Синтетическое жидкое топливо. Жидкое топливо из нефти


Получение жидких топлив из нефти

    Другая возможная альтернатива нефти — получение жидкого топлива из угля. Как вы видели, запасы угля гораздо больше, чем запасы нефти. Технология превращения угля в жидкое топливо существует уже многие десятилетия. В годы второй мировой войны Германия широко использовала этот вид топлива. Имеются промышленные разработки этого типа и в других странах. В настоящее время добыча угля и превращение его в жидкое топ- [c.227]     В прошлом основной целью переработки сырой нефти было получение жидкого топлива, предназначенного для последующего использования в промышленных печах, бытовых отопительных системах, дизельных двигателях, турбореактивных двигателях и особенно в двигателях с искровым зажиганием. В последние годы, однако, большое значение придается другой цели переработки — получению сырья для химической промышленности, что имеет много общего с получением сырья для газификации. Таким образом, кроме моторного бензина, особые свойства и высокая цена которого оправдывают сложность таких процессов пе- [c.72]

    Важнейшие жидкие топлива — нефть, а также жидкие продукты, получаемые при ее переработке. Процессы переработки нефти известны давно. Примерно до 1885 г. имелись установки, на которых из нефти отгонялся керосин, используемый для освещения, а остаток сжигался как котельное топливо. Появление автомобильного, а затем авиационного транспорта с начала нынешнего столетия выдвинуло необходимость получения в возрастающих количествах бензина. Успехи в области промышленного получения химических продуктов потребовали новых сырьевых ресурсов. Источником сырья стала нефть. [c.55]

    А. Е. Арбузова, произнесенной им 16 мая 1930 г. в Казани по случаю 125-летия Казанского университета [14]. Он говорил о путях и целях химии ,—об ограниченных запасах нефти, которых в лучшем случае может хватить на несколько десятков лет о катализе, который разрешил вопрос искусственного получения жидкого топлива о необходимости экономии сырья и энергии при производстве материалов. Закончил же он свою речь такими словами Чем же химия будущего должна отличаться от химии настоящего Подражание живой природе есть химия будущего ... И в тот день, ко1 да в лаборатории будет синтезирован первый энзим, мы можем сказать, что наука получила в свои руки ключ, который она так долго и упорно ищет, — этот ключ к химии живой природы . [c.173]

    Исключительно большое значение химия имеет в энергетике, которая использует энергию химических реакций. В связи с истощением природных запасов нефти возрастает потребление синтетического топлива, которое вырабатывает химическая индустрия. Существенной экономии нефти позволяет достичь внедрение новых процессов получения жидкого топлива из бурого и каменного угля. Таким образом, химической и нефтехимической промышленности отводится важная роль в реализации Энергетической программы СССР. [c.10]

    Искусственное жидкое топливо. В связи с ограниченностью запасов нефти в некоторых странах в 20-х и 30-х годах были разработаны технические методы получения жидкого топлива из ископаемых углей. Один из методов заключался в том, что суспензия каменного или бурого угля в тяжелых маслах нагревалась с водородом в присутствии железного катализатора примерно до 400 °С под давлением 200—300 ат. При этом происходило гидрирование угля, т. е. соединение углерода с водородом, и получались углеводороды, образующие синтетическую нефть. [c.69]

    В марте 1928 г. большая группа ученых-химиков во главе с академиком А. Н. Бахом обратилась к Советскому правительству с запиской о необходимости всесторонней химизации народного хозяйства. В записке отмечалось, что новая химия создала большое число еще недавно неведомых материалов и в своем дальнейшем развитии творит революцию в промышленной экономике. Еще большие экономические достижения сулит возможность использования всех отбросов, т. е. сырья, находящегося не в надлежащем месте и не нашедшего пока своего применения... Мероприятия по химии в отдельных производственных процессах могут совершить крупнейший переворот и в корне изменить как техническую физиономию, так и экономическую структуру производства в области металлургии, машиностроения, горного дела, транспорта, текстильной и других отраслей нашего народного хозяйства, значительно снизив себестоимость продукции и повысив эффект капитальных вложений . Далее следовала подробная программа мероприятий по химизации металлургической и машиностроительной промышленности, горного дела, транспорта и строительства, легкой промышленности и сельского хозяйства. Некоторые из этих предложений не потеряли значение и сейчас. К их числу относится всемерное внедрение гидрометаллургии, получение жидкого топлива из каменного и бурого углей, использование нефти для синтеза полимеров и пластмасс, внедрение в сельское хозяйство эффективных комбинированных удобрений и инсектицидов, химическая переработка отходов сельского хозяйства и т. д. [c.7]

