Синтетичне рідке паливо — горючі рідини, синтезовані з суміші газів (CO і H2), що застосовуються як моторне паливо для двигунів внутрішнього згоряння. Зараз виробляється в обмеженій кількості.
Історія
Дослідження із синтезу рідкого моторного палива почалися в Німеччині ще до Першої світової війни. У 1915 році Фрідріх Бергіус побудував перший дослідний завод з виробництва синтетичного палива в Райнау, поблизу Мангайму. За розробку свого методу виробництва синтетичного палива, який отримав згодом назву «бергінізація», Бергіус і президент IG Farbenindustrie Карл Бош в 1931 році отримали Нобелівську премію в галузі хімії. Другий базовий метод отримання синтетичного палива був розроблений Францем Фішером і Гансом Тропшом до 1926 року. Першим заводом, на якому почалося виробництво синтетичного палива в промислових масштабах, став завод у місті Лойна (звідси термін «лойна-бензин»). Собівартість цього палива була дуже високою й виробляти його було економічно невигідно, проте після приходу нацистів до влади в Німеччині в 1933 році вони обрали курс на автаркію, тобто на зменшення залежності Німеччини від імпорту. Це мало найважливіше значення для підготовки до війни. У 1936 році була затверджена програма із шестикратного збільшення виробництва синтетичного палива. У 1938 році почали працювати перші 7 заводів, що працюють за методом бергінізації (до кінця року вони виробили 1,6 млн тонн палива), а в наступному році — ще 7 заводів, що працюють за методом Фішера—Тропша, на бурому вугіллі. Всі заводи швидко вийшли на заплановану виробничу потужність. Частка синтетичного палива в загальному балансі Німеччини стала стрімко зростати й вже в 1940 році виробництво синтетичного палива покрило більше третини всієї потреби Німеччини в паливі.
Таким чином, нацистська Німеччина під час Другої світової війни значною мірою задовольняла свої потреби в моторному паливі шляхом створення власних виробничих потужностей з перероблення вугілля в рідке паливо. Органічний синтез здійснювався в присутності каталізатора на основі кобальту за температури +170 … 200 °C і тиску 0,1—1 Мн/м2 (1—10 am). Продукти реакції:
- бензин (когазін І або синтин) з октановим числом 40—55 (додавання 0,8 мл тетраетилсвинцю на кожен літр бензину підвищувало його октанове число з 55 до 74),
- високоякісне дизельне паливо (когазін II) з цетановим числом 80—100,
- твердий парафін.
Надалі технологія удосконалювалася, а синтез із застосуванням сполук на основі заліза як каталізатора, який проводився за температури понад +220°С, в умовах підвищеного тиску 1—3 Мн/м2 (10—30 am) дозволив отримати високооктановий бензин. Бензин, який синтезувався за цією технологією, містив 60—70 % олефінових вуглеводнів нормальної та розгалуженої будови, а його октанове число досягало 75—78.
Перспективи
У зв'язку з високою вартістю та малою ефективністю застосовуваних каталізаторів подальше виробництво синтетичного рідкого палива з CO і Н2 так і не отримало широкого розвитку. Цікавою є подібна ситуація, яка склалася в Південній Африці, коли на тлі міжнародних санкцій за часів апартеїду компанія Sasol Limited займалася виробництвом синтетичного рідкого палива, яке допомагало економіці цієї держави успішно функціонувати в умовах міжнародної ізоляції.
Отже, подальше розширення виробництва синтетичного рідкого палива з природних газів і твердих горючих копалин стримується його високою вартістю, яка значно перевершує вартість палива, отриманого перегонкою сирої нафти. Учені багатьох країн світу шукають нові економічні та технічні рішення в промисловому виробництві синтетичного палива. Цей пошук спрямований, перш за все, на спрощення вже відомих технологічних процесів:
- зниження тиску під час зрідження вугілля до 100 атмосфер і нижче,
- збільшення продуктивності газогенераторів для перероблення вугілля, горючих сланців і природних газів,
- розробку нових каталізаторів синтезу метанолу та бензину, створеного на його основі.
Крім того, важливою проблемою при виробництві синтетичного рідкого палива є високе споживання води: до 5—7 літрів на кожен літр палива.
