Od čega se proizvodi benzin? Tehnologija proizvodnje benzina. Rafinerija

U današnjem svijetu cijene benzina stalno rastu, unatoč činjenici da cijena nafte stalno pada.

U tom smislu, mnogi počinju razmišljati o tome je li moguće napraviti benzin kod kuće i kako to učiniti.

Dobivanje iz ugljena

Postoje dvije učinkovite i dokazane metode. Obje ove metode razvili su njemački znanstvenici početkom prošlog stoljeća.

Tijekom Velikog domovinskog rata gotovo sva njemačka oprema kretala se uz pomoć goriva na ugljen.

Uostalom, kao što znate, u Njemačkoj nema naftnih polja, ali je uspostavljeno rudarenje ugljena. Nijemci su od mrkog ugljena napravili sintetičko gorivo za dizel i benzin.

Iznenađujuće, u smislu kemije, ugljen nije toliko različit od nafte kao što mnogi misle. Imaju jednu osnovu - to su vodik i zapaljivi ugljikovi spojevi. Istina, u ugljenu ima manje vodika. Zapaljiva smjesa može se dobiti izravnavanjem indikatora vodika.

To možete učiniti na sljedeće načine:

• hidrogeniranje ili drugačija likvefakcija;
• rasplinjavanje.

Što je hidrogenacija

Od jedne tone ugljena može se dobiti približno 80 kg benzina. U isto vrijeme, ugljen mora sadržavati 35% hlapljivih tvari.

Za početak obrade ugljen se fino melje u stanje praha. Zatim se ugljena prašina temeljito osuši. Nakon toga se miješa s loživim uljem ili uljem dok se ne dobije pastasta masa.

Hidrogenacija je dodavanje vodika koji nedostaje u smjesu ugljena. Sirovinu stavljamo u specijalizirani autoklav i zagrijavamo. Temperatura u njemu trebala bi biti oko 500 stupnjeva, a tlak 200 bara.

Za stvaranje benzina potrebne su dvije faze:

• tekuća faza;
• parna faza.

U autoklavu se odvija nekoliko prilično složenih kemijskih reakcija. Ugljen je zasićen potrebnim vodikom, a složene čestice koje ulaze u njegov sastav raspadaju se na jednostavne.

Kao rezultat toga, dobivamo dizelsko gorivo ili benzin. To će ovisiti o samom procesu.

Još jednom, cijeli proces hidrogenacije točku po točku:

1. mljevenje ugljena do stanja prašine;
2. dodavanje ulja u njega;
3. zagrijavanje u autoklavu na visokoj temperaturi.

Vrlo je važno napraviti pravu opremu. Kod kuće ga je prilično teško napraviti sami, jer je tlak u autoklavima veći nego u bocama s kisikom.

To je važno: zapamtite mjere opreza. Sam proces je prilično eksplozivan. Nikada ne pušite u blizini jedinice i ne palite vatru.

Plinofikacija

Rasplinjavanje je razgradnja krutog goriva u plinove.

Kasnije se dobivenim plinovima dodaju tvari koje nedostaju i prelaze u tekuće stanje da bi se dobio benzin.

Postoji nekoliko načina pretvaranja ugljena u benzin rasplinjavanjem.

Prva metoda se teoretski može koristiti kod kuće. Naziva se Fischer-Tropsch metoda. Ali ova je metoda prilično naporna u izvođenju, zahtijeva previše složenu opremu i na kraju se ispostavlja neisplativom, jer se troši puno ugljena, a gotovi benzin je jeftiniji.

Osim toga, oslobađa se velika količina ugljičnog dioksida, proces recikliranja postaje vrlo opasan kod kuće. Stoga ovu metodu nećemo detaljnije analizirati.

Postoji i metoda toplinske rasplinjavanja. Provodi se zagrijavanjem sirovine u potpunoj odsutnosti kisika. Naravno, to zahtijeva i odgovarajuću opremu. Uostalom, temperatura raspadanja ugljena u plin je 1200 stupnjeva.

Glavna prednost ove metode je da se dio plinova šalje u sintezu benzinskog goriva, a dio u zagrijavanje sirovina. To pomaže smanjiti troškove. Dakle, sam ugljen se zagrijava.

Izrada benzina od starih guma

Možete napraviti benzin vlastitim rukama koristeći stare gumene gume.

Ovo će zahtijevati:

• gumeni otpad;
• peći;
• destilator;
• vatrostalne posude.

Stručni savjet: ne pravite benzin u gradskom stanu. Proces je popraćen dimom s oštrim mirisom gume.

