Стислі відомості про отримання палив і олив з ненафтоврї сировини

Інтенсивний розвиток техніки викликав необхідність розши­рення сировинної бази для виготовлення палив і олив, оскільки запаси нафти обмежені. Тому ведуться роботи по дослідженню технологій одержання альтернативних палив і олив. Так назива­ють паливно-мастильні матеріали, виготовлені з аливо розд сиро­вини. Наданий час промисловість освоїла виробництво альтерна­тивних палив і олив з твердих горючих копалин і газів та шляхом синтезування.

Палива і оливи з твердих горючих копалин. Хімічний склад го­рючої частини твердих палив (вугілля, сланці, торф тощо) — це ті ж елементи з яких складається і нафта: вуглець, водень, сірка, кисень і азот. Наявність вуглецю і водню у твердих горючих копалинах дає можливість використати їх як сировину для одер­жання рідких палив. І для цього застосовують процеси: напів-коксування, коксування, а також деструктивної гідрогенізації.

Суть цих процесів полягає в нагріванні палива до порівняно високих температур без доступу повітря. При цьому відбува­ється розкладання органічних речовин, в результаті чого одержу­ють чотири види продуктів: газ, смолисті речовини (смолу), воду розкладання та твердий залишок. Склад цих продуктів і їх вихід залежать від виду палива та умов проведення процесу.

Напівкоксування (низькотемпературне коксування) полягає в нагріванні твердого палива без доступу повітря (для вугілля температура 477-577 °С). Кінцевими продуктами є напівкокс, гази і смола напівкоксування. Вихід смоли, наприклад з бурого вугілля, становить 12-22 %. Смолу переганяють аналогічно пря­мій перегонці нафти і при цьому одержують 18-22 % бензину, 20-25 % гасу і 50-60 % мазуту. Останній може в майбутньому застосовуватись як сировина для крекінг-процесу з метою одер­жання світлих нафтопродуктів.

Коксування. Процес відбувається при температурі вищій, ніж напівкоксування (для вугілля 636-954 °С), внаслідок чого розщеп­лення сировини поглиблюється, зменшується кількість смоли і збільшується кількість газу.

Деструктивна гідрогенізація полягає в руйнуванні (деструкції) важких вуглеводневих молекул, які входять до складу сировини, з утворенням молекул меншої молекулярної маси і насичення віль­них молекулярних зв’язків воднем (гідрогенізація). Склад сирови­ни вибирають з таким розрахунком, щоб отримати оптимальне співвідношення між вуглецем і воднем. Перед деструктивною гідро­генізацією вугілля подрібнюють у порошок, а потім перемішують зі смолою або залишком нафти. При температурі 480-500 °С і тиску 20-30 Мпа у присутності водню вуглець вугілля насичуєть­ся воднем і зріджується з утворенням вуглеводнів. Одержану рідку масу відправляють на пряму перегонку для розподілу на паливні та оливні фракції. Вихід бензину становить біля 60 %, газоподібних продуктів до ЗО %.

Синтез газів — це одержання різних вуглеводнів шляхом взає­модії оксиду вуглецю з воднем при підвищеній температурі в присутності каталізатора. При атмосферному тиску і температурі 180-210 °С одержують бутан-пропанову і легку бензинову фракції. Газові фракції використовують як паливо у вигляді скраплених газів, а бензинові фракції підлягають полімеризації у присутності каталізатора під тиском 20 Мпа. У результаті синтезу газів одержують бензин (40-45 %), дизельне паливо

(15-30 %) і важкі фракції (аливо розда олива) — 10-17 %. За групо­вим хімічним складом ці види палив близькі до прямогонних продуктів і використовуються найчастіше в суміші з ними.

Синтетичні оливи. Основну масу олив одержують шляхом вакуумної перегонки мазуту, однак для сучасних машин потрібні оливи більш високої якості з наперед заданими експлуатацій­ними властивостями. Такі оливи отримують в результаті синтезу двох або більшої кількості простих речовин і тому їх називають синтетичними.

Існують різні види синтетичних олив (біля 10 видів), най­більш поширеними з них є: вуглеводневі оливи, оливи на основі кремнійорганічних сполук (силіконові), поліефірні, поліалкілен-гліколі, аливо роздавал.

Синтетичні вуглеводневі оливи одержують в результаті синтезу етилену під тиском 1,0-1,5 Мпа, при температурі біля 200 °С у присутності каталізатора.

Для одержання силіконових олив у вуглеводнях замінюють частину атомів вуглецю на атоми кремнію так, щоб останні були з’єднані між собою в ланцюгу через кисень:

Поліал кіл єн аливо р (полігліколі) — маслянисті рідини, одер­жані шляхом з’єднання молекул етиленгліколю між собою у вигляді довгих ланцюгів.

При проведенні робіт в галузі атомної енергетики виникла необхідність в оливах, які б не вступали в реакції зі сполуками урану, киснем і витримували високі температури. Такими вияви­лись аливо роздава оливи, які одержують у результаті реакції заміщення атомів водню в мінеральній оливі на фтор. Якщо тільки частину атомів водню у вуглеводнів замінити на фтор, а інші атоми водню — на хлор, то одержують інший вид сполук — фтор-хлорвуглеці.

Синтетичні оливи — дуже перспективний вид мастиль­них матеріалів, їх застосування зростає з року в рік.

Дата добавления: 2014-01-04