    Начавшийся в 70-х годах за рубежом энергетический кризис, повлекший за собой значительное повышение цен на нефть, вновь вызвал в промышленно развитых капиталистических странах (США, ФРГ, Япония, Великобритания и др.) интерес к проблеме получения жидкого топлива из угля. И снова широко развернулись научно-исследовательские и проектные работы. [c.25]

    Основным источником для получения жидкого топлива является нефть, из которой при прямой перегонке вырабатываются следующие продукты (в вес. %)  [c.36]

    Наибольшее внимание за рубежом за последние годы уделяется низкотемпературному пиролизу отходов с целью получения жидкого топлива, или так называемой сырой нефти . Широкие исследования со многими различными органическими отходами, и главным образом с осадками сточных вод, проведены лабораторией Штутгартского университета.  [c.210]

    Николай Дмитриевич Зелинский (1861—1953). Академик, Герой Социалистического Труда, профессор Московского университета (1895—1911 и 1917—1953). Основатель самой крупной в Советском Союзе школы химиков-органиков. Сделал выдающиеся открытия в области синтеза и каталитических превращений углеводородов, изучения состава нефти, получения жидкого топлива из окиси углерода и водорода, химии белков, стереохимии двухосновных кислот и др. Создал первый в мире угольный противогаз. [c.406]

    Синтез углеводородов из Нг и СО дает возможность получать моторное топливо (бензин, дизельное топливо) и ценные органические продукты (твердые парафины, кислородные соединения) нз низкокалорийных газов. Этот процесс представляет интерес, главным образом, для стран, лишенных или бедных естественным жидким топливом — нефтью или природным газом. В этом случае одним из направлений для получения искусственного жидкого топлива и сырья для промышленности органической химии может быть газификация твердых топлив (кокса, полукокса, бурого угля и др.) с последующим синтезом углеводородов из СО и Нг. [c.32]

    Известно несколько способов получения жидкого топлива из твердого топлива. По одному из них сланцы подвергают сухой перегонке при температуре 400—500°С. Образующаяся смола содержит смесь углеводородов, по свойствам близкую к нефтям. По другому способу измельченный каменный уголь, смешанный со смолой и катализатором, гидрируют под давлением при той же температуре. [c.44]

    Полимеризация. Хотя полимеризация непредельных углеводородов известна еще со времени работ А. М. Бутлерова (1873 г.), однако практическое применение для получения жидкого топлива эта реакция получила всего несколько лет назад. В качестве исходного сырья для этих целей используют непредельные газы крекинга и пиролиза нефти. В настоящее время этим путем получают многие сотни тысяч тонн высокооктанового полимерного бензина, в том числе — диизобутилена, гидрогенизацией которого готовят изооктан. История изооктана особенно поучительна. Еще недавно это был редкий и дорогой лабораторный препарат. В настоящее время его вырабатывают в производственном масштабе для нужд авиации. [c.313]

    Источником элементарного азота является только атмосферный воздух, запасы которого неисчерпаемы. Водород для синтеза аммиака получают на основе твердого топлива (кокс, уголь, антрацит), жидкого топлива (нефть, мазут и другие жидкие углеводороды), газообразных углеводородов (природный газ, нефтяной и др. газы), воды, которая подвергается электролизу [9]. В настоящее время как в СССР, так и в зарубежных странах для получения водорода используется, главным образом, природный газ, а также попутные нефтяные газы, газы нефтепереработки и др. Изменение структуры сырьевой базы азотной промышленности в СССР [10] показано ниже  [c.334]