Korak po korak upute za izradu benzina od gumenih guma su sljedeće:

1. Potrebno je pripremiti metalnu bačvu s poklopcem koji se čvrsto prianja. Osim toga, potrebna je cijev otporna na toplinu. Mora biti spojen odozgo na poklopac. Na ovaj način dobivate domaću tortu. Zatim vam je potrebna posuda za kondenzat i još jedna mala posuda s dvije cijevi za stvaranje vodene brtve. Jedna cijev se spušta u vodu, a druga se drži iznad nje.
2. Zatim morate sastaviti uređaj za proizvodnju ugljikovodika u tekućem obliku. Da bismo to učinili, spojimo cijev iz naše retorte na kondenzat. Zatim također spojimo kondenzat i vodenu brtvu s crijevom. Drugu cijev spojimo na peć na koju postavljamo retortu. Rezultat je zatvoreni sustav za pucanje na visokim temperaturama.
3. Stavili smo gumu u retortu i čvrsto zatvorili poklopac, a zatim je potrebno zagrijati na jakoj vatri. Na visokim temperaturama molekule gume se uništavaju. Dolazi do sublimacije, tj. prijelaza iz krutog stanja u plinovito stanje zaobilazeći tekući stadij. Taj plin zatim ulazi u naš kondenzator, gdje je temperatura mnogo niža. Pare se kondenziraju, a kao rezultat dobivamo ulje u tekućem obliku.
4. Dobivena tvar mora se pročistiti, za to vam je potreban destilator, koji se često koristi pri korištenju destilatora mjesečine. Suspenzija se dovede do vrenja na temperaturi od 200 stupnjeva i dobije se benzin.

Bilješka: Izbjegavajte otvoreni plamen tijekom procesa destilacije. Najbolje je koristiti električni štednjak.

Alternativni načini

Benzin se ne proizvodi samo od ugljena i gumenih guma.

Može se dobiti iz smeća, drva za ogrjev, peleta, lišća, ljuske oraha, ljuske sjemena, zrna kukuruza, treseta, slame, trske, korova, trske, starih pragova, suhog ptičjeg i životinjskog gnoja, plastičnih boca, medicinskog otpada itd.

Proces proizvodnje benzina kod kuće, o kojem se gore govori, nije tako kompliciran kao što se čini na prvi pogled. Pojmovi kao što su hidrogenizacija, rasplinjavanje itd. mogu dovesti u zabludu. Ali zapravo, postavljanje proizvodnje i pravljenje benzina vlastitim rukama nije tako teško kao što se čini.

Predstavljamo vam zanimljivo izvješće o tome kako napraviti benzin kod kuće:

Benzin poskupljuje - iako nafta pada! Kako je sve čudno posloženo kod nas. Pa, u redu, mnogi od nas razmišljaju - je li moguće napraviti benzin kod kuće? I kako se to uopće radi? Kakav je to složen tehnički proces nakon kojeg benzin sada košta kao "zlato". Danas sam odlučio napisati kratki članak u kojem ćemo razmotriti proizvodni proces ovog goriva. Vidjet ćete da nije tako teško kao što se čini...

Kao što znate, benzin se proizvodi od nafte, ako želite, onda je ovo "prazno" za buduće gorivo. Usput, od ostataka nakon destilacije dobivaju puno više, na primjer, kerozin, loživo ulje itd. Tako je litra ovog "fosila" podijeljena na mnoge komponente.

S druge strane, nafta se može razgraditi na dvije glavne komponente, a to su ugljik (oko 85%) i vodik (oko 15%). Oni su međusobno povezani stotinama veza, koje onda nazivamo ugljikovodicima - pak, također se mogu podijeliti na složene i lake sastave - ali svi su ti spojevi, zapravo, ulje.

Benzin se iz njega ekstrahira na dva glavna načina - to je proces "izravne destilacije" i napredniji koji ima puno naziva - platforming, reforming, hidroreforming, ali sada su najpopularniji toplinsko i katalitičko krekiranje. Sada detaljnije.

Ravni postupak destilacije

Ovo je vrlo drevna metoda, izumljena je u zoru benzinskih motora. Ako želite, ne razlikuje se u super tehnologijama i lako se može ponoviti u svakom domu, o tome kasnije.

Sam fizički proces sastoji se u zagrijavanju ulja i isparavanju potrebnih sastava iz njega. . Proces se odvija pri atmosferskom tlaku i zatvorenoj posudi u koju je ugrađena odvodna cijev za plin. Kada se zagrijavaju, hlapljivi spojevi počinju isparavati iz ulja:

• Temperatura od 35 do 200 ° C - dobivamo benzin
• Temperatura od 150 do 305 °C - kerozin
• Od 150 do 360 ° C - dizelsko gorivo.

Zatim se jednostavno kondenziraju u drugu posudu.

Ali ova metoda ima mnogo nedostataka:

• Dobivamo vrlo malo goriva - tako da se iz jedne litre dobije samo 150 ml. benzin.
• Dobiveni benzin je vrlo niskog oktana, oko 50 - 60 jedinica. Kao što razumijete, da biste dostigli 92 - 95, potrebno vam je puno aditiva.

Općenito, ovaj je proces beznadno zastario, u modernim uvjetima jednostavno nije komercijalno isplativ. Stoga su se mnoga prerađivačka poduzeća sada prebacila na isplativiju, napredniju metodu proizvodnje.

Toplinsko i katalitičko krekiranje

Ovaj proces dobivanja benzina je vrlo kompliciran, ne možete ga dobiti kod kuće na ovaj način - definitivno! Ne želim se penjati u džunglu, opterećivati ​​vas složenim kemijskim i fizičkim terminima. Stoga ću pokušati reći ono što je rečeno "na prste".

