Автор: Абсолютно не любая европейская, да и любая страна мира может похвалиться серьезными запасами нефти. Зато углеводородное горючее в виде бензина или соляры широко применяется во всех государствах. В то же время залежи бурого и каменного угля встречаются намного чаще, отсюда и появилась идея получать дизтопливо и бензин из угля. В данной публикации мы будем рассматривать, как это выполняется на производстве и можно ли что-нибудь похожее организовать в условиях приватного подсобного хозяйства.
Как происходит выделение бензина из угля?
Нужно отметить, что переработка угля с целью получить различные виды моторного топлива – абсолютно не миф. Более, того есть 2 проверенных методики, реализованные В практических условиях еще в начале прошлого столетия.
В то время нацистская Германия, стремящаяся захватить всю Европу, именно данными способами обеспечивала собственную бронетехнику горючим, так как своих месторождений нефти у нее нет. В то же время в распоряжении страны имелись залежи бурого угля, из которого на 2-ух десятках заводов производился искусственный бензин и дизтопливо.
Для справки. Две методики были изобретены всевозможными немецкими учеными в начале 20-го VEKA, естественно, получили их имена.
Как оказалось, уголь по собственному химическому составу не очень выделяется от нефти. База у них общая – горючие соединения углерода с водородом, только доля водорода в нефти намного больше. Если количество водорода в углях удастся уравнять с нефтью, то и получение жидкого горючего станет действительностью. Вот способы решения проблемы:
- гидрогенизация, иначе – ожижение (процесс Бергиуса).
- газификация с дальнейшим соединением топлива (процесс Фишера – Тропша).
Чтобы понимать, удастся ли наладить выделение бензина в домашних условиях, нужно получить полное представление об таких 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. Важное требование хорошего достижения результата – наличие в углях 35% летучих веществ. Перед переработкой их перемалывают, измельчая до пылевидной фракции, а потом сушат. Потом угольную фракцию перемешивают с мазутом или тяжёлыми маслами, чтобы вышло сырье в виде пасты.
Во время протекания процесса деструктивной гидрогенизации методика учитывает прямое добавление недостающего водорода в уголь.
Для этого сырье помещают в специализированный автоклав и делают его нагрев. При этом давление в середине сосуда может достигать 200 Бар, а температура – 500 °С. Кроме того, в зоне химреакции должны находиться вещества — катализаторы и растворители. По оэтой методике получение бензина из угля проходит в середине автоклава в 2 стадии:
- жидкофазная;
- парофазная.
В сосуде под высоким давлением и при большой температуре течет несколько трудных хим. реакций. Чтобы не загружать рассказ нестандартными терминами, объясним примитивными словами: в автоклаве происходит изобилие угля водородом и распад трудных соединений органики на примитивные. В результате после операций чистки на выходе приобретаем искусственное дизельное топливо 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 можно заметить, наладить столь не простое производство собственными руками не возможно. Главная трудность – оборудование, навряд ли удастся такое сделать самому. Взять хотя бы автоклав, где давление больше, чем в кислородных баллонах. Да и в общем аналогичное производство представляет взрывопожарную опасность.
Получение бензина путем газификации
Этот способ, изобретенный немецкими учеными Ф. Фишером и Г. Тропшем, учитывает производство ДТ и бензина путем подготовительной газификации угольного сырья. Это происходит в большой емкости – реакторе при температуре до 350 °С и давлении не больше 30 Бар. Хотя тут условия и не очень жёсткие, как при гидрогенизации, но осуществить их никак не легче. К примеру, из-за того что сквозь слой угля нужно под высоким давлением продувать перегретый пар перегретый, а это означает, вряд ли можно обойтись без мощного парового котла.
После газификации на выходе из реактора появится говоря иначе синтез-газ, который состоит из водорода и привычного угарного газа (СО). К слову, сингаз можно прямо применять в качестве газообразного топлива без дальнейшей переработки.
Полученные газы поступают во второй реактор, где и происходит финальная переработка угля в жидкое горючее. Там же размещаются вещества – катализаторы. В промышленности для такой цели могут применяться неодинаковые соединения, но любое из них в первую очередь имеет железо, никель или кобальт. Не вдаваясь в тонкости химии, напомним, что на выходе из второго реактора выходит горючее, которое обязано еще пройти процедуру крекинга. Другими словами, разграничение на бензин и дизтопливо из угля.
Побочными продуктами реакции являются разные вещества и парафин. Среди выделяющихся летучих веществ самая большая доля приходится на углекислый газ, что считается немаловажной проблемой производства горючего аналогичным способом. Также очень быстро теряет активность катализатор, благодаря этому его регулярно требуется оновлять. Такие факторы, да еще ряд не очень существенных причин, приводят к высокой себестоимости продукта. При цене на нефть 50 долларов за баррель производство бензина из угля способом Фишера – Тропша считается невыгодным.
Есть и другой способ газификации углей – термический. Он похож с событием пиролиза, так как выполняется нагревом сырья в емкости снаружи и при отсутствии кислорода. Иное дело, что разложение твёрдого топлива на газы происходит при температуре 1200 °С, а чтобы это сделать требуется специальное оборудование. Положительная сторона термического способа заключается в том, что часть газогенераторных газов направляется на разогрев начального сырья, а остальная – на синтез бензина. Благодаря этому уменьшаются затраты на источники энергии, так как уголь во время разложения может нагревать себя сам.
Для справки. В интернете можно найти описание различных установок, благодаря которым можно получить бензин из газа в домашних условиях. Вначале он конвертируется в синтез-газ, а потом перерабатывается в жидкое горючее. Если даже считать, что эти самодельные аппараты работоспособны, провести газификацию угля намного проблематичнее.
Выводы
Несмотря на то, что выделение моторного топлива из каменного и бурого угля вполне возможно и давно проверено на производстве, организовать его в домашних условиях скорее всего не возможно. Разумеется, всегда найдется несколько мастеров – энтузиастов, что любят достигать поставленной цели и смогут синтезировать бензин собственными руками. Но для этого необходимо детально выучить технологию и достойно повозиться с оборудованием, уже не говоря о пожарной опасности.
Для большого круга владельцев дома и автомобилистов получение соляры и бензина из угля невозможно. А если подойти к вопросам с точки зрения экономики, то и невыгодно. На текущий момент, пока на данную тему не возникло новых изобретений и разработок, легче и лучше пользоваться традиционным, «нефтяным» бензином.
