CC BY
3222. Мурин В.И., Кисленко Н.Н., Сурков Ю.В. Технология переработки газа и конденсата: Справочник: В 2 ч. М.: ООО «Недра-Бизнесцентр», 2002. Ч. 1. 517 с.
ПОЛУЧЕНИЕ СИНТЕТИЧЕСКОГО БЕНЗИНА
ИЗ ПРИРОДНОГО ГАЗА 1 2 Нуралиев С.С. , Хайитов Р.Р.
'Нуралиев Сарваржон Сидикжон угли - магистрант;
2Хайитов Руслан Рустамжонович - кандидат химических наук, старший преподаватель, кафедра технологии нефтехимической промышленности, факультет химической технологии, Бухарский инженерно-технологический институт, г. Бухара, Республика Узбекистан
Аннотация: высокие цены на нефть и энергию, сохраняющиеся в течение длительного времени, а также увеличивающийся спрос на автомобильное топливо, заставляют искать альтернативные источники производства топлив и химических продуктов. С этой целью в статье рассматривалась возможность получения синтетического бензина из природного газа. Изучен процесс получения бензина из синтез-газа по методу Фишера-Тропша. В лабораторных условиях получен бензин из природного газа на железном катализаторе под средним давлением. Полученные продукты синтеза сравнивались с продуктами, полученными по методу Фишера-Тропша.
Ключевые слова: альтернативное топливо, природный газ, метод Фишер-Тропша, синтез-газ, метанол, диметиловый эфир, синтез, синтетический бензин, катализатор.
Промышленная добыча нефти началась более 150 лет назад. За прошедшие с тех пор полтора века человечество уже израсходовало более половины нефтяных запасов. Вначале нефть использовалась в качестве источника тепловой энергии, теперь это стало экономически невыгодно. С наступлением автомобильной эры продукты фракционирования нефти в основном применяются в качестве моторного топлива. К 2030 году запасы нефтяных месторождений в значительной степени истощатся, соответственно возрастет стоимость добычи нефти и мир вплотную столкнется с проблемой использования альтернативных (ненефтяных) источников получения бензина и других видов топлива [1].
Альтернативные моторные топлива по видам можно классифицировать следующим образом: газомоторные топлива (сжиженный природный газ, сжатый природный газ, сжиженные нефтяные газы - пропан, бутан); спирты и бензоспиртовые смеси (метиловый, этиловый, изобутиловый и др. спирты и их смеси с автобензином в различных пропорциях); эфиры (метилтретбутиловый эфир (МТБЭ), метилтретамиловый эфир (МТАЭ), этил-третбутиловый эфир (ЭТБЭ), диизопропиловый эфир (ДИПЭ), а также диметиловый эфир (ДМЭ); синтетические жидкие топлива (СЖТ), получаемые из природного газа и угля; биотоплива (биоэтанол, биодизель), получаемые из возобновляемых видов сырья; водород и топливные элементы, работающие на водороде [2].
Постепенно растущее распространение получают синтетические жидкие топлива (СЖТ). Начало их производства было положено в Германии в 30-е годы прошлого века, а технология была разработана в середине 20-х годов немецкими химиками Ф. Фишером и Х. Тропшем.
В последнее время стал широко известен метод получения СЖТ, который применяется в промышленности для получения бензина из природного газа. Большая часть опубликованных сообщений об этом методе относится к технологической
стороне процесса синтеза и содержит лишь общие указания о составе и свойствах получаемого синтетического топлива [3].
Цель настоящей статьи - получение синтетического жидкого топлива из природного газа и дать сведения об углеводородном составе бензиновой фракции его.
Процесс получение синтетического бензина из природного газа состоит из четырех стадий. На первой получают кислород, который используется для производства синтез-газа - смеси, состоящей в основном из СО и Н2 (вторая стадия).
Синтез-газ из природного газа получают с помощью технологических процессов, которые можно разделить на две большие группы:
1) частичное окисление метана:
СН4 + 1/2О2 = СО + 2Н2 - 10,62 ккал/моль;
2) паровой риформинг:
СН4 +Н20 = СО + 3Н2 + 54,56 ккал/моль.
В каждой из этих реакций дополнительно образуется СО2, который в дальнейшем вступает в реакцию с метаном, образуя дополнительное количество СО и Н2:
СН4 + СО2 = 2С0 + 2Н2 + 62,05 ккал/моль.
Этот процесс позволяет использовать также избытки СО2, поступающие от других технологических процессов, что уменьшает объемы вредных выбросов и служит для управления составом синтез-газа.
На третьей стадии осуществляется собственно процесс Фишера-Тропша, в котором происходит синтез жидких углеводородов на базе компонентов синтез-газа.