Suština krekiranja je jednostavna . Nafta se kemijski i fizički razgrađuje na svoje sastojke - to jest, velike, složene molekule ugljikovodika pretvaraju se u manje i jednostavnije koje tvore benzin.

Što nam to daje, koje su prednosti:

• Izlaz benzina povećava se nekoliko puta, do 40 - 50%. To jest, u usporedbi s destilacijom, već imamo gotovo pola litre goriva.
• Oktanski broj je znatno povećan - obično je oko 70 - 80 jedinica. Naravno, ne možete ga ni voziti, ali trebate minimalno aditiva prije nego dobijete gotov proizvod.

Općenito, ovaj proces je očito budućnost. Zato ih danas ima toliko – platforming, reforming, hydroreforming, cracking. Svaki proces pokušava povećati količinu proizvedenog goriva + poboljšati oktanski broj, idealno bez aditiva.

Oktan i razrjeđivanje

Još uvijek želim malo razgovarati o razrjeđivanju originalnog benzina. Odnosno, kako ćemo dobiti oktanski broj jednak 92, 95 i 98, koji se sada koriste.

Oktanski broj karakterizira otpornost benzinskog goriva na detonaciju, jednostavnim riječima može se opisati na sljedeći način - u smjesi goriva (benzin + zrak), koja je komprimirana u komori za izgaranje, plamen se širi brzinom od 1500 - 2500 m/s. Ako je tlak paljenja smjese previsok, tada se počinju stvarati dodatni peroksidi, povećava se sila eksplozije - to je jednostavan proces detonacije koji ni na koji način nije koristan za klipove motora.

To je otpornost goriva na detonaciju koja se procjenjuje oktanskim brojem. Sada postoje instalacije koje sadrže referentnu tekućinu - obično mješavinu izooktana (ima broj jednak "100") i heptana (ima točno "0").

Zatim se na postolju uspoređuju dva goriva, jedno dobiveno iz ulja (benzinske smjese), drugo iz izooktana. Uspoređuju se rade li motori na isti način, gledaju drugu smjesu i broj izooktana u njoj - tako dobivaju oktanski broj. Naravno, ovo je sve idealno, laboratorijske pretrage.

U praksi, lupanje može biti uzrokovano mnogim drugim problemima motora, kao što su nepravilan položaj leptira za gas, siromašna mješavina goriva, nepravilno paljenje, pregrijavanje motora, naslage u sustavu goriva itd.

Ukratko, sada se alkoholi, eteri, alkili koriste kao aditivi za povećanje oktanskog broja, vrlo su ekološki prihvatljivi, kao i aditivi za. Omjer u sastavu je približno isti - sastav katoličkog krekiranja (73 - 75%), alkila (25 - 30%), butilenskih frakcija (5 - 7%). Za usporedbu, ranije se tetraetil olovo koristilo za povećanje oktanskog broja, savršeno poboljšava gorivo, ali uzrokuje veliku štetu okolišu (sva živa bića), a također se taloži u plućima i može uzrokovati rak. Dakle, sada je to napušteno.

Kako napraviti benzin kod kuće - upute

Znate, moj djed bi lako i jednostavno napravio benzinsko gorivo kod kuće! Sve zato što mjesečina još uvijek dobro dođe, prikladna za ovaj događaj. Ostaje još negdje pronaći sirovu naftu!

U redu, postupak korak po korak:

• Tražimo zapečaćenu posudu, na vrhu mora biti izlazna cijev za plin, koja će ići u drugu posudu. Također treba postaviti visokotemperaturni termometar za praćenje temperature u unutrašnjosti.
• Sada ulijemo ulje u prvi spremnik, stavimo ga na grijanje (možete koristiti čak i plin, ali je eksplozivan, jer dobivamo benzin), bolje je koristiti električnu opciju. Drugu posudu stavimo u hladnu prostoriju, oko + 5 stupnjeva, ako to nije moguće onda cijev koja ide na posudu stavimo na hladno, ali barem je pokrijemo ledom iz hladnjaka.
• U prvom spremniku počinjemo grijati, a kako smo već demontirali odozgo dovoljna nam je temperatura od 35 - 200 stupnjeva da lake frakcije (benzin) počnu isparavati. Obično je dovoljno već 100 - 120 stupnjeva. Zagrijemo ga, a budući da pare kroz cijev ulaze u hladnu posudu ili cijev, kondenziraju se – prelaze u tekuće stanje, u drugu posudu.

Benzin je postao rijedak - mnogi vozači razmišljaju o tome što još izmisliti kako bi ga spasili ili čak zamijenili. Iznose se ideje, javljaju se sporovi. Međutim, pokazalo se da svi njihovi sudionici ne zamišljaju jasno što je trenutni motorni benzin. Današnje predavanje, pripremljeno prema literarnim izvorima, odlučili smo posvetiti ovoj temi.

Poznato je da se benzin dobiva iz nafte.. Ova prirodna tekućina u osnovi se sastoji od samo dva kemijska elementa - ugljika (84-87%) i vodika (12-14%). Ali oni se međusobno spajaju u velikom broju različitih kombinacija, tvoreći tvari koje nazivamo ugljikovodici. Mješavina raznih tekućih ugljikovodika je nafta.

