ
  • Биогаз
  • Биоводород
Искусственное
  • Доменный газ
  • Светильный газ
  • Коксовый газ
  • трет-Бутилметиловый эфир
  • Синтез-газ
  • Синтетическое топливо
  • Генераторный газ
  • Водород
  • Водоугольное топливо

Особенности и перспективы

Уже в середине прошлого века в России и ряде европейских стран начали перегонять твердые углеводороды в жидкое состояние и использовать как альтернативный источник энергии

Самое большое внимание развитию этой технологии уделяется в азиатских странах, где преобладают месторождения именно твердых ископаемых. Китай, определив в своей стране процесс преобразования «черного золота» как приоритетное направление, уже достиг серьезных объемов производства

a315f0ecefc4abda8c6a9989f6590832.jpg

Жидкое топливо из угля: при определенных условиях в жидкую форму переходит почти весь каменный уголь

Если говорить о каменных углях, то в настоящее время для производства синтетического жидкого топлива используют марки  Остальные чаще сжигаются для получении электричества (ТЭС). Наиболее перспективны для переработки бурые угли – их запасы значительны, а из-за небольшой теплотворной способности для отопления или производства электроэнергии покупают их неохотно. Если же в непосредственной близости от месторождения расположить мини завод, то транспортные расходы можно свести к минимуму. Перегонять можно самые мелкие и даже пылеобразные фракции. Ведь для  достижения лучшего результата сырье специально измельчают в пыль. Так что затраты на сырье также незначительны: эти сорта имеют низкую стоимость.

Самые серьезные вложения потребуются на строительство (аренду) помещения и приобретение оборудования. Но что хорошо: современные установки требуют минимального вмешательства человека.  В котел засыпаются исходные материалы, через некоторое время на выходе появляется продукция.

В зависимости от состава исходного сырья и особенностей проведения процесса можно получить: бензин, керосин, солярку, мазут. Выделяемые в процессе газы могут идти на обеспечение требуемой температуры гидрогенизации (сжижения) или на другие нужды. Так что затраты на электроэнергию тоже невелики. Неплохим примером мини завода по переработке бурого угля в жидкое топливо отечественного производства является установка пиролиза «Прометей».

История

NYMEX цены на нефть West Texas Intermediate

Во время Второй мировой войны Германия в значительной степени, до 50 % в отдельные годы[1], удовлетворяла свои нужды в топливе за счет создания производственных мощностей для переработки угля в жидкое топливо. Как считал «личный архитектор Гитлера» Альберт Шпеер, в техническом отношении Германия потерпела поражение 12 мая 1944 года, когда вследствие массированных бомбардировок союзников было уничтожено 90 % заводов, производящих синтетическое горючее[2][3].

Аналогично этому, Южная Африка с теми же целями создала предприятие Sasol Limited, которое во времена Апартеида помогало экономике этого государства успешно функционировать несмотря на международные санкции.

В США производители такого топлива часто получают государственные субсидии и поэтому иногда такие компании производят «синтетическое топливо» из смеси угля с биологическими отходами. Такие методы получения государственных субсидий подвергаются критике со стороны «зелёных», как пример злоупотребления особенностями налоговой системы корпорациями. Синтетическое дизельное топливо, получаемое в Катаре из натурального газа, отличается низким содержанием серы и поэтому оно смешивается с обычным дизельным топливом для уменьшения в такой смеси уровня серы, что необходимо для маркетирования дизельного топлива в тех штатах США, где существуют особенно высокие требования к качеству топлива (например в Калифорнии).

Синтетическое жидкое топливо и газ из твердых горючих ископаемых производят сейчас в ограниченном масштабе. Дальнейшее расширение производства синтетического топлива сдерживается его высокой стоимостью, значительно превышающей стоимость топлива на основе нефти. Поэтому сейчас интенсивно ведется поиск новых экономичных технических решений в области синтетического топлива. Поиск направлен на упрощение известных процессов, в частности, на снижение давления при ожижении угля с 300—700 атмосфер до 100 атмосфер и ниже, увеличение производительности газогенераторов для переработки угля и горючих сланцев и также разработку новых катализаторов синтеза метанола и бензина на его основе.

Сейчас использование технологии Фишера – Тропша возможно лишь при устойчивых нефтяных ценах выше 50-55 долл. за баррель.

См. также код

  • Альтернативное автомобильное топливо
  • Экономика метанола — гипотетическая энергетическая экономика будущего, при которой ископаемое топливо будет заменено метанолом.
  • Сухая перегонка
  • GTL (англ. Gas-to-liquids — газ в жидкости) — процесс преобразования природного газа в высококачественные, не содержащие серу моторные топлива и другие, более тяжёлые, углеводородные продукты.
  • Гидролизное производство
  • Биотопливо
  • Глобальная энергия
  • Royal Dutch Shell-Основные проекты
  • — представляет собой простейшее устройство для использования солнечного света для приготовления пищи без использования топлива или электроэнергии

Получение из природного газа

239a4f2a5dd707d9db4ea148bbc5f201.jpg

Этот особенно актуально в силу существующих транспортных проблем. Так, если перевозить природный газ, то траты на это будут составлять 30-50% от стоимости конечного продукта. Поэтому весьма актуальной является его переработка сразу же около место добычи в высококачественный бензин и дизельное топливо. Это выдвигает ряд требований к компактности установок. Если получать конечные продукты через стадию метанола, то такой процесс удобен благодаря тому, что происходит в одном реакторе. Но требуется много энергии, из-за чего синтетическое топливо получается дороже нефтяного в два раза. Альтернативу этому распространенному способу предложил Институт нефтехимического синтеза РАН. Он предполагает работу с другим промежуточным веществом – диметиловым эфиром. Работать таким образом не сложно, если увеличить долю окиси углерода в получаемом синтез-газе. Получение синтетического бензина в данном случае является дополнительно и довольно экологическим топливом. Особенно оно хорошо проявило себя при запуске холодных двигателей благодаря высокому цетановому числу. И для производства бензина этот вариант неплох. Так, можно сделать топливо с октановым числом 92. Синтетический бензин из природного газа при этом обладает меньшим количеством вредных примесей, нежели те, что можно найти в сделанном из нефти. Предложенная РАН установка предлагает схему работы, согласно которой, чем выше температура реакции, тем больше производительность.

Выводы

Невзирая на то, что выделение моторного топлива из каменного и бурого угля вполне реально и давно проверено на производстве, организовать его в домашних условиях вряд ли возможно.

Конечно, всегда найдется несколько умельцев – энтузиастов, что любят добиваться поставленной цели и смогут синтезировать бензин своими руками. Но для этого надо подробно изучить технологию и прилично повозиться с оборудованием, не говоря уже о пожарной опасности.

Для широкого круга домовладельцев и автолюбителей получение солярки и бензина из угля недоступно. А если подойти к вопросу с точки зрения экономики, то и нерентабельно. На данный момент, пока на эту тему не появилось новых изобретений и разработок, проще и надежнее пользоваться обычным, «нефтяным» бензином.

Adblock
detector