Отримання бензину і висококалорійних газів з вугілля

Вугілля і нафта при порівнянні їх елементного складу виявляються найближчими родичами. Головна відмінність твердого та рідкого палива в різниці змісту найбільш калорійного елемента – водню (4-8% у вугіллі проти 11-15% в нафти).

Якщо тонко подрібнене вугілля насичувати воднем і даний процес буде відбуватися за певних термодинамічних умовах, то тверде паливо майже повністю переходить в рідкий стан. Виходить синтетична нафта, близька по властивостях природного.

Процес гідрогенізації вугілля відбувається при температурі 400-500 ОС і тиску 50-300 кгс / см2.

Як джерело водню і розчинника вугілля (пастообразователя) можуть бути використані залишки від перегонки нафти або синтетична нафта, що отримується в результаті самого процесу. Для інтенсифікації процесу в камеру вводиться елементарний водень.

Без розчинника в рідкий стан переходить тільки 5-8% вугілля. Значною мірою прискорити гидрогенизацию, а також збільшити ступінь зрідження вугілля дозволяють каталізатори: молібден, кобальт, нікель, залізо, олово, алюміній та їх сполуки.

Рідке паливо з вугілля можна отримувати і за іншим принципом: спочатку вугільне сировину піддати процесу газифікації, а потім сжижать газ в присутності каталізатора, щоб отримати різні рідкі фракції.

В даний час в багатьох країнах приділяється серйозна увага питанням виробництва рідкого синтетичного палива з вугілля. Виділяються значні кошти на дослідження, конструювання досвідчених установок. Дослідження по гідрогенізації вугілля почалися ще в 30-х роках в СРСР. У Радянському союзі експерименти велися в основному на базі дешевих бурого вугілля Кансько-Ачинського басейну і газових, довгополуменевого вугілля Кузнецького басейну.

Був розроблений прогресивний спосіб так званої рідкофазної гідрогенізації, де в якості пастообразователя (донора водню) використовується не нафта, а продукти гідрогенізації вугілля.

Питома витрата вугілля в цілому залежить в першу чергу від його якості і технологічних властивостей, а також від методу гідрогенізації. Щоб отримати одну тонну синтетичної нафти з урахуванням всіх витрат, в тому числі на виробництво водню і енергетичне забезпечення процесу, потрібно 4-5 тонн Кансько-Ачинського або 2-3 тонни Кузнецького вугілля. Залежно від умов проведення гідрогенізації і складу вихідного вугілля можна отримати бензин, солярку, мазут, гас, а також сировину для органічного синтезу.

Ще радянські вчені прийшли до висновку, що витрати на виробництво однієї тонни рідкого палива з вугілля на 30% менше, ніж на отримання подібних продуктів з нафти, що видобувається традиційним способом.

Це говорить про величезні перспективи виробництва синтетичного палива з вугілля. Але як не парадоксально масштаб подібних дослідницьких робіт в Україні практично не ведеться. Це пояснюється значним багатством України ресурсами рідких і газоподібних вуглеводнів.

Ще один метод отримання синтетичного палива – газифікація, тобто облагороджування низькокалорійного вугілля з метою отримання висококалорійних газів різного призначення. Для газифікації придатні всі види твердого палива, в тому числі буре і кам’яне вугілля, запаси яких в Україні оцінюються в сотні мільярдів тонн. Ще в період з 50-го по 60-ий рік в Радянському Союзі працювало понад 340 газогенераторних станцій. Вони давали більше 15 мільярдів кубометрів енергетичних і технологічних газів на рік. З ростом видобутку більш дешевого природного газу обсяги газифікації вугілля різко зменшилися. Але інтерес до цього знову виник ще на зорі Радянського союзу, але об’єктивні причини тих років загнали цю ініціативу в далекий кут на довгі роки.

Використання в паливному балансі країни синтетичних вуглеводнів, одержуваних з вугілля, перспектива найближчого майбутнього. Необхідна оцінка ресурсів і розвідка родовищ вугілля придатних для синтезу, розробка напівпромислових, промислових установок для гідрогенізації і газифікації. На завершення ще одна важлива обставина.

Ссылка на основную публикацию