Ako se nafta zagrijava na atmosferskom tlaku, tada iz nje prvo ispare najlakši ugljikovodici, a s porastom temperature sve više teških. Kondenzirajući ih zasebno, dobivamo različite frakcije; oni koji su iskuhali u rasponu temperatura od 35° do 205°C smatraju se benzinom (za usporedbu, kondenzat dobiven na temperaturama od 150 do 315°C naziva se kerozin, od 150 do 360°C - dizelsko gorivo).

Međutim, ova metoda (naziva se izravna destilacija) proizvodi vrlo malo benzina - samo 10-15% destilirane nafte. Ogroman vozni park koji treba ovu vrstu goriva ne može se tako “nahraniti”. Stoga se većina komercijalnog benzina proizvodi kao rezultat takozvanih procesa sekundarne rafinacije nafte, koji uključuju toplinsko i katalitičko krekiranje, platforming, reforming, hidroreforming i mnoge druge. Ovi procesi su složeni, ali ih povezuje zajednički cilj - razbiti velike i složene molekule teških ugljikovodika na manje i lakše, tvoreći benzin. Ne ulazeći u tehnološke pojedinosti sekundarne prerade, samo napominjemo da omogućuje ne samo povećanje prinosa benzina iz nafte za nekoliko puta, već također osigurava višu kvalitetu proizvoda u usporedbi s izravnom destilacijom.

Dakle, dobivene su lake naftne frakcije koje mogu poslužiti kao gorivo za automobilske motore s rasplinjačem i od njih je potrebno pripremiti komercijalni benzin s određenim svojstvima. O tim svojstvima ćemo govoriti.

Toplina izgaranja. Kemijska energija sadržana u bilo kojem gorivu oslobađa se u obliku topline tijekom njegovog izgaranja, a može se pretvoriti u mehanički rad. To je upravo ono što se događa u motorima naših automobila. Specifična toplina izgaranja motornog benzina prilično je konstantna vrijednost

kilogram ovog goriva oslobađa približno 10.600 kilokalorija - ozbiljan poticaj energije, koji je dovoljan, na primjer, za podizanje težine od 4,5 tisuća tona na metar visine.

oktanski broj. U smjesi benzinskih para sa zrakom, koja se komprimira u komori za izgaranje motora, plamen se širi brzinom od 1500-2500 m/s. Ako je kompresija previsoka, u zapaljivoj smjesi nastaju peroksidi, a izgaranje postaje eksplozivno. To je detonacija dobro poznata vozačima, koja dovodi do hitnog kvara motora.

Otpornost benzina na detonaciju mjeri se njegovim oktanskim brojem. Određuje se usporedbom ispitnog benzina s posebnim referentnim gorivom koje se sastoji od mješavine izooktana (njegov oktanski broj je uzet kao 100) i heptana (uzet je kao nula). Koliko je postotaka izooktana u smjesi na kojoj motor radi na isti način kao na određenom benzinu, toliki je oktanski broj ovog benzina.

Naravno, postavka motora u ovom eksperimentu je posebna, istraživačka, a svi uvjeti eksperimenta su standardizirani. Ako govorimo o vožnji u normalnim radnim uvjetima, tada bi bilo pogrešno pripisati detonaciju samo svojstvima samog benzina. Opasnost od njegove pojave povećava se zbog: velikog otvora prigušnice u rasplinjaču, siromašne smjese goriva, povećanog vremena paljenja, povećane temperature motora, smanjene brzine radilice, velike količine naslaga ugljika u cilindrima, nepovoljnih atmosferskih uvjeta (visoka temperatura i niska vlažnost zraka, povišeni barometarski tlak). Usput, kombinacija ovih čimbenika često dovodi vozača do pogrešnih zaključaka, kažu, loš benzin je natočen na benzinskoj postaji, ili obrnuto - to je ono što dobar motor ne detonira čak ni na niskooktanskom benzinu.

Ovdje treba napomenuti da se oktanski broj benzina prvenstveno određuje onim frakcijama, koji ugljikovodici prevladavaju u njemu. Visokooktanske komponente uključuju alkil benzin (mješavina aromatskih ugljikovodika), toluen, izooktan, alkilat (mješavina izoparafinskih ugljikovodika).

Moguće je, međutim, povećati oktanski broj benzina dodavanjem posebnog aditiva - antidetonatora. Donedavno se u tu svrhu vrlo široko koristilo tetraetil olovo (TES) ili tetrametil olovo, pripremajući svima poznate olovne benzine. Ali kada se koriste, olovni oksid se taloži na svijećama, ventilima i stijenkama komore za izgaranje, a to je štetno za motor. Glavna stvar, međutim, u jednoj drugoj termoelektrani je jaki otrov, njegova prisutnost u ispušnim plinovima truje atmosferu i šteti ljudima i uopće svemu živom. Stoga se sada posvuda, pa tako iu našoj zemlji, etilna tekućina napušta, unatoč povezanom povećanju cijene benzina.