    Новые идеи в технологии, связанные с созданием производства аммиака, сыграли огромную роль и в дальнейшем развитии химической промышленности. Такие процессы, как синтез метилового спирта и синтез высших спиртов, возникают целиком на этой основе. Гидрирование углей для получения жидкого топлива также в значительной мере основывается на принципах, установленных в связи с разработкой способов синтеза аммиака. Приобретенный опыт и обобщения в области высоких давлений и температур, в области гетерогенно-газовых каталитических реакций оказались чрезвычайно полезными при разработке современных методов переработки нефти каталитического крекинга, процессов дегидрогенизации, полимеризации, циклизации, алкилирования, посредством которых осуществляется производство авиационного топлива, бутадиена, толуола и других продуктов из нефти. [c.317]

    Создание азотной промышленности сыграло крупную роль в развитии химии и химической технологии. Исследования в области азота оказали влияние на развитие важнейших разделов теоретической химии термодинамики и кинетики каталитических процессов. Эти работы послужили толчком к исследованию свойств газов под высоким давлением. Ряд важнейших понятий о гетерогенно-газовых каталитических реакциях установлен или значительно развит благодаря изучению синтеза аммиака. Такие процессы, как синтез метилового спирта и синтез высших спиртов, целиком возникли на основе технологии синтеза аммиака. Опыт и обобщения в области высоких давлений и температур, в области гетерогенно-газовых каталитических реакций оказались чрезвычайно полезными при разработке способов гидрирования углей с целью получения жидкого топлива и современных способов переработки нефти каталитического крекинга, процессов дегидрогенизации, полимеризации, циклизации, алкилирования, посредством которых осуществляется производство из нефти авиационного топлива, бутадиена, толуола и других продуктов. [c.163]

    Производство этилового спирта при помощи дрожжей основано на давно устоявшейся технологии (см. также гл. 3). Для получения топливного спирта необходимо осуществить ряд процессов (рис. 2.5) подготовить сырье, провести брожение, отгонку и очистку, обезвоживание (если предполагается использовать продукт в смеси с нефтью), денатурацию и организовать хранение. Нужно также переработать кубовые остатки (захоронить или использовать на корм животным и т. п.). На каждой стадии есть свои узкие места, о которых надо всегда помнить, поскольку это прямо определяет саму возможность использования процесса сбраживания для получения жидкого топлива, его энергобаланс и экономичность. [c.66]

    Некоторые сорта нефти восточных районов Советского Союза содержат много серы и ее соединений (4—6%). При получении жидкого топлива из такой нефти в него переходит (в зависимости от способа очистки) от десятых долей до 2—3% серы. Исследования показали, что коррозия стальных и чугунных деталей двигателей (цилиндров и поршневых колец), работающих на жидком топливе, увеличивается пропорционально содержанию в нем серы. При сгорании топлива содержащие серу продукты превращаются в сернистый газ. Последний, соединяясь с парами воды, также образующимися при сгорании топлива, переходит в сернистую кислоту, а при взаимодействии с кислородом воздуха — в серную кислоту. Обе кислоты являются весьма агрессивными реагентами. [c.31]

    В качестве жидкого топлива применяют мазуты прямой перегонки (основа котельного топлива), крекинг-остатки, гудроны, различные смолистые вещества — остатки от очистки масляных дистиллятов, ловушечные нефтепродукты и др. К числу газообразных топлив относятся естественные или природные газы, нефтяные (попутные) газы, промышленные сухие газы, получаемые в процессах нефтепереработки. Нефтяные остатки и углеводородные газы обладают высокой теплотой сгорания — порядка 1000— 11 500 ккал/кг (или ккал/м ) при нормальных условиях. Для атмосферной перегонки нефти с целью получения бензина, керосина и [c.200]

