كيفية صنع البنزين من الفحم

تعريف مصطلح كود الوقود الصناعي

مصطلح "الوقود الاصطناعي" له عدة معانٍ مختلفة ويمكن أن يشمل أنواعًا مختلفة من الوقود. يعرّف التعريف التقليدي الذي وضعته "وكالة الطاقة الدولية" "الوقود الاصطناعي" على أنه أي وقود سائل مشتق من الفحم أو الغاز الطبيعي. تعرف جمعية معلومات الطاقة الأمريكية الوقود الاصطناعي في تقريرها السنوي لعام 2006 على أنه وقود مشتق من الفحم أو الغاز الطبيعي أو الكتلة الحيوية أو علف الحيوانات عن طريق التحويل الكيميائي إلى زيت صناعي و / أو منتجات سائلة اصطناعية. تشمل التعاريف العديدة للوقود الاصطناعي أنواع الوقود المنتجة من الكتلة الحيوية ، وكذلك من النفايات الصناعية والبلدية.
من ناحية أخرى ، تعني كلمة "اصطناعي" أن الوقود ينتج صناعياً. على عكس الوقود الاصطناعي ، عادةً ما يتم الحصول على الوقود التقليدي عن طريق فصل النفط الخام إلى أجزاء منفصلة (التقطير ، التصحيح ، إلخ) بدون تعديل كيميائي للمكونات. ومع ذلك ، يمكن أيضًا استخدام عمليات كيميائية مختلفة في إنتاج الوقود التقليدي. في إطار مفهوم "التخليق" يمكن التأكيد ، من ناحية أخرى ، على أن الوقود تم إنتاجه من خلال عمليات التخليق الكيميائي ، أي إنتاج مركبات عالية المستوى من عدة مركبات منخفضة. ينطبق هذا التعريف بشكل خاص على وقود XtL ، حيث يتم تحلل المادة الأولية أولاً إلى غاز تخليقي لمركبات أقل (H 2 ، CO ، إلخ) من أجل الحصول على هيدروكربونات أعلى (تخليق Fischer-Tropsch). ومع ذلك ، حتى مع الوقود التقليدي ، يمكن أن تكون العمليات الكيميائية جزءًا من عملية التصنيع. على سبيل المثال ، يمكن تقسيم الهيدروكربونات ذات السلاسل الكربونية الطويلة جدًا إلى منتجات ذات سلسلة أقصر ، مثل تلك الموجودة في البنزين أو وقود الديزل ، من خلال ما يسمى بالتكسير. نتيجة لذلك ، اعتمادًا على التعريف ، قد لا يكون من الممكن التمييز بوضوح بين الوقود التقليدي والوقود الاصطناعي. على الرغم من عدم وجود تعريف دقيق لمصطلح "الوقود الصناعي" عادةً ما يقتصر على وقود XtL.
يكمن الاختلاف بين الوقود الاصطناعي والوقود البديل في طريقة استخدام الوقود. بمعنى أن الوقود البديل قد يتطلب تعديلًا أكثر خطورة للمحرك أو نظام الوقود ، أو حتى استخدام نوع غير تقليدي من المحركات (على سبيل المثال ، البخار).

المنتجات الرئيسية للفحم

تشير أكثر التقديرات تحفظًا إلى وجود 600 عنصر من منتجات الفحم ، وقد طور العلماء طرقًا مختلفة للحصول على منتجات معالجة الفحم. تعتمد طريقة المعالجة على المنتج النهائي المطلوب. على سبيل المثال ، من أجل الحصول على منتجات نقية ، تستخدم مثل هذه المنتجات الأولية لمعالجة الفحم - غاز أفران الكوك ، والأمونيا ، والتولوين ، والبنزين - زيوت التنظيف السائلة. في الأجهزة الخاصة ، يتم غلق المنتجات وحمايتها من التلف المبكر. تتضمن عمليات المعالجة الأولية أيضًا طريقة فحم الكوك ، حيث يتم تسخين الفحم إلى درجة حرارة + 1000 درجة مئوية مع حظر وصول الأكسجين تمامًا. وفي نهاية جميع الإجراءات اللازمة ، يتم تنظيف أي منتج أولي بالإضافة إلى ذلك. المنتجات الرئيسية لمعالجة الفحم:

النفثالين
الفينول
الهيدروكربون
كحول الساليسيليك
قيادة
الفاناديوم
الجرمانيوم
الزنك.