Frakcijski sastav objektivno karakterizira hlapljivost motornog goriva.Što je niža temperatura na kojoj se destilira 10% benzina, to su njegova startna svojstva bolja, ali je veća opasnost od zastoja pare u dovodu goriva, kao i zaleđivanja rasplinjača. Relativno niska temperatura destilacije 50% benzina ukazuje na njegovu dobru isparljivost u radnim uvjetima, ali opet, njegovu sposobnost da uzrokuje zaleđivanje. Naposljetku, visoka temperatura destilacije od 90% ukazuje na to da u benzinu postoji puno teških frakcija, koje pridonose razrjeđivanju ulja u kućištu radilice i povezanom pogoršanju podmazivanja dijelova motora.

Upravo smo spomenuli isparljivu komoru i zaleđivanje karburatora. Prvo, očito, ne zahtijeva posebno objašnjenje, jer je ovaj fenomen poznat svakom vozaču. Treba samo napomenuti da je za komercijalni benzin koji se isporučuje benzinskim postajama u hladnoj sezoni (od listopada do uključivo ožujka) temperatura destilacije 10% ukupnog volumena 55 ° C, a ljeti - 70 ° C. Zbog toga "zimski" benzin, pohranjen do vruće sezone, može biti prilično mučen zbog parnih brava tijekom vožnje, posebno u zagušenjima ulica.

Što se tiče zaleđivanja karburatora, vrijedi reći nekoliko riječi o tome. Isparavanje tekućine uvijek je povezano s apsorpcijom topline i hlađenjem zone isparavanja. Isto vrijedi i za karburator. Jedan od stvarnih eksperimenata pokazao je da se pri temperaturi zraka od +7 ° C, dvije minute nakon pokretanja motora, ventil za gas ohladio na -14 ° C; ako nema zaštitnih mjera, stvaranje leda u takvom slučaju je neizbježno. Glavna od ovih mjera je usis zraka u filtar zraka iz zone ispušnih cijevi ("zimski" položaj usisa). Treba imati na umu da su uvjeti pod kojima zaleđivanje rasplinjača predstavlja stvarnu opasnost sljedeći: temperatura zraka od -2 ° do + 10 ° C, relativna vlažnost - 70-100%. Zaključak je jednostavan: iako se mnogi rasplinjači griju tekućinom, au moderne komercijalne benzine uvodi se poseban aditiv protiv zaleđivanja, ipak, s dolaskom hladnog vremena, ne smijete propustiti trenutak i prebaciti dovod zraka na zimu. položaj na vrijeme.

Stvaranje smole. S vremenom se u tekućem ugljikovodikovom okruženju mogu pojaviti kemijske reakcije, što rezultira stvaranjem ljepljivih tvari sličnih gumi koje se nazivaju smole. Vrlo su štetni jer začepljuju rasplinjač i talože se na šipkama usisnog ventila. Predispozicija jednog ili drugog komercijalnog benzina za stvaranje gume može biti različita, ovisi o frakcijskom i kemijskom sastavu smjese, ali postoje i opći vanjski uvjeti koje treba imati na umu. Nabrojimo ih. Što više benzina dolazi u kontakt sa zrakom, to se brže stvaraju smole u njemu, stoga smola u spremniku automobila ide mnogo brže nego u kanisteru napunjenom do vrha i začepljenom. Toplina i svjetlost, kao i prisutnost vode, ubrzavaju taloženje smole. Materijal od kojeg je spremnik napravljen također igra ulogu: bakar i olovo pospješuju stvaranje smole.

Higroskopnost. U principu, voda se ne miješa s čistim benzinom, ona tone na dno posude i tamo ostaje kao poseban sloj. Ali vrlo mala količina (60-100 grama po toni benzina) ipak ide u otopinu. U aromatskim ugljikovodicima (benzen, toluen), topljivost vode je 8-10 puta veća, stoga oni komercijalni benzini koji sadrže takve komponente mogu sadržavati malu, ali ipak primjetnu količinu vode. To nije prepreka za izgaranje goriva, ali ako je otopina zasićena, onda pod određenim uvjetima (recimo, kada temperatura padne), voda može izdvojiti iz goriva i izazvati mnogo problema - stvoriti kristale leda u karburatoru elemente za doziranje ili doprinose njihovoj oksidaciji. Stoga benzin treba držati što dalje od vode.

Naravno, danas nismo spomenuli sve što se tiče benzina i od poznatog je praktičnog interesa za vozače. “Iza kulisa” još uvijek imamo teme koje zaslužuju zasebnu raspravu: o procjeni, označavanju, karakteristikama i asortimanu komercijalnog benzina. Ali ovdje ipak treba reći nekoliko riječi o sastavu dviju danas najčešćih marki.

Benzin A-76. Temelji se na proizvodu katalitičkog reforminga ili katalitičkog krekiranja, koji se miješa s benzinom termički krekiranim ili izravnom destilacijom. Da bi se dobio željeni oktanski broj, ovoj se smjesi dodaju ili etil tekućina ili visokooktanske komponente ugljikovodika.