    Около 30 лет назад при переработке нефти получалось большое количество газов, содержащих предельные и непредельные углеводороды, что послужило развитию процесса получения моторных топлив из этих газов. Первый промышленный процесс термической полимеризации под давлением начал работать в 1931 г. [168]. Предельные углеводороды, находившиеся в газе (сырье процесса), крекировались и дегидрировались в олефины, а затем полимеризовались в жидкое топливо совместно с олефи-нами исходного сырья. [c.56]

    Коррозионное разрушение элементов конструкции топок агрессивными продуктами сгорания топлива. В основном в печах нефтехимии и нефтепереработки применяют газообразное и жидкое топливо. При сжигании топлива сырьевые потоки нагреваются до 300—860 °С, а элементы конструкции топки до 500—1200 °С. В газовых средах, образующихся при сжигании различных видов сернистого топлива, содержатся агрессивные соединения, вызывающие высокотемпературную коррозию. Кроме того, в топочных газах могут находиться взвешенные частицы золы. Зола котельного топлива, полученного из сернистых нефтей, характеризуется повышенным содержанием соединений натрия и ванадия, которые при высоких температурах играют роль катализаторов коррозионных процессов. Поэтому еще при выборе материалов для деталей топок необходимо учитывать не только их конструктивную нагруженность при рабочей температуре, но и агрессивность компонентов дымовых газов применяемого топлива. [c.172]

    При непрерывном росте запасов и добычи нефти проблема получения искусственного жидкого топлива потеряла свою остроту, а дорогостоящий бензин, получаемый гидрогенизацией, не мог конкурировать с нефтяным бензином. Стоимость бензина, получаемого гидрированием угля, составляет 270—316% стоимости бензина из нефти, а стоимость бензина из сланцевой смолы (с включением стадий гидрогенизации) — НО—141% стоимости бензина из нефти Эти обстоятельства в значительной степени уменьшили интерес к гидрогенизации угля, и исследования в области гидрогенизации были направлены на переработку нефтяных и сланцевых продуктов. [c.9]

    Нефть является источником получения всех видов жидкого топлива — бензина, керосина, дизельного и котельного (мазут) топлив, из нефти вырабатывают смазочные и специальные масла, нефтяной кокс, битумы, консистентные (пластичные) смазки, нефтехимическое сырье — индивидуальные алканы (парафиновые углеводороды), алкены (олефины) и арены (ароматические углеводороды), жидкий и твердый парафин. Из нефтехимического сырья в свою очередь производят широкую гамму ценных продук- [c.14]

    Сейчас торий используют и как катализатор — в процессах органического синтеза и крекинга нефти, а также при получении жидкого топлива из угля. Но все это, если можпо так выразиться, приобретения XX в. В XIX же веке выход в практнку нашло лишь одно соединение элемента № 90— его двуокись ТЬОг. Ее применяли в производстве газокалидьных сеток. [c.335]

    В странах, не располагаюших достаточными запасами нефти (например, в Германии), уголь был применен для получения жидкого топлива. Так как при сухой перегонке угля получается не более 10—12% жидкого горючего, а главным продуктом является кокс, был разработан процесс ожижения угля путем его гидрирования. Этот процесс был разработан Бергиусом, а потому иногда называется бергенизацией . [c.30]

    Всесоюзный паучно-исследовательскпй институт по переработке нефти и газа и получению жидкого топлива [c.246]

    Большой интерес представляет и другой способ получения синтетической нефти. Он основан на реакции, открытой русским химиком Е. И. Орловым в 1908 г. Оказалось, что окись углерода с водородом в присутствии катализаторов (N1, Р(1) при температуре 200—300° дает ряд углеводородов. Метод этот был использован Фр. Фишером и Тропшом (Германия) для получения жидкого топлива. [c.61]

    Однако эти опыты не дали оснований для немедленного осуществления процесса перевода твердого топлива s жидкое. Более плодотворны -были исследования, возобновившиеся в первом десятилетии XX в. Ряд работ, выполненных с начала XX в. Сабатье, Зелинским, Клингом и Флорантеном, Бергиусом, Фипшром и др., обеспечил возможность нового промышленного процесса получения жидкого топлива как из тяжелых погонов нефти и смол, так и из углей. Этот процесс получил названия гидрогенизация , ожижение , бергинизация . [c.711]