بدون كل هذه المنتجات ، ستكون حياتنا أكثر صعوبة ، خذ صناعة مستحضرات التجميل ، على سبيل المثال ، فهي المنطقة الأكثر فائدة للأشخاص لاستخدام منتجات معالجة الفحم. يستخدم على نطاق واسع منتج معالجة الفحم مثل الزنك لعلاج البشرة الدهنية وحب الشباب.يضاف الزنك والكبريت إلى الكريمات والأمصال والأقنعة والمستحضرات والمقويات. يزيل الكبريت الالتهابات الموجودة ، ويمنع الزنك ظهور التهابات جديدة ، بالإضافة إلى استخدام المراهم العلاجية القائمة على الرصاص والزنك لعلاج الحروق والإصابات. المساعد المثالي لمرض الصدفية هو نفس الزنك ، وكذلك منتجات الفحم الطينية. الفحم هو مادة خام لإنتاج مواد ماصة ممتازة تستخدم في الطب لعلاج أمراض الأمعاء والمعدة. تستخدم المواد الماصة التي تحتوي على الزنك لعلاج قشرة الرأس والزهم الدهني. ونتيجة لعملية مثل الهدرجة ، يتم الحصول على الوقود السائل من الفحم في المؤسسات. ومنتجات الاحتراق التي تبقى بعد هذه العملية هي مادة خام مثالية لمجموعة متنوعة من مواد البناء ذات الخصائص الحرارية. على سبيل المثال ، هذه هي الطريقة التي يتم بها صنع السيراميك.

اتجاه الاستخدام	العلامات التجارية والمجموعات والمجموعات الفرعية
1. التكنولوجية
1.1 طبقة فحم الكوك	جميع المجموعات والمجموعات الفرعية للعلامات التجارية: DG و G و GZhO و GZh و Zh و KZh و K و KO و KSN و KS و OS و TS و SS
1.2 عمليات ما قبل التكويك الخاصة	جميع أنواع الفحم المستخدمة في فحم الكوك ذي الطبقات ، بالإضافة إلى الدرجات T و D (المجموعة الفرعية DV)
1.3 إنتاج الغاز المنتج في مولدات الغاز الثابتة:
غاز مختلط	العلامات التجارية KS ، SS ، المجموعات: ZB ، 1GZhO ، المجموعات الفرعية - DHF ، TSV ، 1TV
غاز الماء	المجموعة 2T ، وكذلك أنثراسايت
1.4 إنتاج الوقود الصناعي السائل	العلامة التجارية GZh ، المجموعات: 1B ، 2G ، المجموعات الفرعية - 2BV ، ZBV ، DV ، DGV ، 1GV
1.5 شبه الكربنة	العلامة التجارية DG ، المجموعات: 1B ، 1G ، المجموعات الفرعية - 2BV ، ZBV ، DV
1.6 إنتاج مادة حشو كربونية (ثيرمو أنثراسايت) لمنتجات الأقطاب الكهربائية وفحم الكوك	المجموعات 2L ، ZA ، المجموعات الفرعية - 2TF و 1AF
1.7 إنتاج كربيد الكالسيوم والكوراندوم الكهربائي	جميع أنواع الأنثراسيت ، بالإضافة إلى مجموعة فرعية من 2TF
2. طاقة
2.1. الاحتراق المسحوق والطبقي في محطات الغلايات الثابتة	وزن الفحم البني والأثراسيت ، وكذلك الفحم الصلب غير المستخدم في فحم الكوك. لا تستخدم أنثراسايت في احتراق طبقة التوهج
2.2. حرق في الأفران الانعكاسية	الماركة DG، group i - 1G، 1SS، 2SS
2.3 الاحتراق في منشآت الحرارة المتنقلة واستخدامها للاحتياجات المجتمعية والمنزلية	الصفوف D و DG و G و SS و T و A والفحم البني والأنثراسيت والفحم الصلب غير المستخدم في فحم الكوك
3. انتاج مواد البناء
3.1 جير	العلامات D ، DG ، SS ، A ، المجموعات 2B و ZB ؛ الدرجات GZh و K والمجموعات 2G و 2Zh لا تستخدم في فحم الكوك
3.2 يبني	الصفوف B ، DG ، SS ، TS ، T ، L ، المجموعة الفرعية DV والدرجات KS ، KSN ، المجموعات 27 ، 1GZhO غير مستخدمة في فحم الكوك
3.3 قالب طوب	الفحم لا يستخدم في فحم الكوك
4. منتجات أخرى
4.1 الممتزات الكربونية	المجموعات الفرعية: DV ، 1GV ، 1GZhOV ، 2GZhOV
4.2 الكربون النشط	مجموعة ZSS ، المجموعة الفرعية 2TF
4.3 تكتل الركاز	المجموعات الفرعية: 2TF ، 1AB ، 1AF ، 2AB ، ZAV

فحم

تتم معالجة هذا النوع من المواد الخام في ثلاثة اتجاهات: الهدرجة ، وفحم الكوك ، والاحتراق غير الكامل. يتضمن كل نوع من هذه الأنواع استخدام عملية تكنولوجية خاصة.