Benzin AI-93 u verziji s olovom je proizvod blagog načina katalitičkog reforminga (75-80%), kojem se dodaju toluen (10-15%), alkil benzen (8-10%) i etil tekućina. Bezolovni benzin AI-93 dobiven na bazi produkta katalitičkog reforminga tvrdog načina (70-75%) uz dodatak alkilbenzena (25-28%) i butan-butilenske frakcije (5-7%).

Podaci o stroju za proizvodnju benzina iz vode i plina za kućanstvo

Ovaj je materijal objavljen prije desetak godina u časopisu Paritet. Ideja dobivanja tekućeg goriva iz plina i vode činila nam se zanimljivom (jednostavno nismo prije znali za takvu tehnologiju proizvodnje benzina za sintezu). Naravno, podaci navedeni u materijalu nisu dovoljni za izradu odgovarajuće radne instalacije. No, nadamo se da će ovaj materijal pomoći našim "uradi sam" majstorima da pronađu zamjenu za benzin koji u posljednje vrijeme poskupljuje.

Opći opis uređaja za proizvodnju benzina iz vode i plina za kućanstvo

Tekućina primljena pomoću ovog uređaja - metanol (metilni alkohol).

Kao što znate, metanol se u svom čistom obliku koristi kao otapalo i kao visokooktanski dodatak motornom gorivu, a ujedno je i najviše oktanski (oktanski broj je 150) benzin. To je isti benzin kojim se pune spremnici trkaćih motocikala i automobila. Kao što pokazuju inozemne studije, motor koji radi na metanolu traje mnogo dulje nego pri korištenju konvencionalnog benzina, njegova snaga se povećava za 20%. Ispuh motora koji radi na ovo gorivo je ekološki prihvatljiv, a kada se ispušni plinovi provjeravaju na toksičnost, u njima praktički nema štetnih tvari.

Uređaj za proizvodnju metanola jednostavan je za izradu, ne zahtijeva posebna znanja i oskudne dijelove, radi bez problema i ima male dimenzije. Usput, njegova izvedba, koja ovisi o mnogim čimbenicima, također je određena njegovim dimenzijama. Aparat, čiju shemu i opis sklopa vam predstavljamo, s vanjskim promjerom miješalice D = 75 mm daje 3 litre gotovog goriva na sat, masa sklopljenog aparata je oko 20 kg, njegove dimenzije su otprilike sljedeće: visina - 20 cm, duljina - 50 cm, širina - 30 cm.

Upozorenje: metanol je jak otrov. To je bezbojna tekućina s vrelištem od 65°C, ima miris sličan običnom alkoholu za piće i miješa se u svim aspektima s vodom i mnogim organskim tekućinama. Zapamtite da je 30 mm popijenog metanola smrtonosno! Jasno je da obični benzin nije ništa manje opasan.

Princip rada i način rada uređaja za proizvodnju benzina iz vode i plina za kućanstvo

Voda iz slavine je spojena na “Ulaz za vodu” iz kojeg se jedan dio vode šalje (kroz slavinu) u miješalicu, a drugi dio (već kroz vlastitu slavinu) ulazi u hladnjak, prolazeći kroz koji hladi oba sintezni plin i benzinski kondenzat (slika . 1).

U istu mješalicu dovodi se domaći prirodni plin priključen na cjevovod "Ulaz plina". Budući da je temperatura u mješaču 100 ... 120 ° C (mješalica se zagrijava plamenikom), u njoj se formira zagrijana smjesa plina i vodene pare, koja ulazi u reaktor br. 1 iz mješalice. Potonji je ispunjen katalizatorom br. 1, koji se sastoji od 25% nikla i 75% aluminija (u obliku čipsa ili zrna, industrijske kvalitete GIAL-16). U reaktoru br. 1 koji se zagrijava plamenikom, pod utjecajem visoke temperature (od 500 ° C i više), nastaje sintezni plin. Zatim se zagrijani sintezni plin hladi u hladnjaku najmanje na temperaturu od 30...40°C. Nakon hladnjaka, ohlađeni sintezni plin komprimira se u kompresoru, koji može biti kompresor iz bilo kojeg kućnog ili industrijskog hladnjaka. Nadalje, sintezni plin komprimiran na tlak od 5...50 atmosfera ulazi u reaktor br. 2, ispunjen katalizatorom br. 2 (brand SNM-1), koji se sastoji od bakrenih strugotina (80%) i cinka (20%). U ovom reaktoru br. 2, koji je glavna jedinica aparata, nastaje para sinteznog benzina. Temperatura u reaktoru ne smije prelaziti 270°C. Budući da u reaktoru nema regulacije temperature, potrebno je da stlačeni sintezni plin koji ulazi u reaktor već ima odgovarajuću temperaturu, što se u hladnjaku postiže podešavanjem protoka rashladne vode pomoću ventila. Temperatura u reaktoru kontrolira se termometrom. Skrećem vam pozornost na činjenicu da je poželjno održavati ovu temperaturu unutar 200 ... 250 ° C, ali može biti i niža.

Iz reaktora benzinske pare i neizreagirani sintezni plin ulaze u isti hladnjak, gdje se benzinske pare kondenziraju. Nadalje, kondenzat i neizreagirani sintezni plin ispuštaju se u kondenzator, gdje se akumulira gotovi plin, koji se iz kondenzatora odvodi u spremnik.

