Содержание:
Далеко не каждая европейская, да и любая страна мира может похвалиться большими запасами нефти. Зато углеводородное горючее в виде бензина или соляры часто используется во всех государствах. В то же время залежи бурого и каменного угля встречаются очень часто, отсюда и возникла идея получать дизельное топливо и бензин из угля. В этой статье мы станем рассматривать, как это делается на производстве и можно ли что-нибудь аналогичное организовать в условиях частного хозяйства по дому.
Как происходит выделение бензина из угля?
Уместно отметить, что переработка угля с целью получить разные варианты моторного топлива – совсем не миф. Более, того есть 2 проверенных методики, реализованные на практике еще в начале ушедшего века.
Тогда нацистская Германия, стремящаяся взять всю Европу, именно этими способами обеспечивала свою военную технику горючим, так как собственных месторождений нефти у нее нет. В то же время в распоряжении страны имелись залежи бурого угля, из которого на 2-ух десятках заводов производился ненастоящий бензин и дизельное топливо.
Для справки. Две методики были изобретены самыми разными немецкими учеными в начале 20-го ВЕКА, естественно, получили их имена.
Как оказалось, уголь по своему химическому составу не очень выделяется от нефти. База у них общая – горючие соединения углерода с водородом, только доля водорода в нефти значительно больше. Если кол-во 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 будущим соединением топлива (процесс Фишера – Тропша).
Чтобы понимать, удастся ли наладить выделение бензина дома, необходимо получить полное представление об данных химико-технологических процедурах, про них будет рассказано ниже.
Процесс гидрогенизации
Для успешного проведения процесса и получения до 800 кг топлива на жидкой основе из 1 т сырья берут бурый или каменный уголь. Главное условие хорошего достижения результата – наличие в углях 35% летучих веществ. Перед переработкой их перемалывают, измельчая до пылевидной фракции, а после сушат. После угольную фракцию перемешивают с мазутом или тяжёлыми маслами, чтобы вышло сырье в виде пасты.
Во время протекания процесса деструктивной гидрогенизации методика предусматривает прямое добавление недостающего водорода в уголь.
Для этого сырье помещают в специальный автоклав и выполняют его нагрев. При этом давление внутри сосуда достигает 200 Бар, а температура – 500 °С. Более того, в зоне химреакции должны находиться вещества — катализаторы и растворители. По данной методике получение бензина из угля проходит внутри автоклава в 2 стадии:
- жидкофазная;
- парофазная.
В сосуде под большим давлением и при высокой температуре протекает несколько сложных хим. реакций. Чтобы не загружать рассказ оригинальными терминами, объясним простыми словами: в автоклаве происходит множество угля водородом и распад сложных органических соединений на простые. В результате после операций чистки на выходе приобретаем искусственное дизтопливо или бензин. Это зависит от условий протекания процесса и степени трансформации угольно-масляной смеси. Но выходу горючего из установки предшествует еще ряд операций:
- центрифугирование;
- полукоксование;
- дистилляция.
Как вы успели заметить, наладить столь трудное производство собственными руками не представляется возможным. Главная затрудненность – оборудование, вряд ли удастся такое создать своими руками. Взять хотя бы автоклав, где давление больше, чем в кислородных баллонах. Да и в общем подобное производство представляет взрывопожарную опасность.
Получение бензина путем газификации
Данный способ, изобретенный немецкими учеными Ф. Фишером и Г. Тропшем, предусматривает производство ДТ и бензина путем подготовительной газификации угольного сырья. Это происходит в большой емкости – реакторе при температуре до 350 °С и давлении меньше 30 Бар. Хотя здесь условия и не достаточно жёсткие, как при гидрогенизации, но реализовать их совсем не легче. Например, потому что сквозь слой угля необходимо под большим давлением продувать перегретый водяной пар, а это значит, не обойтись без мощного парового котла.
После газификации на выходе из реактора возникнет Другими словами синтез-газ, который состоит 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 заключительная переработка угля в жидкое горючее. Там же размещаются вещества – катализаторы. В промышленности для этой цели могут использоваться неодинаковые соединения, но любое из них первым делом имеет железо, никель или кобальт. Не вдаваясь в тонкости химии, отметим, что на выходе из второго реактора выходит горючее, которое обязано еще пройти процедуру крекинга. Иначе говоря разделение на бензин и дизельное топливо из угля.
Побочными продуктами реакции являются неодинаковые вещества и парафин. Среди выделяющихся летучих веществ самая львиная доля приходится на углекислый газ, что считается большой проблемой производства горючего подобным методом. Также довольно быстро теряет активность катализатор, вследствие этого его постоянно требуется оновлять. Эти моменты, да еще ряд не очень важных причин, приводят к высокой себестоимости продукта. При цене на нефть 50 долларов за баррель производство бензина из угля способом Фишера – Тропша считается нерентабельным.
Есть и иной вариант газификации углей – термический. Он схож с эпизодом пиролиза, так как делается нагревом сырья в емкости с наружной стороны и при отсутствии кислорода. Иное дело, что разложение твёрдого топлива на газы происходит при температуре 1200 °С, а чтобы это сделать понадобится особенное оборудование. Хорошая сторона термического способа состоит в том, что часть пиролизных газов направляется на подогрев начального сырья, а остальная – на синтез бензина. Вследствие этого становятся меньше затраты на источники энергии, так как уголь во время разложения может обогревать себя сам.
Для справки. В сети интернет можно найти описание разных установок, благодаря которым можно получить бензин из природного газа дома. Вначале он конвертируется в синтез-газ, а после перерабатывается в жидкое горючее. Если даже считать, что эти самодельные аппараты работоспособны, провести газификацию угля гораздо сложнее.
Выводы
Не обращая внимания на то, что выделение моторного топлива из каменного и бурого угля вполне реально и давно проверено на производстве, организовать его дома вряд ли возможно. Конечно, всегда найдется несколько профессионалов – энтузиастов, что любят достигать поставленной цели и смогут синтезировать бензин собственными руками. Но чтобы это сделать нужно детально проверить технологию и хорошо повозиться с оборудованием, уже не говоря о пожарной опасности.
Для широкого круга собственников дома и автолюбителей получение соляры и бензина из угля не представляется возможным. А если подойти к вопросам с точки зрения экономики, то и невыгодно. На данный момент, пока на данную тему не появилось новых изобретений и разработок, легче и лучше всего воспользоваться классическим, «нефтяным» бензином.