ينطوي التكويك على وجود مواد خام عند درجة حرارة 1000-1200 درجة مئوية ، حيث لا يوجد وصول للأكسجين. تسمح هذه العملية بإجراء التحولات الكيميائية الأكثر تعقيدًا ، والتي ستكون نتيجتها تكوين فحم الكوك والمنتجات المتطايرة. يتم إرسال الأول في حالة التبريد إلى شركات التعدين. يتم تبريد المنتجات المتطايرة ، وبعد ذلك يتم الحصول على قطران الفحم. لا يزال هناك العديد من المواد غير المكثفة المتبقية. إذا تحدثنا عن سبب كون النفط أفضل من الفحم ، فيجب ملاحظة أنه يتم الحصول على المزيد من المنتجات النهائية من النوع الأول من المواد الخام. يتم إرسال كل مادة إلى إنتاج معين.

في الوقت الحالي ، يتم إنتاج النفط من الفحم ، مما يجعل من الممكن الحصول على وقود أكثر قيمة.

ظهر الفحم على كوكب الأرض منذ حوالي 360 مليون سنة.أطلق العلماء على هذا الجزء من تاريخنا اسم العصر الكربوني أو الكربوني. في الوقت نفسه ، تم تسجيل ظهور أول الزواحف الأرضية ، أول نباتات كبيرة. تحللت الحيوانات والنباتات الميتة ، وساهمت كمية هائلة من الأكسجين بشكل فعال في تسريع هذه العملية. يوجد الآن 20٪ فقط من الأكسجين على كوكبنا ، وفي ذلك الوقت تتنفس الحيوانات بعمق ، لأن كمية الأكسجين في الغلاف الجوي للكربون وصلت إلى 50٪. هذه الكمية من الأكسجين هي التي ندين بها للثروة الحديثة من رواسب الفحم في أحشاء الأرض ، لكن الفحم ليس كل شيء. نظرًا لأنواع المعالجة المختلفة ، يتم الحصول على كمية كبيرة من المواد والمنتجات المفيدة المختلفة من الفحم. ما هو مصنوع من الفحم؟ هذا ما سنتحدث عنه في هذا المقال.

تعديل كود الوقود الصلب والغازي

في بعض بلدان العالم الثالث ، لا يزال الخشب والفحم النباتي هما الوقود الرئيسي المتاح للسكان للتدفئة والطهي (يعيش حوالي نصف سكان العالم بهذه الطريقة). وهذا يؤدي في كثير من الحالات إلى إزالة الغابات مما يؤدي بدوره إلى التصحر وتآكل التربة. تتمثل إحدى طرق تقليل اعتماد السكان على مصادر الخشب في إدخال تقنية قولبة النفايات الزراعية أو النفايات المنزلية في قوالب الوقود. يتم الحصول على هذه القوالب عن طريق ضغط الملاط الناتج عن طريق خلط النفايات بالماء على مكبس رافعة بسيط ، متبوعًا بالتجفيف. ومع ذلك ، فإن هذه التكنولوجيا كثيفة العمالة وتتطلب مصدرًا للعمالة الرخيصة. الخيار الأقل بدائية للحصول على قوالب هو استخدام آلات الضغط الهيدروليكية لهذا الغرض.

يمكن اعتبار بعض أنواع الوقود الغازي خيارات للوقود الاصطناعي ، على الرغم من أن مثل هذا التعريف يمكن أن يكون مثيرًا للجدل ، لأن المحركات التي تستخدم مثل هذا الوقود تحتاج إلى تعديل جدي. أحد الخيارات التي نوقشت على نطاق واسع لتقليل مساهمة السيارات في تراكم ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي هو استخدام الهيدروجين كوقود. لا تلوث محركات الهيدروجين البيئة ولا ينبعث منها سوى بخار الماء. تستخدم خلايا وقود الهيدروجين والأكسجين الهيدروجين لتحويل طاقة تفاعل كيميائي مباشرة إلى طاقة كهربائية. نظرًا لأنه يتم الحصول على الهيدروجين إما بالطرق التي تتطلب استهلاكًا كبيرًا للكهرباء ، أو عن طريق أكسدة الوقود الهيدروكربوني ، فإن المزايا البيئية ، والأكثر من ذلك ، الفوائد الاقتصادية لمثل هذا الوقود مثيرة للجدل إلى حد كبير.