В упрощенной записи этот процесс можно представить следующим образом:
пТО + (2п+1)Н2 = СпН2п+2 + пН20;
2пТО + пН2 = СпН2п + пС02.
Состав конечных продуктов зависит от применяемых катализаторов, температуры и давления, соотношения СО и Н2 в рабочей смеси и других факторов. При этом возможны модификации процесса с направленным получением различных полупродуктов (метанола, смеси линейных алканов и алкенов, альдегидов для производства спиртов, карбоновых кислот, аминов, многоатомных спиртов и др.).
На финальном шаге происходит облагораживание полученных полупродуктов с доведением их качества до требуемых параметров. Эта стадия хорошо освоена на современных нефтеперерабатывающих заводах в составе вторичных процессов нефтепереработки.
В таблице приводятся собственные экспериментальные данные о фракционном составе и свойствах продуктов синтеза, которые сравниваются с данными полученными по методу Фишера-Тропша при среднем давлении.
Таблица 1. Сравнение продуктов синтеза, полученных по лабораторным экспериментам и по методу Фишера-Тропша под средним давлением
Продукты синтеза Данные по методу Фишера-Тропша под средним давлением (кобальтовый катализатор) Собственные экспериментальные данные под средним давлением (железный катализатор)
выход, % масс. содержание олефинов, % об. выход, % масс. содержание олефинов, % об.
Сз + С4 10 40 32 82
Фракция нафты 30 26 56 85-90
Фракция дизельного
топлива 33 8 8 75-85
Остаток 27 - 4 -
Как видно из вышеизложенного, применение железного катализатора в процессе, дает значительно более высокий выход бензина. Кроме того, благодаря большему выходу фракции С3-С4, содержащей много олефинов, больше возможностей для получения полимерного бензина. В настоящее время получение бензина по предлагаемому методу еще не производится в промышленном масштабе и приводимые в статье данные о его составе и свойствах получены при исследовании продуктов, синтезированных на экспериментальных установках в лабораториях.
Список литературы
1. Белоконева О. Синтетический бензин // Наука и жизнь, 2004. № 11. С. 66-68.
2. Брагинский О.Б. Альтернативные моторные топлива: мировые тенденции и выбор для России // Российский химический журнал, 2008. Т. Ь11. № 6. С. 137-146.
3. Козин В.Г., Солодова Н.Л., Башкирцева Н.Ю., Абдулин А.И. Современные технологии производства компонентов моторных топлив. Казань, 2008. 328 с.
СОПОСТАВИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ СПОСОБОВ БОРЬБЫ
С РАЗЛИВШЕЙСЯ НЕФТЬЮ 1 2 Савриев Ш.М. , Шомуродов А.Ю.
1Савриев Шухрат Мажидович - старший преподаватель, кафедра техники безопасности; 2Шомуродов Азамат Юлдашович - преподаватель, кафедра технологии нефтехимической промышленности, факультет химической технологии, Бухарский инженерно-технологический институт, г. Бухара, Республика Узбекистан
Аннотация: в статье рассматривается устранение разливов нефти с водной поверхности, способ сбора нефти над загрязнением. В настоящее время создан оригинальный способ сбора нефти: над загрязнением распыляются намагниченные наночастищы железа, после чего образовавшаяся взвесь собирается постоянными магнитами, не требующими электропитания. По мнению специалистов-разработчиков, такой способ позволяет вернуть нефтепереработке 100% разлитой нефти, а технология совсем недорога. Дальнейшая очистка нефти от многократно используемых наночастиц осуществляется на борту специального нефтесборного судна. Ключевые слова: феноль, крезоль, ущерб, загрязнения, каучук, сорбентов, пенополистирол.
Нефть и нефтепродукты относятся к наиболее распространенным и опасным загрязняющим природные воды веществам. Помимо углеводородов в них находятся кислород, серо и азотсодержащие соединения. Малосернистая нефть содержит до 0.5% серы, высокосернистая - свыше 2%. Содержание азота и кислорода колеблется от десятых долей до 1,2-1,8%. В нефти обнаружено свыше 20 различных элементов (ванадий, никель, кальций, магний, железо, алюминий, кремний, натрий и др.) [4].
Нефть в воде образует слой на поверхности, при этом легкие углеводороды начинают испаряться. В водный раствор переходят жирные, карбоновые и нафтеновые кислоты, а также фенолы, крезолы. Через несколько суток после поступления нефтепродуктов в воду в результате химического и биохимического разложения образуются и другие растворимые соединения - окисленные углеводороды, токсичность которых значительно выше, чем неокисленных углеводородов. Часть содержащейся в воде нефти и продуктов её разложения