Принцип методу
Синтетичне рідке паливо, як правило, синтезують із суміші окису вуглецю (CO) і водню (H2), одержуваної з природних газів і вугілля в процесі конверсії газів і газифікації палива. Синтез здійснюється в присутності каталізаторів (Ni, Со, Fe та інших) за підвищених температурах і в умовах підвищеного тиску (метод Фішера і Тропша). Залежно від умов технологічного процесу отримуване синтетичне рідке паливо містить вуглеводні (олефіни, парафіни) в основному нормальної будови (нерозгалужені). Також (синтетичним шляхом) отримують різні добавки до палива для підвищення антидетонаційних властивостей і октанового числа:
- ізооктан — продукт каталітичного алкілювання ізобутану бутенами;
- [ru] — продукт каталітичної полімеризації пропан-пропіленової фракції та інші.
Див. також
Примітки
- Большая советская энциклопедия : в 30 т. / главн. ред. А. М. Прохоров. — 3-е изд. — М. : «Советская энциклопедия», 1969—1978. (рос.)
- Синтетика на крови
Література
- Рапопорт І. Б., Штучне рідке паливо, 2 вид., М., 1955;
- Петров А. Д., Хімія моторних палив, М., 1953;
- Лебедєв Н. Н., Хімія і технологія основного органічного і нафтохімічного синтезу, М., 1971.
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Sintetichne ridke palivo goryuchi ridini sintezovani z sumishi gaziv CO i H2 sho zastosovuyutsya yak motorne palivo dlya dviguniv vnutrishnogo zgoryannya Zaraz viroblyayetsya v obmezhenij kilkosti Ruyini zavodu z virobnictva sintetichnogo benzinu v Pjolic Pomeraniya nini Police Polsha IstoriyaDiv takozh Proces Fishera Tropsha Gidrogenizaciya tverdogo paliva ta Zridzhennya vugillya Doslidzhennya iz sintezu ridkogo motornogo paliva pochalisya v Nimechchini she do Pershoyi svitovoyi vijni U 1915 roci Fridrih Bergius pobuduvav pershij doslidnij zavod z virobnictva sintetichnogo paliva v Rajnau poblizu Mangajmu Za rozrobku svogo metodu virobnictva sintetichnogo paliva yakij otrimav zgodom nazvu berginizaciya Bergius i prezident IG Farbenindustrie Karl Bosh v 1931 roci otrimali Nobelivsku premiyu v galuzi himiyi Drugij bazovij metod otrimannya sintetichnogo paliva buv rozroblenij Francem Fisherom i Gansom Tropshom do 1926 roku Pershim zavodom na yakomu pochalosya virobnictvo sintetichnogo paliva v promislovih masshtabah stav zavod u misti Lojna zvidsi termin lojna benzin Sobivartist cogo paliva bula duzhe visokoyu j viroblyati jogo bulo ekonomichno nevigidno prote pislya prihodu nacistiv do vladi v Nimechchini v 1933 roci voni obrali kurs na avtarkiyu tobto na zmenshennya zalezhnosti Nimechchini vid importu Ce malo najvazhlivishe znachennya dlya pidgotovki do vijni U 1936 roci bula zatverdzhena programa iz shestikratnogo zbilshennya virobnictva sintetichnogo paliva U 1938 roci pochali pracyuvati pershi 7 zavodiv sho pracyuyut za metodom berginizaciyi do kincya roku voni virobili 1 6 mln tonn paliva a v nastupnomu roci she 7 zavodiv sho pracyuyut za metodom Fishera Tropsha na buromu vugilli Vsi zavodi shvidko vijshli na zaplanovanu virobnichu potuzhnist Chastka sintetichnogo paliva v zagalnomu balansi Nimechchini stala strimko zrostati j vzhe v 1940 roci virobnictvo sintetichnogo paliva pokrilo bilshe tretini vsiyeyi potrebi Nimechchini v palivi Takim chinom nacistska Nimechchina pid chas Drugoyi svitovoyi vijni znachnoyu miroyu zadovolnyala svoyi potrebi v motornomu palivi shlyahom stvorennya