المقالة الكاملة طاقة الهيدروجين.

ثنائي ميثيل الأثير تحرير | تحرير التعليمات البرمجية

يتم الحصول على ثنائي ميثيل الأثير عن طريق تجفيف الميثانول عند درجة حرارة 300-400 درجة مئوية و 2-3 ميجا باسكال في وجود محفزات غير متجانسة - سيليكات الألمنيوم. تبلغ درجة تحويل الميثانول إلى ثنائي ميثيل الأثير 60٪ إلى زيوليت - 100٪ تقريبًا. ثنائي ميثيل الأثير هو وقود صديق للبيئة لا يحتوي على الكبريت ، وانبعاث أكاسيد النيتروجين في غازات العادم أقل بنسبة 90٪ من البنزين. عدد السيتان لمحرك ديزل ثنائي الميثيل هو أكثر من 55 ، في حين أن رقم الزيت الكلاسيكي واحد من 38 إلى 53. لا يتطلب استخدام ثنائي ميثيل الأثير مرشحات خاصة ، ولكن من الضروري إعادة صنع أنظمة الطاقة (تركيب الغاز - معدات البالون ، وتعديل تكوين الخليط) واشتعال المحرك. بدون تعديل ، يمكن استخدامه في السيارات المزودة بمحركات غاز البترول المسال بنسبة 30٪ من الميثانول في الوقود.

تبلغ حرارة احتراق DME حوالي 30 ميجا جول / كجم ، أما بالنسبة للوقود البترولي الكلاسيكي فهي حوالي 42 ميجا جول / كجم. تتمثل إحدى ميزات استخدام DME في قدرتها الأعلى على التأكسد (بسبب محتوى الأكسجين) مقارنة بالوقود التقليدي.

في يوليو 2006 ، اعتمدت اللجنة الوطنية للتنمية والإصلاح (NDRC) (الصين) معيارًا لاستخدام ثنائي ميثيل الأثير كوقود. ستدعم الحكومة الصينية تطوير ثنائي ميثيل الأثير كبديل محتمل لوقود الديزل.في السنوات الخمس المقبلة ، تخطط الصين لإنتاج 5-10 مليون طن من ثنائي ميثيل إيثر سنويًا.

السيارات التي تعمل بمحركات تعمل على ثنائي ميثيل الأثير يتم تطويرها بواسطة كاماز وفولفو ونيسان والشركة الصينية شنغهاي أوتوموتيف.

نفط

إذا واصلنا فهم ما يتم الحصول عليه من الفحم والنفط ، فمن الجدير بالذكر جزء الديزل لتكرير النفط ، والذي يعمل عادةً كوقود لمحركات الديزل. يحتوي زيت الوقود على هيدروكربونات عالية الغليان. عن طريق التقطير بالضغط المنخفض ، عادة ما يتم الحصول على زيوت التشحيم المختلفة من زيوت الوقود. البقايا الموجودة بعد معالجة زيت الوقود تسمى عادة القطران. منه يتم الحصول على مادة مثل البيتومين. هذه المنتجات مخصصة للاستخدام في بناء الطرق. غالبًا ما يستخدم المازوت كوقود مرجل.

قصة

أسعار النفط في نايمكس غرب تكساس الوسيط

خلال الحرب العالمية الثانية ، قامت ألمانيا إلى حد كبير ، بنسبة تصل إلى 50٪ في بعض السنوات ، بتلبية احتياجاتها من الوقود من خلال إنشاء مرافق إنتاج لمعالجة الفحم وتحويله إلى وقود سائل. وفقًا لألبرت سبير "المهندس الشخصي لهتلر" ، فقد هُزمت ألمانيا تقنيًا في 12 مايو 1944 ، عندما تم تدمير 90٪ من المصانع التي تنتج الوقود الصناعي بسبب قصف الحلفاء المكثف.

وبالمثل ، أنشأت جنوب إفريقيا ، مع نفس الأهداف ، شركة Sasol Limited ، والتي ساعدت خلال حقبة الفصل العنصري اقتصاد الدولة على العمل بنجاح على الرغم من العقوبات الدولية.