    Однако только исследования, выполненные в начале XX в. Сабатье, Зелинским, Клингом и Флорантеном, Бергиусом, Фишером и др., обеспечили возможность нового промышленного процесса получения жидкого топлива как из тяжелых погонов нефти и смол, так и из углей. Этот процесс получил названия гидрогенизация , ожижение , бергинизация . [c.456]

    Индекс вязкости является относительным числом, характеризующим пологость температурной кривой вязкости смазочных масел. Для определения этого показателя качества пользуются таблицей, разработанной Всесоюзным научно-исследовательским институтом по переработке нефти и газа и получению искусственного жидкого топлива. Названная таблица одобрена Государственным комитетом стандартов, мер и измерительных приборов при Совете Министров СССР в качестве руководящего технического материала. Чем выше индекс вязкости масла (ИВ), тем более иолога температурная кривая вязкости и тем лучше масло. [c.176]

    Двигатель высокого сжатия, работающий на тяжелом жидком топливе, полученном из нефти, впервые был разработан в России в 1899 г. под руководствсм Г.Ф.Деппа. В этом же году двигатель был построен. Сн работал на нефти. [c.5]

    В настоящее время процессы гидрогенизации прочно и широко вошли в нефтеперерабатывающую промышленность, в переработку с их помощью вовлекаются все более тяжелые погоны нефти. Это является общей тенденцией, и можно говорить о начале в 70-х годах четвертого периода, в котором все виды топлив, включая котельные, а также почти все масла будут облагораживаться при помощи этих процессов. Все это относится в первую очередь к переработке нефти, однако остается актуальной и возможность получения моторных топлив и масел из пенефтяного сырья, т. е. гидрогенизация может, но уже на новой технической основе, вернуться к своим истокам. Исторически сложилось так, что гидрогенизация топлив возникла и развивалась как метод получения искусственного жидкого топлива главным образом из ненефтяного сырья — сланцевых и угольных смол, а также-каменных углей. Это объясняется тем, что в предвоенный период нефти нехватало, а эксплуатируемые сейчас крупнейшие нефтеносные районы (Ближний Восток, Северная Африка, Поволжье, Западная Сибирь и др.) еще не были открыты. [c.7]

chem21.info

Синтетическое жидкое топливо / Наука / Лента.co

   Читать оригинал публикации на postnauka.ru   

Самое интересное в синтетическом топливе, на мой взгляд, — это то, что непонятно, отчего оно называется синтетическим. В обычной жизни, если вещь синтетическая, она из нефти, а если вещь сделана из дерева или чего-то другого ненефтяного, то она натуральная. Вот с топливом почему-то наоборот, никто не может объяснить, в чем дело, и это забавно. То есть синтетическое топливо — это то, которое не из нефти.

Почему это важно? Чуть более ста лет тому назад, в 10-х годах XX века, жидкие топлива, получаемые перегонкой нефти, завоевали мир и стали основным энергетическим средством для транспорта, а позже и почти для всего, включая получение электроэнергии. Почему так произошло? Не только потому, что стала доступна нефть. Дело в том, что жидкие углеводороды (а продукты перегонки нефти — это смесь из жидких углеводородов) необыкновенно удобны для использования, они хранятся без ограничения времени и очень легко перевозятся, их можно делить на части, на них прекрасно работают с огромным ресурсом различные двигатели, их можно просто сжигать. Концентрация энергии — так называемая теплотворная способность — в них гигантская, выше, чем, скажем, в угле и тем более в древесине. Ничто не может сравниться со смесями жидких углеводородов.