Manometar ugrađen u kondenzator služi za kontrolu tlaka u njemu, koji se održava unutar 5 ... recikliranja. Slavina za ispuštanje benzina iz kondenzatora podešena je tako da iz kondenzatora stalno izlazi čisti tekući benzin bez plina. U ovom slučaju, bit će bolje ako se razina benzina u kondenzatoru počne lagano povećavati tijekom rada, umjesto da se smanjuje. Ali najoptimalniji slučaj je kada razina benzina u kondenzatoru ostane konstantna (položaj razine može se kontrolirati pomoću stakla ugrađenog u stijenku kondenzatora ili na neki drugi način). Slavina koja regulira protok vode u mješalicu postavlja se u takav položaj da u nastalom benzinu nema plina.

Glavni dizajni glavnih komponenti instalacije prikazani su na sl. 2-6.

D - vanjski promjer; L - visina.

Pokretanje stroja za proizvodnju benzina

Otvorite pristup plinu mješaču (voda se još uvijek dovodi u potonji), zapalite plamenike ispod mješača i reaktor br. Slavina koja regulira dotok vode u hladnjak je potpuno otvorena, kompresor je uključen, slavina za ispuštanje benzina iz kondenzatora je zatvorena, a slavina na “cijevovodu” kondenzator-mješalica je potpuno otvorena.

Zatim se slavina malo otvori, čime se regulira pristup vode u miješalicu, a slavina na spomenutom “cjevovodu” podešava željeni tlak u kondenzatoru, kontrolirajući ga manometrom. Ali ni u kojem slučaju nemojte potpuno zatvoriti slavinu na "cjevovodu" !!! Zatim, nakon pet minuta, temperatura u reaktoru br. 2 dovodi se do 200 ... 250 ° C s slavinom za dovod vode u miješalicu. Zatim se na kondenzatoru lagano otvori slavina za ispuštanje benzina, a iz slavine bi trebao izaći mlaz benzina. Ako stalno svijetli, otvorite veću slavinu, ali ako se benzin miješa s plinom, otvorite slavinu za dovod vode u miješalicu. Općenito, što više performansi postavite na uređaj, to bolje. Sadržaj vode u benzinu (metanolu) možete provjeriti alkoholometrom. Gustoća benzina (metanola) je 793 kg/m³.

Sve komponente ovog aparata izrađene su od odgovarajućih nehrđajućih (što je bolje) ili običnih čeličnih cijevi. Kao tanke spojne cijevi prikladne su bakrene cijevi. U hladnjaku je potrebno da omjer duljina (visina) zavojnica za sintezni plin (X) i pare sinteznog benzina (Y) bude jednak 4. To je npr. ako je visina hladnjaka 300 mm, duljina X treba biti jednaka 240 mm, a Y, odnosno, 60 mm (240/60=4). Što više zavoja spirale stane u hladnjak s obje strane, to bolje. Sve slavine koriste se od plamenika za plinsko zavarivanje. Umjesto slavina koje reguliraju odvod benzina iz kondenzatora i protok neizreagiranog sinteznog plina u mješalicu, mogu se koristiti redukcijski ventili iz plinskih boca za kućanstvo.

Pa, to je vjerojatno sve. Zaključno, želim dodati da je ovaj dizajn za domaći benzin objavljen u jednom od brojeva časopisa Paritet.

A sada komentari autora-izumitelja Gennadyja Nikolayevicha Vaksa u obliku odgovora na pitanja domaćih ljudi. (Autor je u budućnosti više puta poboljšao ovu svoju prvu instalaciju, stoga se u komentarima često poziva na "nove tehnologije" kojih nema u ovdje opisanom uređaju. - Op. urednika.)

Što se smije i ne smije

Što treba uzeti u obzir u vezi s potrebnim brojem kompresora?

Moja oprema je napravljena 1991., kada je benzin koštao oko 40 kopejki, a napravio sam ovaj automobil za vlastito zadovoljstvo. Aparat je dizajniran za visoki tlak i zahtijeva dva kompresora. Sada smo to poboljšali, izračunali, pokazalo se da je moguće provesti proces dovodom normaliziranog zraka. Ovo se pojednostavljenje pojavilo zbog stvaranja prenapona tlaka u magnetskom reaktoru. Tako se unutar medija javljaju impulsi koji nalikuju pucketanju. Ove pucketanje i njihov generator su izum koji smo uveli u razvoj. Većina stvari koje smo opisali u vezi s tvornicom metanola dobro je poznata.

Ja nisam kemičar, ja sam fizičar i podatke sam uzeo iz literature. Novost, koju smo također predstavili, je vrlo kompaktan izmjenjivač topline. I zadnja stvar: ako je u klasičnim metanolnim reaktorima (ima ih mnogo, česti su) raspodjela veličine čestica sferičnih granula katalizatora obično od 1 do 3 cm, katalizator smo napravili fino dispergiranim. No, kako se propusnost plina ne bi pogoršala, dolazi upravo do periodične kompresije, u fizici plazme to se zove pinch efekt.

