Технологии за производство на изкуствени горива, алтернативни видове течни моторни горива,

По целия свят бяха признати местните технологии за газификация на въглища и последващото производство на изкуствено гориво с помощта на селективни зеолитни катализатори, разработени по това време от учени от Московския институт за изкопаеми горива съвместно с Института по органична химия на Академията на науките на СССР. В Южна Африка от 1983 г. работят три завода Sasol с общ капацитет от около 33 милиона тона годишно за въглища или 4,5 милиона тона годишно за течни моторни горива. Технологията се основава на газификация на въглища по метода Пурга под налягане, последвана от синтез на въглеводороди по метода на Фишер-Тропш. В същото време, въз основа на опита на промишлено предприятие в южноафриканския град Сасолбург, от три вариации на темата за синтез на Фишер-Тропш (процесът в суспендиран слой на прахообразен катализатор по метода на Келог, високоефективен синтез върху стационарен железен катализатор по метода на Ruhrchemy-Lurga и течнофазов синтез поRheinpreufien -метод на Koppers ), само първият и частично вторият са приемливи за получаване на моторни горива в промишлен мащаб. Понастоящем промишлената обработка на твърди каустобиолити с цел получаване на моторни изкуствени горива и химически продукти се извършва в ограничен обем. В същото време, поради постоянното покачване на цените на петрола, намаляването на запасите му, високите разходи за проучване на нови находища и сложната, екологично опасна доставка на петрол в Европа, Северна Америка и Япония, в много страни по света продължават да се извършват изследователски и пилотни работи за подобряване на процесите на хидрогениране и газификация на въглища, за да се получи синтетично течно гориво. По-специално, такива работипроведени в Южна Африка, Китай, САЩ, Германия, Япония, Австралия, Индонезия, Филипините, Полша, Украйна и други страни. От 2004 г. в рамките на Енергийната харта на Европейския съюз се провежда диалог за разработването наалтернативни видове течни моторни горива, предимно биогорива и синтетични изкуствени горива, произведени от газообразни и твърди въглеродни суровини. Най-често въглищата се разглеждат като твърда суровина за производството на течно синтетично гориво. Въглищата са твърдо изкопаемо гориво с моларно съотношение на водород към въглерод от около 0,8. За суровия петрол това съотношение е 1,3. 1.9; за бензин и дизелово гориво - около 2. За превръщането на въглищата в течно гориво е необходимо да се въведе липсващият водород в неговата структура. Това може да стане чрез пиролиза или (по-ефективно) чрез директни или индиректни методи на втечняване (или комбинация от двете). Директното втечняване разтваря въглищата в богат на водород разтворител при висока температура и налягане. След това се извършва хидрокрекинг с помощта на катализатори. Получените петролни продукти изискват рафиниране, преди да влязат на пазара. Недостатъците на метода са високите експлоатационни разходи и по-високите емисии на CO2. Този метод се счита за по-ефективен от индиректния метод на втечняване (обща енергийна ефективност - 60,70%) и е избран по-специално от китайската компания Shenhua за новите си проекти в тази област. Методът за едноетапно директно втечняване е тестван в пилотна инсталация с капацитет 150 тона на ден в град Кашима (Япония). При косвеното втечняване първият етап на обработка е газификация на въглища с водна пара за получаване на синтезен газ(смеси от водород и въглероден окис). След отстраняване на серните съединения и частиците сингазът реагира с помощта на катализатор при относително ниско налягане и температура. Съставът на крайните продукти зависи от вида на реакцията и катализатора. Методът на непряко втечняване се характеризира с получаване на свръхчисто гориво. Този метод е много подходящ за целите на улавяне и съхранение на въглерод, въпреки че процесът е по-малко ефективен (приблизително 40% обща енергийна ефективност) и произвеждаизкуствени горива с по-ниска калоричност. Тази технология е доказана в търговската мрежа и в момента се използва отSasol, южноафриканска компания. Каталитичен двуетапен метод за втечняване, базиран на хидрогениране на въглища ("H-coal technology "), тестван в пилотна инсталация с капацитет от 6 тона на ден в Wilsonville (САЩ). Течната екстракция и двуетапният процес на втечняване на въглища са тествани в пилотна инсталация с капацитет от 2,5 тона на ден в Point of Eyre (UK). Втечняването на лигнитни въглища на два етапа се извършва в пилотна инсталация с капацитет 50 тона на ден в Моруел, Австралия. Друга, но потенциална алтернатива, може да бъде метод (за който е подадена заявка за патент), разработен от Global Resource Corporation (САЩ). Този процес използва микровълни с определена честота за производство на петролни продукти от различни въглеводороди. Очаква се този процес да осигури намаляване на разходите и емисиите на CO2, но това все още не е доказано в широкомащабни приложения. Основните компании с усъвършенствана технология за втечняване на въглища са Cheveron, General Electric, Lurgi, ExxonMobil, Sasol и Shell. По принципСинтетичните горива