Поэтому на самом деле в истории развития синтетических топлив изначально было две линии. Одна линия — топлива альтернативные: давайте сделаем что-то, что поможет нам избавиться от жидких углеводородов, может быть, вообще уйти от двигателей внутреннего сгорания, если мы говорим о транспорте. И таких попыток была масса, собственно, первые двигатели внутреннего сгорания работали на угольной пыли или спирте. И то и другое плохо по ряду причин: они просто не имеют всего того набора преимуществ, которые имеют жидкие углеводороды. Попытки продолжаются по сей день. О водородной энергетике, наверное, многие слышали: устроить сети распределения водорода по всему миру, это будет замечательно — топливо, которое при сгорании дает только воду в качестве продукта сгорания (я сам много этим занимался, откровенно говоря, у меня докторская диссертация по водородной энергетике). И какую-то ограниченную нишу водородная энергетика получит. Но, к сожалению, вновь она не имеет всего набора преимуществ жидких топлив из нефти. Более того, у всех этих альтернатив есть дополнительные недостатки.

Водород, например, взрывоопасен просто чрезвычайно, примерно в 10 000 раз более взрывоопасен, чем обычный бензин, а с дизельным топливом нечего даже и сравнивать. Так называемые биотоплива — смеси спиртов, растительные масла — та же самая история: низкое энергосодержание, невозможность стандартизироваться. Ведь нефтяные топлива на нефтеперерабатывающем заводе как под общий знаменатель подводятся: из жидкостей, которые друг друга ничем не напоминают, например из северорусской парафинистой нефти, представляющей собой белую массу, больше всего похожую на мыло, до грозненской нефти, представляющей собой желтоватую легкую жидкость, — из всего получается один и тот же бензин. Вот одно и то же топливо в виде жиров сделать из источников разного происхождения нельзя, а также нельзя их смешивать: двигатель нормально работать не будет.

Тем не менее эта линия развития существует, все время специалисты в альтернативных методах доставки и хранения энергии пытаются придумать что-то новое, например прямое использование электричества и хранилищ электричества — литийионные батареи и, соответственно, электромобили. Эта история начинается сейчас в третий раз. Многие слышали, что примерно с 2014 года начали распространяться электромобили Тесла — вот это третий раз за 120 лет. Синтетическое топливо — это топливо, которое получается как попытка сделать что-то, абсолютно совместимое с нефтяным топливом, но не из нефти. То есть та же самая смесь углеводородов. И вот технологиям получения такого топлива тоже уже более ста лет, но развитие их шло очень и очень тяжело и трудно, потому что все их первые версии уступали и по простоте, и по экономическим показателям самой обычной перегонке нефти. Только сейчас, во втором десятилетии XXI века, начала намечаться ситуация, когда получить бензин из дерева, из угля, из природного газа может стать настолько же экономически выгодным или даже более экономически выгодным, чем из нефти.

При этом особенности химических процессов, которые применяются для получения синтетических топлив, такие, что синтетическое топливо практически гарантированно и всегда лучше, более качественное, чем нефтяное топливо. Казалось бы, и то и другое — смесь углеводородов. В чем может быть разница? В деталях, детали важны. В первую очередь это примеси: содержание серы, металлов, некоторых других вредных веществ — они изначально есть в нефти, и процессы нефтепереработки полностью выбить эти вредные примеси никак не могут. При помощи больших усилий удается достигнуть степеней очистки по стандартам, которые могут именоваться Евро-5, Евро-6, в будущем и Евро 7. Но в любом случае сера там все-таки есть. Что это такое? Это выбросы, это запах.

Кроме того, углеводороды разнообразны: они могут быть линейными, разветвленными, циклическими, могут быть ароматические углеводороды, то есть углеводороды, которые основаны на циклах, в которых присутствует так называемая ароматическая система, перескакивающая углерод-углеродная связь, если совсем просто объяснять. Так вот, углеводороды разных, как говорят нефтяники, групп (тут интересно: химия и нефтепереработка смыкаются, для одного и того же — разные слова), обладая похожими топливными свойствами, обладают совершенно разным запахом, разным действием на человеческий организм, разной вязкостью и тому подобными способами. В результате всего этого хлебнуть нефтяного бензина самой высшей марки — это гарантированно отравиться, хлебнуть синтетический бензин — нам ничего не будет: он нейтрален, там нет ядовитых веществ, нет смол, нет ароматики, нет ничего плохого. Это важно.