في الولايات المتحدة ، غالبًا ما يتلقى منتجو أنواع الوقود هذه إعانات حكومية ، وبالتالي تنتج مثل هذه الشركات أحيانًا "وقودًا اصطناعيًا" من خليط من الفحم والمخلفات الحيوية. ينتقد "الخضر" مثل هذه الأساليب للحصول على الإعانات الحكومية كمثال على إساءة استخدام الشركات لميزات النظام الضريبي. يحتوي وقود الديزل الصناعي المنتج في قطر من الغاز الطبيعي على نسبة منخفضة من الكبريت وبالتالي يتم مزجه مع وقود الديزل التقليدي لتقليل مستوى الكبريت في مثل هذا الخليط ، وهو أمر ضروري لتسويق وقود الديزل في تلك الولايات الأمريكية حيث توجد متطلبات عالية بشكل خاص لجودة الوقود (على سبيل المثال ، في كاليفورنيا).

يتم الآن إنتاج الوقود السائل الصناعي والغاز من الوقود الأحفوري الصلب على نطاق محدود. يتم تقييد التوسع الإضافي في إنتاج الوقود الاصطناعي بسبب تكلفته العالية ، والتي تتجاوز بشكل كبير تكلفة الوقود النفطي. لذلك ، يتم الآن البحث بشكل مكثف عن حلول تقنية اقتصادية جديدة في مجال الوقود الاصطناعي. يهدف البحث إلى تبسيط العمليات المعروفة ، على وجه الخصوص ، في تقليل الضغط أثناء تسييل الفحم من 300-700 جو إلى 100 جو وما دونه ، وزيادة إنتاجية مولدات الغاز لمعالجة الفحم والصخر الزيتي ، وكذلك تطوير محفزات جديدة لتسييل الفحم. بناء الميثانول والبنزين على أساسه.

الآن لا يمكن استخدام تقنية Fischer-Tropsch إلا إذا استقرت أسعار النفط فوق 50-55 دولارًا للبرميل.

الاثيرات

الإيثرات هي سوائل عديمة اللون ومتحركة ومنخفضة الغليان ولها رائحة مميزة.
يعتبر ميثيل الإيثر الثلاثي البيوتيل (MTBE) حاليًا أكثر العوامل الواعدة المضادة للتشنج. في روسيا ، يُسمح بإضافته إلى وقود السيارات بنسبة تصل إلى 15 ٪. تحدث القيود بسبب ميزات الخصائص التشغيلية: قيمة حرارية منخفضة نسبيًا وعدوانية عالية تجاه المطاط. وفقًا لنتائج اختبار الطريق ، فإن البنزين الخالي من الرصاص المحتوي على 7-8٪ من مادة MTBE يتفوق في الأداء على البنزين المحتوي على الرصاص في جميع السرعات. تؤدي إضافة 10٪ من MTBE إلى البنزين إلى زيادة رقم الأوكتان وفقًا لطريقة البحث بمقدار 2.1-5.9 وحدة ، و 20٪ - بمقدار 4.6-12.6 وحدة ، وبالتالي فهي أكثر فعالية من الإضافات المعروفة مثل بنزين الكيل والميثانول .
يؤدي استخدام الوقود مع ميثيل ثلاثي البيوتيل إيثر إلى تحسين طفيف في قوة المحرك وأدائه الاقتصادي. MTBE هو سائل شفاف عديم اللون مع رائحة نفاذة. نقطة الغليان 54-55 درجة مئوية ، الكثافة 0.74 جم / سم 3. عدد الأوكتان بهذه الطريقة هو 115-135 نقطة. يقدر الإنتاج العالمي من MTBE بعشرات الملايين من الأطنان في السنة.

كعوامل محتملة ضد الاحتكاك ، من الممكن استخدام إيثيل ثلاثي بيوتيل إيثر ، وثالث أميل ميثيل إيثر ، وكذلك إثيرات الميثيل التي يتم الحصول عليها من الأوليفينات C₆-مع₇.

خصائص بعض الاثيرات.

الأثير	معادلة	جدا	MHMM	OC_تزوج	تي_كيب، ° С
MTBE	CH₃-O-C (CH₃)₃	118	110	114	55
ETBE	ج₂ح₅-O-C (CH₃)₃	118	102	110	70
MTAE	CH₃-O-C (CH₃)₂ج₂ح₅	111	98	104,5	87
ديب	(CH₃)₂CH-O-CH (CH₃)₂	110	99	104,5	69

للحصول على بنزين AI-95 و AI-98 ، عادةً ما تستخدم إضافات MTBE أو خليطها مع كحول ثلاثي بوتيل ، والذي يسمى Feterol - الاسم التجاري Octane-115. عيب هذه المكونات المحتوية على الأكسجين هو تطاير الإيثرات في الطقس الحار ، مما يؤدي إلى انخفاض في عدد الأوكتان.

