Внедрение в региональный топливно-энергетический комплекс новых технологий производства энергетического и моторного топлива в Казахстане и СНГ.
Мировые запасы нефти неуклонно сокращаются. Дефицит топливно-энергетических ресурсов настоятельно требует как рационального использования имеющихся ресурсов, так и разработки способов получения новых нетрадиционных их видов, удовлетворяющих энергетическим и экологическим требованиям.
Сущность предложения заключается в закономерности изменения состава и структуры бурого угля в зависимости от возраста, а далее получения устойчивых эмульсионных топлив, включающие жидкие углеводороды, модифицирующие добавки, воду и поверхностно-активные вещества.
Технология производства эмульсионного топлива включает следующие основные стадии: ожижение бурого угля, стабилизацию эмульсионной системы и очистку эмульсионной системы от механических примесей и взвешенных частиц.
Плазмохимическая технология производства моторного топлива из бурого угля, основывающаяся на том, что у молодых по возрасту бурых углей характерно более высокое содержание гетероатомов, а макромолекулы в структуре этих углей соединяются между собой, преимущественно с помощью электронно-донорно-акцепторных механизмов.
Обнаружено явление – при определенных условиях взаимодействия бурого угля с модифицирующими добавками бурый уголь из твердого агрегатного состояния переходит в жидкое агрегатное состояние при комнатной температуре и атмосферном давлении, и установлены граничные условия фазовых переходов. Это открытие позволило на его основе создать современную технологию производства эмульсионного и моторного топлива для энергетических установок и автомашин.
Полученная в рамках данного проекта эмульсия – это готовое топливо для энергетических установок: котельные, печное и газотурбинное топлива. Применение эмульсионного топлива повышает экономичность энергоустановок, как за счет снижение недожога, так и вследствие уменьшения загрязнения рабочих поверхности нагрева котлах. Снижение недожога обусловлена тем, что вода в зоне горение в виде перегретого пара способствует более тонкому распылению углеводородной основы. Это приводит к практически полному (99,7%) ее выгоранию и как следствие к существенному снижению в отходящих газах сажи, бензопирена и вторичных углеводородов.
Важным преимуществом плазмохимической технологии переработки углеводородного сырья является значительное упрощение и удешевление традиционных процессов его переработки с одновременным увеличением выхода бензина, дизельного топлива, и других целевых продуктов и повышения их качества. Моторное масло (бензин, дизельное топливо), полученное из бурого угля, по физико-химическим свойствам аналогично моторному топливу из альтернативного нефти твердого органического сырья – бурого угля в экономически рентабельных условиях.
Основные технологические процессы новой технологии исследованы и испытаны на пилотных установках.
Для выполнения работ по данному проекту создан реактор, который представляет собой стальной вертикальный аппарат колонного типа. В корпусе реактора помещен стационарный слой катализатора необходимой высоты. Очищенное и подготовленное углеводородное сырье при комнатной температуре равномерно подается в колонну снизу. В колонну сверху подается мощный поток микроволнового излучения. В объеме катализатора генерируется микроволновая плотная неравномерная плазма, катализатор и реагент они разогреваются до рабочей температуры, в слое катализатора осуществляется каталитический крегинг углеводородного сырья и другие реакционные превращения. В верхнюю зону колонны поступает в катализатор в газообразном виде, который выводится из колонны и подается на последующую стадию приготовления топлива. Создан специальный полифункциональный гетерополикислотный катализатор, позволяющий в одну стадию при одном проходе углеводородного сырья проводить до 4-х реакций одновременно. При этом проведении процесса не требуется применение водорода.
В итоге для создания завода по производству энергетического и моторного масла из бурого угля необходимо осуществить финансирование работ 150 млн. евро. В результате получим энергетическое топливо (котельное топливо, идентичное мазуту М-100) в объеме 300 000 тонн в год, моторное топливо (высокооктановый бензин идентичный бензину марки Премиум 95) в количестве 200 000 тонн в год и 20 000 000 шт. в год керамокирпичей из дешевого ископаемого сырья - бурого угля.
ЛИТЕРАТУРА
- Гроссе Э., Вайсмантель Х. «Химия для любознательных».
- Гроссе Э., Вайсмантель Х. «Основы химии и занимательные опыты».