И поэтому, если говорить о проблемах, которые уже решает и будет решать синтетическое топливо, это проблемы такие: первое — улучшение экологической обстановки в городах, особенно в больших городах, уменьшение опасности присутствия ядовитых компонентов топлива в среде — не только выхлопов, но и вообще в среде. Задача избавления от нефти как единственного источника углеводородного топлива, то есть возможность использования газа как самого доступного и чистого на сегодняшний день ископаемого источника углерода, угля, древесины, даже городских отходов. То, как достигаются такие замечательные свойства синтетического топлива и какие именно химические реакции обеспечивают замечательные экологические, дружественные его свойства, почему оно превосходит топливо из нефти, — это вопрос, относящийся уже к современным технологиям получения синтетических топлив. Таких технологий развивается несколько. Работает над ними большое количество научных инженерных групп в самых разных странах мира: от Соединенных Штатов Америки до Японии и от России до Эмиратов и Катара. Но это совсем другая история.

lenta.co

Жидкое топливо - не только из нефти и рапса, но и из дерева » PromWood » Утилізація відходів » Біопаливо : Вопросы использования альтернативного сырья для производства жидкого топлива для Украины весьма актуальны: собственной деревина

Именно поэтому в правительственных кругах активно обсуждалась проблема производства горючего из сельскохозяйственной культуры - рапса. Существует и еще один источник - это отходы лесопиления, деревообработки и целлюлозы-бумажного производства, в соответствующий способ можно зриджуваты, вследствие чего получать ценную химическое сырье и жидкое топливо.

Собственно, производство древесного спирта, на котором сейчас работают автомобили или не всей Бразилии, имеет давнюю историю. По некоторым данным, еще в 1887 году начали его производство в компании немецкого химика Эрнста Шеринга и использовали в парфюмерной и фармацевтической отраслях.

Основной компонент любого жидкого топлива - этанол. Именно его наличие в древесине и вызвала немалый интерес исследователей. К активизации их работы в конце 70-х годов прошлого века побудила энергетический кризис, обусловленная резким подорожанием нефти.

Фирмы США разрабатывают непрерывный процесс гидролиза измельченной сырья, содержит целлюлозу, применяя серную кислоту. Этанол, образующийся при ферментации сахаров, имеет одинаковую с бензином стоимость.

Жидкое биотопливо может быть использовано как дополнение к нефтяного топлива или частично заменить его.

Продукты, полученные при сжижения древесины, распределяются между водной и органической фазами. Последняя представляет собой елей и может рассматриваться как синтетическое топливо. Она содержит мало азота и серы и одновременно, по сравнению с нефтяным топливом, имеет большее содержание кислорода. Древесные масла содержат до 30% фенольных производных, до 4% легких кислотомиских соединений, менее 1% С7-С8-алкенов и С1-С4-алкибензолив. Другие тяжелые компоненты представлены нафтолом, метилированного нафтолом, дибензофуранов т.д.

Состав продуктов зависит от условий процесса и типа древесины, поскольку соотношение древесных компонентов (лигнина, целлюлозы, гемицеллюлозы) в разных пород не одинаково.

Исследовательские работы по сжижению древесины для получения жидкого топлива начались в конце 20-х годов прошлого века в странах, не имеющих собственных запасов нефти, - Германии, Англии, Швеции. Было доказано, что при обработке древесины органическими растворителями при повышенных температурах и давлении можно достичь полного или значительного преобразования ее в жидкие продукты.

Эффективность сжижения повышается в среде водорода в присутствии катализаторов гидрирования. Согласно немецким патентом от 1930 года полученным фирмой I. G. Farbenindustrie, при обработке еловой древесины этанолом и бензолом (1:1) при 280 Со и давлении до 16 МПа получено 54% жидких продуктов, растворенных в смеси спирта и бензола. Остаток составляет 17% от массы древесины.

Шведские биохимики Бергстрем и Цедерквист в 1933 году доказали, что при обработке в креозотовий фракции древесной смолы (температура выкипания - 200-255 Со) вся древесина переходит в жидкие продукты даже без применения катализаторов.