وقود سائل من الغازات

من الصعب أن نتخيل أنه من خلال مواد بسيطة مثل أول أكسيد الكربون (أي أول أكسيد الكربون) والهيدروجين ، يمكن الحصول على المركبات العضوية المعقدة ، وهي أكثر أنواع الوقود السائل تنوعًا.

للحصول على وقود سائل ، يجب أن يكون لديك خليط من هذه الغازات ، حيث يوجد جزئين من الهيدروجين لكل جزء من أول أكسيد الكربون. يتم الحصول على هذا الخليط في جهاز خاص - مولدات الغاز. يتم نفخ مزيج من بخار الماء والهواء عبر طبقة من الكوك الساخن. يتحد الأكسجين الموجود في الهواء مع الكربون لتكوين أول أكسيد الكربون. هذه العملية تسمى تغويز الفحم. عندما تتحلل جزيئات الماء ، يتم إطلاق الهيدروجين. يتم إرسال خليط من الهيدروجين وأول أكسيد الكربون إلى الثلاجات. من هنا يذهب ما يسمى بغاز الماء إلى المفاعل. عند درجة حرارة 200 درجة ، تحت تأثير المحفزات الأكثر نشاطًا - الكوبالت أو النيكل - يدخل أول أكسيد الكربون والهيدروجين في تركيبة كيميائية. تتكون المواد الثقيلة المعقدة من عدد كبير من جزيئات الغاز الخفيف.

لا تساهم المحفزات في تكوين مركبات بسيطة من الكربون والهيدروجين فحسب ، بل تؤثر أيضًا على تعقيد إضافي - بلمرة الجزيئات: ترتبط ذرات الكربون في سلاسل ، وحلقات ، متضخمة بذرات الهيدروجين. تظهر مجموعة متنوعة من الهيدروكربونات مرة أخرى - من الغازات الخفيفة (بدءًا من الميثان) إلى البرافينات الصلبة عالية الانصهار التي تحتوي على ما يصل إلى 100 ذرة كربون في كل جزيء. يمر 60٪ تقريبًا من خليط الغاز المأخوذ في البداية إلى وقود سائل. هذا زيت مُعد صناعياً ، لا يختلف كثيرًا عن الزيت الطبيعي العادي.

دعنا ندخل إلى ورشة العمل حيث يتم تصنيع الوقود. الأجهزة الحديدية محاطة بأنسجة معقدة من الأنابيب السميكة. المحل هادئ ومهجور. تتحكم الأجهزة الخاصة تلقائيًا في العملية ، فهي نفسها تسجل درجة الحرارة والضغط. ومن المثير للاهتمام ، أن عملية تكوين الوقود السائل تحدث عند ضغط جوي عادي ودرجة حرارة تبلغ حوالي 200 درجة فقط. عند تصنيع الوقود من الغازات ، ليست هناك حاجة إلى معدات باهظة الثمن لخلق ضغوط ودرجات حرارة عالية. هذا يميز بشكل إيجابي التوليف من هدرجة الفحم.

تنتج الصناعة السوفيتية الآن مئات الآلاف من محركات الديزل التي تعمل على خليط من وقود الزيت الثقيل عالي الغليان.

هناك المزيد والمزيد من الشاحنات القوية التي يبلغ وزنها 25 طنًا - شاحنات قلابة وسفن آلية وحفارات ومركبات أخرى مزودة بمحركات ديزل. يتم زيادة ساحة السيارات والجرارات.

كما أن إنتاج وقود الديزل الاصطناعي يتزايد باستمرار.

لذا يتحكم الكيميائيون في العمليات ، ويحصلون على الدرجة المناسبة من الوقود.

تفتح مزايا هذه الطريقة آفاقًا كبيرة لها. يمكن الحصول على الوقود السائل من أي نوع من الفحم البني ، حتى أدنى درجة له.