vlasnih virobnichih potuzhnostej z pereroblennya vugillya v ridke palivo Organichnij sintez zdijsnyuvavsya v prisutnosti katalizatora na osnovi kobaltu za temperaturi 170 200 C i tisku 0 1 1 Mn m2 1 10 am Produkti reakciyi benzin kogazin I abo sintin z oktanovim chislom 40 55 dodavannya 0 8 ml tetraetilsvincyu na kozhen litr benzinu pidvishuvalo jogo oktanove chislo z 55 do 74 visokoyakisne dizelne palivo kogazin II z cetanovim chislom 80 100 tverdij parafin Nadali tehnologiya udoskonalyuvalasya a sintez iz zastosuvannyam spoluk na osnovi zaliza yak katalizatora yakij provodivsya za temperaturi ponad 220 S v umovah pidvishenogo tisku 1 3 Mn m2 10 30 am dozvoliv otrimati visokooktanovij benzin Benzin yakij sintezuvavsya za ciyeyu tehnologiyeyu mistiv 60 70 olefinovih vuglevodniv normalnoyi ta rozgaluzhenoyi budovi a jogo oktanove chislo dosyagalo 75 78 PerspektiviU zv yazku z visokoyu vartistyu ta maloyu efektivnistyu zastosovuvanih katalizatoriv podalshe virobnictvo sintetichnogo ridkogo paliva z CO i N2 tak i ne otrimalo shirokogo rozvitku Cikavoyu ye podibna situaciya yaka sklalasya v Pivdennij Africi koli na tli mizhnarodnih sankcij za chasiv aparteyidu kompaniya Sasol Limited zajmalasya virobnictvom sintetichnogo ridkogo paliva yake dopomagalo ekonomici ciyeyi derzhavi uspishno funkcionuvati v umovah mizhnarodnoyi izolyaciyi Otzhe podalshe rozshirennya virobnictva sintetichnogo ridkogo paliva z prirodnih gaziv i tverdih goryuchih kopalin strimuyetsya jogo visokoyu vartistyu yaka znachno perevershuye vartist paliva otrimanogo peregonkoyu siroyi nafti Ucheni bagatoh krayin svitu shukayut novi ekonomichni ta tehnichni rishennya v promislovomu virobnictvi sintetichnogo paliva Cej poshuk spryamovanij persh za vse na sproshennya vzhe vidomih tehnologichnih procesiv znizhennya tisku pid chas zridzhennya vugillya do 100 atmosfer i nizhche zbilshennya produktivnosti gazogeneratoriv dlya pereroblennya vugillya goryuchih slanciv i prirodnih gaziv rozrobku novih katalizatoriv sintezu metanolu ta benzinu stvorenogo na jogo osnovi Krim togo vazhlivoyu problemoyu pri virobnictvi sintetichnogo ridkogo paliva ye visoke spozhivannya vodi do 5 7 litriv na kozhen litr paliva Princip metoduSintetichne ridke palivo yak pravilo sintezuyut iz sumishi okisu vuglecyu CO i vodnyu H2 oderzhuvanoyi z prirodnih gaziv i vugillya v procesi konversiyi gaziv i gazifikaciyi paliva Sintez zdijsnyuyetsya v prisutnosti katalizatoriv Ni So Fe ta inshih za pidvishenih temperaturah i v umovah pidvishenogo tisku metod Fishera i Tropsha Zalezhno vid umov tehnologichnogo procesu otrimuvane sintetichne ridke palivo mistit vuglevodni olefini parafini v osnovnomu normalnoyi budovi nerozgaluzheni Takozh sintetichnim shlyahom otrimuyut rizni dobavki do paliva dlya pidvishennya antidetonacijnih vlastivostej i oktanovogo chisla izooktan produkt katalitichnogo alkilyuvannya izobutanu butenami ru produkt katalitichnoyi polimerizaciyi propan propilenovoyi frakciyi ta inshi Div takozhSintetichne palivo BiopalivoPrimitkiBolshaya sovetskaya enciklopediya v 30 t glavn red A M Prohorov 3 e izd M Sovetskaya enciklopediya 1969 1978 ros Sintetika na kroviLiteraturaRapoport I B Shtuchne ridke palivo 2 vid M 1955 Petrov A D Himiya motornih paliv M 1953 Lebedyev N N Himiya i tehnologiya osnovnogo organichnogo i naftohimichnogo sintezu M 1971