могат също да се произвеждат заедно с електричеството в инсталации с комбиниран цикъл на интегрирана газификация (IGCC). Този процес се нарича още "ко-продукция" или "полигенерация". Изследванията върху хидрогенирането на въглища се провеждат широко в Австралия, Обединеното кралство, Германия, Испания, Индонезия, Колумбия, Китай, Пакистан, Япония, Полша и САЩ. И така, в САЩ Exxon, Gulf Oil Corp., Pittsburgh and Midway Coal Mining и други са разработили технология за хидрогениране на въглища под налягане от 20 MPa с рециркулиращ пастообразуващ агент - донор на водород в присъствието на суспендиран алуминиево-кобалт-молибденов катализатор - процесът Solvent Refining Coal (SRC), както и модификация на Hydrocar bon Oil (H-O il )" - процес "Въглеводородни въглища (H-Coal )", реализиран от "Hydrocarbon Research ", некаталитичен процес "Exxon Donor Solvent (EDS)" и т.н. Също така беше съобщено, че е съобщено за изграждането на завод за преработка на 1500 тона въглища на ден в Охайо. Тук е уместно да се отбележи, че директното деструктивно хидрогениране (заедно с газификацията и последващото приложение на технологията на Фишер-Тропш) е било и остава много обещаващ метод за получаване на течни въглеводороди (моторни горива, масла и смазочни материали, както и суровини за последващ органичен синтез) от въглища и други твърди каустобиолити. Методът за газификация на кондензирани изкопаеми горива, предимно от същите въглища, в момента е практически единственият икономически приемлив промишлен метод за производство на водород, необходим за хидрогениране. В Китай в края на 2008 г. - началото на 2009 г. беше пуснат в експлоатация първият етап от голяма инсталация за газификация на въглища с последващ синтез на моторни горивапо метода на Фишер Тропш. Shenhua Group, една от най-големите въгледобивни компании в Китай, придоби 80% от акциите на Coal Liquefaction Research Center. Центърът е предназначен за разработване на технологии за преработка на въглища в дизелово гориво, бензин и други петролни продукти. Китайското правителство подкрепя създаването на технология, която може бързо да увеличи доставките на петролни продукти за вътрешния пазар на страната, ако вносът на петрол намалее или цените на петрола се повишат. В момента Китай е вторият по големина вносител на петрол след САЩ. В Германия (Zeitz) около 0,5 милиона тона годишно въглищен полукоксов катран се преработват чрез директно хидрогениране в компоненти на моторното гориво, смазочни масла и парафин. В германския пилотен завод в Ботроп повече от 350 хиляди тона въглища от различни находища в Германия (Gesamtmenge, Westernholt-Kohle, Prosper-Kohle) бяха преработени в течни продукти, а също така бяха тествани въглища от САЩ и Австралия (Илинойс № 6, Уайоминг, Западна Дакота и др.). Там се използва модифициран метод на Бергиус. Полски институт по химическа обработка на въглища, Университет за наука и технологии, Институт по икономика на минералните и енергийните ресурси; Институтът по икономика на Полската академия на науките и Силезкият технологичен университет участват в изследванията на въглищните технологии, включително газификацията и втечняването. Най-голямата компания за въглища в Полша "Venglowa's Kopalna " (KB) започна разработването на проект за завод за производство на течни горива и химически продукти от въглища. Стойността на изграждането на централата се оценява на 645 милиона долара. САЩ. Пускането на завода е предвидено за 2012 г. Според проекта 1 литър бензин от въглища ще струва два пъти по-евтино от сегашните цени. Заводът ще преработва 5 милиона тона въглища годишно. Според полскияспециалисти, комбинираното производство на синтетични моторни горива, метанол и електричество ще направи този завод рентабилен без много мерки за стимулиране. Основните рискове са свързани с регулаторни проблеми, т.к Понастоящем такива инсталации принадлежат към химическата промишленост, в която например има различни стандарти за емисиите на парникови газове, по-специално въглероден диоксид CO2, отколкото енергията. В „Стратегията за развитие на въгледобивната индустрия в Полша за периода 2007 г. 2015" значението на въгледобивната индустрия за Полша се признава и се предвиждат значителни инвестиции в този сектор. Стратегията предвижда и сериозна оценка на възможните варианти за производство на синтетичен газ и течни изкуствени горива. Очаква се правителството да насърчава използването на подходящи технологии. Политическите стимули на полското правителство включват гаранции по заеми, инвестиционни данъчни отстъпки и субсидии за синтетични горива чрез намалени акцизи. В Казахстан е в ход изграждането на експерименталния въглищно-химичен комплекс "Приозерски" за преработка на 65 хиляди тона каражирински въглища годишно в течно гориво и други горивни продукти. Разработката на проекта е извършена от Научноизследователския институт за нови химически технологии и материали (Алмати), Института по органичен синтез и въгледохимия (Караганда) и Института за проектиране и проектиране на ПТП на SNOPE "Казмеханобр ". Комплексът е проектиран да произвежда 9 000 тона бензин годишно, 16 000 тона ниско съдържание на сяра (S -->

---