يتيح التحويل إلى غاز مسبقًا للوقود الحصول على البنزين من الصخر الزيتي وحتى الخث ، ناهيك عن استخدام الغاز الطبيعي لهذا الغرض. في 1951-1955 ، تم بناء مصانع جديدة لإنتاج الوقود السائل الاصطناعي من الفحم والصخر الزيتي والجفت. فقط في جمهورية إستونيا الاشتراكية السوفياتية ، على أساس الصخر الزيتي المحلي ، سيزداد إنتاج هذا الوقود بنسبة 80٪ خلال فترة الخمس سنوات.

إس. جوشيف
أرز. ب ، داشكوف وأ. كاتكوفسكي
مجلة التكنولوجيا - الشباب العدد 7 1954

افضل من الطبيعة

مرة أخرى في نهاية القرن الماضي ، N. D

لفت زيلينسكي الانتباه إلى الاختلاف في بنية جزيئات الزيت. معظم جزيئات زيت باكو عالي الجودة عبارة عن حلقات مغلقة من ذرات الكربون تلتصق بها ذرات الهيدروجين على الجانبين.

تعتمد الجودة العالية للوقود بشكل أساسي على مثل هذا الهيكل الدوري للجزيئات. يحتوي زيت جروزني على كمية أقل من النفثينات - الهيدروكربونات الحلقية. تهيمن عليها جزيئات سلسلة الميثان الممتدة على شكل سلاسل من الذرات. البنزين ، الذي تم الحصول عليه من زيت جروزني ، عند ضغطه في أسطوانات المحرك ، انفجر تلقائيًا في وقت أبكر بكثير من اللحظة التي قفزت فيها شرارة الاشتعال بين أقطاب الشمعة.

تسببت هذه الظاهرة في الكثير من المتاعب لكل من الكيميائيين وبناة السيارات ، الذين سعوا دائمًا لزيادة قوة المحركات. تعتمد قوة المحرك وكفاءته بشكل أساسي على مدى قوة المكابس الموجودة في الأسطوانة في ضغط الخليط القابل للاحتراق. تعد نسبة الضغط (أي نسبة حجم الأسطوانة بأكملها إلى حجم الخليط القابل للاحتراق الذي يتم ضغطه بشدة في الأسطوانة) أحد أهم خصائص المحرك. كلما زادت نسبة الضغط ، كان المحرك أكثر قوة واقتصادًا. على سبيل المثال ، إذا زادت نسبة ضغط محرك السيارة من 5.25 إلى 10.3 ، فإن السيارة ، التي تتحرك بسرعة 40 كم / ساعة ، ستستهلك نصف كمية الوقود وتغطي ضعف المسافة على خزان واحد من البنزين .

ولكن ها هي المشكلة: أبخرة البنزين العادية لا يمكنها تحمل الضغط العالي والانفجار. يسخن المحرك بسرعة ، ويبدأ في الضرب ، كما لو كان على وشك الانهيار. قوتها تنخفض بشكل حاد.

أثناء التفجيرات ، تحترق حلقات المكبس وتاج المكبس وتتلف المحامل.

يتم تقييم خصائص الوقود هذه من خلال ما يسمى برقم الأوكتان. إذا قالوا أن رقم الأوكتان للوقود هو 60 ، فهذا يعني أن خصائص تفجيره هي نفس خصائص خليط يحتوي على 60٪ إيزوكتان و 40٪ هيبتان. تم أخذ هاتين المادتين كمعيار ليس عن طريق الصدفة: يقاوم الأيزوكتان الانفجار جيدًا (لذلك كان رقم الأوكتان الخاص به يساوي 100) ، بينما الهبتان ، على العكس من ذلك ، ينفجر بسهولة أكبر من جميع الهيدروكربونات السائلة الأخرى (تم أخذ رقم الأوكتان الخاص به على أنه 0).

لقد ظهر نوعًا من المقياس ، والذي بموجبه يمكنك معرفة كيفية انفجاره ، سواء كان نوعًا أو آخر من البنزين عالي الجودة.

كلما زاد عدد الأوكتان في البنزين ، كلما زاد ضغط المزيج القابل للاحتراق في الأسطوانات دون خوف من الانفجار ، كلما كان المحرك أكثر قوة واقتصادًا. في البداية ، كانت محركات الطائرات تعمل بالبنزين بمعدل أوكتان 50-55. أدى استخدام البنزين بدرجة أوكتان 87 في الطيران إلى زيادة قوة المحرك بنسبة 30-35 ٪ ، وساعد ظهور البنزين 100 أوكتان على زيادة قوة المحرك بنسبة 15-30 ٪ أخرى. بمعنى آخر ، أصبحت المحركات الحديثة تقريبًا ضعف قوة المحركات "القديمة" بمثل هذا الحجم من الأسطوانات.