Российские ученые Козлов и Королева, исследуя в 1949 году процесс растворения опилок сосны и ели в различных растворителях, установили, что при постепенном нагревании древесины до 300 ° С (конечное давление в пределах 14 МПа) в сложной смеси, содержащей 35% бензола, 35 % этанола, 10% смоляных масел и 20% жидких продуктов растворения древесины, древесина растворяется полностью.

Сейчас термохимические сжижения древесины рассматривается как реальный перспективный способ получения жидкого топлива - заменителя нефтепродуктов. Многие ученые занимаются решением данной проблемы. Так, научный коллектив в составе Игер, Эллиота, Ога и Йогокамы разрабатывает способы сжижения древесины и ее субстратов путем обработки их растворами карбонатов щелочных металлов и монооксидом углерода и (или) водорода Выбор воды обусловлен тем, что полное сушки древесины является сложным и не экономическим , и она всегда будет присутствовать в реакционной массе, даже если не станет образовываться в процессе сжижения. Другая группа разрабатывает способы каталитического гидрирования водных суспензий древесины с использованием металлических катализаторов. Из них наиболее известен так называемый PERC / ALBANY-процесс (или СО-процесс), который разрабатывается Питтсбургский энергетическим исследовательским центром (США).

По способу, разработанному упомянутым центром, древесину смешивают с рециркулюючою елеем добавляют около 5 частиц катализатора (5%-й водный раствор карбоната натрия) на 100 долей смеси и обрабатывают в среде монооксида углерода и водорода при 340-350 Со. Твердый остаток, который не растворился, направляют на газификацию. Неконденсируемых газы от процесса сжижения присоединяются к газогенераторного газа, очищается и направляется вместо монооксида углерода на стадию сжижения древесины. Выход масла с теплотворной способностью 29-33 МДж / кг составляет 70%.

Изучалось сжижения древесины путем ее обработки синтез-газом в этаноле, циклогексаноли, толуопи и терпинтинний елеем в присутствии металлизированных катализаторов (пентакарбонилу железа, оксида железа и т.п.). Выход масла, в условиях температуры до 230 Со, давления 6,5 кПа, в зависимости от соотношения Н2: СО, колеблется в пределах 4,5 - 32% от древесины. Масла для использования в качестве моторного топлива должны пройти гидрокрекинг.

В центре провели наблюдения над процессом сжижения древесины путем ее обработки водно-фенольной смесью в среде азота или кислорода в присутствии катализаторов. В типичном опыте 2,5 г древесины, 10 г фенола, 13,5 г воды и 0,8 реагентов обрабатывали при 350 Со под давлением 4 МПа в течение 40 минут. Сжижения целом завершилось за несколько минут. Состав нейтральных веществ не зависит от срока обработки, при температуре ниже 350 ° С сопровождается вуглеутворенням, поэтому срок прогрева до заданной темпаратуры необходимо сводить к минимуму.

В новом способе сжижения древесину высушенного бука нагревают при 523 - 603о К (250 - 330 Со) в течение 5 - 15 мин. В безводном глицерине с щелочным катализатором (карбонат натрия, гидрооксид калия, оксид кальция) при соотношении древесина / катализатор как 1 / 0 ,5-1, 5. Древесина полностью превращается в жидкие и газообразные продукты, частично растворимы.

В университете Шербрук (Канада) исследовали процесс пиролизу древесины тополя при температуре, равной или несколько большей 350 Со, под вакуумом. На основании полученных данных проектируется напивнеперервна установка производительностью 1 - 2 кг сырья в час для получения жидкого топлива и потенциальной химического сырья (на основе смолы.

Проблему получения жидкого топлива из отходов древесины можно разрешить на промышленном уровне. Многие страны, ограниченных в запасах нефти, одновременно имея излишки биомассы, давно пришли к подобному заключению. Современные цены на нефть побуждают к производству сжиженного топлива. При этом можно получить карбюраторные и дизельное топливо с более высоким октановым числом, чем при использовании добавок.

www.promwood.com