Синтетические топлива.

Газогенераторы, классификация их и их конструкции, синтетическое топливо и др.

СИНТЕЗ УГЛЕВОДОРОДОВ ИЗ СО И Н2
В 1920-х гг. Ф. Фишер и Г. Тропш впервые установили, что из смеси СО и Н2 на металлических катализаторах (железо и кобальт) под давлением образуются углеводороды. На кобальтовом катализаторе реакция протекает с выделением воды, а на железном - диоксида углерода.

Реакция протекает с большим выделение теплоты (165-205 кДж на каждую СН2-группу углеводорода).
В дальнейшем были рекомендованы различные гетерогенные катализаторы (главным образом, никелевые, кобальтовые, железные и рутениевые).
Никелевые катализаторы применяют в производстве метана:

Реакция была открыта П. Сабатье в 1902 г.
Процесс метанирования разрабатывался для получения бытового газа из угля, который предварительно подвергают газификации.
Метод Фишера — Тропша синтеза углеводородов и моторных топлив получил промышленное внедрение в различных странах мира. В довоенные годы в Германии (в 1935 г.) фирмой "Рурхеми" был создан ряд технологических схем процесса Фишера - Тропша при атмосферном и повышенном давлении в присутствии катализаторов на основе кобальта и железа. Были построены восемь заводов, производящих 60 тыс. т бензина. Однако в послевоенные годы они были остановлены по экономическим причинам. В настоящее время в мире (ЮАР, Новая Зеландия, Малайзия, США) по методу Фишера - Тропша производят свыше 5 млн. т углеводородов, моторных топлив и других органических продуктов. В России на Новочеркасском заводе (Ростовская обл.) на установке, вывезенной из Германии после Второй мировой войны, производится около 50 тыс. т углеводородов на кобальтмагнийциркониевом катализаторе при температуре 170-200 °С и давлении около 1 МПа.
В настоящее время применяют кобальтовые и железные катализаторы на носителях с добавками промоторов. Кобальтовые катализаторы на носителях (синтетические алюмосиликаты, кизельгур, цеолиты и цеолитсодержащие композиции) содержат 30-33 % Со. Введение в состав катализатора ZrO2 или ТiO2 повышает выход парафиновых углеводородов.
На кобальтовом катализаторе в промышленности при температуре 170-200 °С и давлении 0,1-1 МПа из СО и Н2 получают линейные парафины.
Железные катализаторы (осажденные и плавленые), промотированные различными добавками (главным образом, щелочными металлами Nа, К, Rb), применяют при производстве углеводородов и моторных топлив.
Процесс проводят в реакторе с неподвижным слоем катализатора (реактор "Сасол" - рис. 12.13, а) при температуре 220-250 °С и в реакторе с циркулирующим кипящим слоем катализатора (реактор "Синтол" - рис. 12.13, б) при температуре 310-340 °С и давлении около 3,0 МПа. Состав продуктов представлен в табл. 12.8.
Рис. 12.13.

Как видно из представленной таблицы, при проведении процесса Фишера - Тропша получается широкий спектр углеводородов. При этом в реакторах с неподвижным слоем катализатора образуется меньше олефиновых углеводородов, чем в реакторах с циркулирующим кипящим слоем катализатора.
Увеличению выхода олефинов и смещению селективности процесса в сторону углеводородов с большей молекулярной массой способствуют промоторы на основе щелочных металлов, вводимые в состав катализатора.
Таблица 12.8.

Для сравнения внизу расположена таблица состава топлива полученого при переработке (пиролизе) б/у покрышек на моём оборудовании.(примечание, Суслов М.Б.)

Повышение температуры синтеза приводит к изменению селективности процесса в сторону образования продуктов с меньшей молекулярной массой, и при этом наблюдается рост выхода ароматических углеводородов и кетонов.
Таким образом, применение СО и Н2 в производстве метанола и других органических веществ открывает более широкий путь использования различных видов горючих ископаемых (уголь, сланцы, торф и др.), а также возобновляемого растительного сырья. Потребление нефти и природных углеводородных газов при получении моторных топлив и других органических энергоносителей должно быть сведено к минимуму. В противном случае расхитительное потребление природных богатств Земли может привести к необратимым отрицательным экологическим и техногенным последствиям.

В.М.Потехин, В.В.Потехин «Основы теории химических процессов технологии органических веществ и нефтепереработки», Санкт-Петербург, «Химиздат», 2005 год.

Состав топлива полученного на моем оборудовании при переработке б/у покрышек пиролизом. (примечание, Суслов М.Б.)

ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ (ПОНЯТИЕ О НЕФТИ И ЕЁ ПЕРЕРАБОТКЕ)

ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ (СОСТАВ НЕФТЯНЫХ ТОПЛИВ)

ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ (ХАРАКТЕРИСТИКИ РАЗНЫХ ТОПЛИВ В СРАВНЕНИИ С ТОПЛИВОМ ПОЛУЧЕННЫМ ПРИ ПЕРЕРАБОТКЕ Б/У ПОКРЫШЕК И ДРУГИХ РТИ)