يبدو أن جودة البنزين 100 أوكتان هي الحد الذي تضعه الطبيعة نفسها. لكن هذا الحد ، مثل العديد من الآخرين ، تم التغلب عليه من خلال العلم ، مسلحًا بالتكنولوجيا المتقدمة. الطائرات الحديثة تحلق على البنزين بدرجة أوكتان أعلى بكثير من 100. لا يوجد زيت في العالم يحتوي على بنزين بهذه الجودة العالية. لا يمكن الحصول على مثل هذا البنزين إلا بشكل مصطنع - عن طريق التوليف.

لطالما كان تصنيع الهيدروكربونات هدفًا مغريًا لأجيال عديدة من الكيميائيين. الأكاديمي ن. د.كتب زيلينسكي في عام 1931: "عندما يتعرف الكيميائي على بنية الهيدروكربونات البترولية ويدرس خصائصها ، لا يسعه إلا أن يتفاجأ بمدى سهولة خلق الطبيعة لهذه الأشكال المدهشة التي يصعب تحضيرها صناعياً."

اليوم ، يتم الحصول على الوقود السائل عالي الجودة من البنزين والغازات منخفضة الجودة عن طريق إعادة ترتيب السلاسل المستقيمة إلى هياكل متفرعة وحلقية.

معالجة النفايات إلى وقود في روسيا

في يناير 2019 ، وقع الرئيس فلاديمير بوتين مرسومًا بشأن إنشاء شركة المشغل البيئي الروسي ، والتي ستصبح المشغل الوحيد للنفايات في البلاد في شكل شركة قانون عام (PPC) ؛ سيتم تنفيذ مهام المؤسس من قبل وزارة الموارد الطبيعية. سيشارك المشغل في برامج الدولة لإدارة النفايات وجذب المستثمرين لمشاريع التخلص من النفايات.

ابتكار

مجمعات معالجة النفايات:
لأول مرة في إطار البحث المحلي تم تحديد المهمة (2011) الجمع بين التطورات المتقدمة المتباينة عبر العديد من الصناعات.
سيتم تطوير العديد من الخيارات لمجمعات معالجة النفايات الصديقة للبيئة وذات التقنية العالية والقادرة على المنافسة في السوق العالمية.تعظيم الاستفادة من المواد الخام والحرارة وتدفقات الغاز سيضمن أقصى إنتاج لكسور الوقود السائل ومواد البناء - دون أي نفايات تكنولوجية ، باستثناء غازات العادم المنقاة تحفيزيًا.
نتيجة للمعالجة ، سيتم إنتاج منتجات مربحة: الوقود والمواد المضافة ومواد البناء.

في المرحلة الأولى ، من المخطط إكمال الخط التجريبي للبحث والاختبار وإصدار الشهادات وبراءات الاختراع.
سيتم تنفيذ هذا العمل بالاشتراك مع مؤسسة سكولكوفو ، التي ينتمي إليها روسكويل.

مخطط بناء مجمعات معالجة متنقلة أو ثابتة تتكون من 1-5 خطوط من نفس النوع مع حجم معالجة سنوي يتراوح بين 50 و 250 ألف طن من النفايات الصلبة المحلية المحضرة (التي تم تشكيلها حديثًا وطمر النفايات) ، وفرز "ذيول" ، والحمأة ، والجفت ، وحمأة الفحم ، ونفايات الأخشاب والمواد العضوية الأخرى.
نتيجة للمعالجة ، سيتم إنتاج المنتجات التجارية:

ديزل
المنتجات الكيميائية: (البنزين والتولوين والنفرا أو جزء مركب من BTK) ،
يبني،
الخرسانة الخلوية.

أنظر أيضا

وقود السيارات البديل
الغاز الطبيعي الصناعي
اقتصاد الميثانول هو اقتصاد طاقة افتراضي في المستقبل حيث سيتم استبدال الوقود الأحفوري بالميثانول.
التقطير الجاف
GTL (بالإنجليزية من الغاز إلى السوائل - الغاز في السوائل) هي عملية تحويل الغاز الطبيعي إلى وقود محركات عالي الجودة وخالي من الكبريت ومنتجات هيدروكربونية أخرى (أثقل).
إنتاج التحلل المائي
وقود حيوي
الطاقة العالمية
الفرن الشمسي هو أبسط جهاز لاستخدام ضوء الشمس لطهي الطعام دون استخدام الوقود أو الكهرباء.