Ne mogu reći. Sam kemijski sastav katalizatora preuzet je iz klasičnih knjiga. Prva postrojenja za proizvodnju metanola radila su samo s katalizatorom cinkovog oksida. U osnovi je cinkova bijela, bijeli prah. Ali u budućnosti, kemičari su počeli eksperimentirati s oksidima bakra, kroma i kobalta. Postoji ogroman broj prijava. U Državnoj narodnoj knjižnici za znanost i tehnologiju postoji cijeli stalak. Ovi katalizatori su učinkovitiji od cinkovog oksida. Dobar katalizator dobiva se od smrvljenih starih "srebrnih" novčića, koji se sastoje od nikla i bakra. Oni, ta piljevina, moraju se, naravno, spaliti, oksidirati.

A krom se ne može dodati?

Ne smijete dodati. Očigledno, sastav optimalnog katalizatora još nije pronađen.

Strujni krug mora biti zabrtvljen. Ali katalizatori se moraju izvaditi i staviti u reaktore.

U postrojenju se reakcija sinteze odvija na 350°C. Stoga, ako smo označili armature na dijagramu i netko ih je napravio malo krivo, kao što bi trebao, ugljični monoksid, vodik i paroviti metanol mogli bi prodrijeti u prostoriju. Napominjem da su svi ti plinovi opasni. Stoga smo dali preporuku - koristiti zavarivanje, i ta preporuka, u načelu, ostaje na snazi. Pa, ako netko napravi, uz sve mjere opreza za promjenu katalizatora, čep za otvaranje, naravno, s bakrenom brtvom, kako bi se osigurala nepropusnost procesa, to je vjerojatno moguće. Ali nema sigurnosti, tako da ne biste trebali biti previše lijeni - zavarite poklopac argonom, zatim ga prokuhajte, zamijenite katalizator i sve ponovno zavarite.

Je li potreban okomiti reaktor?

Vertikala je obavezna.

Zašto se katalizator kvari u reaktorima?

Glavna bolest svih reaktora u kojima se koristi katalizator je da se ovaj nakon nekog vremena, kako kažu kemičari, zatruje. Recimo da u plinu postoji nečistoća - sumpor ili nešto drugo. Neka vrsta filma pojavljuje se na površini granula katalizatora. Moguće je organizirati vibraciju čestica katalizatora, zbog čega dolazi do samočišćenja kada se granule trljaju jedna o drugu. Ovo čišćenje je također olakšano činjenicom da su neke granule katalizatora abrazivnije od drugih.

Kako se miješaju voda i metan?

Naravno, voda i metan moraju se dovoditi u miješalicu u određenom omjeru. To se radi klasičnom metodom pomoću dozatora za vodu i dozatora za metan. Odustali smo od dispenzera. Činjenica je da pri temperaturama reda veličine 80...100°C, tlak zasićenih para postaje gotovo atmosferski (zapravo, voda stoga ključa na temperaturi od 100°C). Dakle, vodena para koja će se nalaziti u mjehurićima metana sasvim je dovoljna za provođenje reakcije pretvorbe. Ovdje postoji ozbiljan tehnički problem. Tijekom naših eksperimenata, pokazalo se da kada plin propustite kroz malu mrvicu odozdo kako biste ga "razbili", plin uvijek pronađe put za sebe, kao rezultat toga, ostatak disperzanta ne radi, tj. , postaje čep. Stoga je potrebno stalno obaranje - razbijanje mjehurića, što se postiže uz pomoć elektromagnetskog vibratora. Zatim ima više mjehurića, koji su, dok se dižu, potpuno zasićeni vodom.

Kako je reguliran postotak metana i vode?

Uglavnom se kontrolira temperatura. Općenito, ovaj proces je vrlo kompliciran. Sustav instrumentacije za takve procese zauzima solidnu prostoriju. Bio sam u tvornici metanola u Tallinnu i vidio taj najsloženiji sustav. Naravno, nismo mogli ponoviti. Ali ipak, pronašli smo izlaz iz situacije reducirajući sav ovaj instrumentarij na jedan fitilj. Što je plamen manji, to je u reaktoru ostalo manje neizreagiranog metana, vodika, ugljičnog monoksida. Što manje njih reagira, to će više plamenih fitilja biti na izlazu iz reaktora. Dakle, sami možete optimizirati proces. Uostalom, plin iz mreže dolazi ravnomjerno. Kao rezultat toga, glavni zadatak operatera je učiniti sve kako bi se smanjio plamen fitilja. Provedite dan ili dva i naučite kako se regulirati.

Ima li dovoljno tlaka plina u cjevovodu?

Pritisak je kakav je, neka bude. I dalje ga ne možete povećati ili smanjiti.

Što ako para freona uđe u sustav? Uostalom, kompresor je napunjen freonskim uljem.

Ako dobro pogledate, napravljeno je tako da ulje ne može izaći. A ako prođe kroz sustav, onda se neće dogoditi ništa strašno.

Je li moguće plinske plamenike zamijeniti električnim grijačima?

Limenka. Ali skupo je, zar ne? Struja je skuplja od plina. Plin se može uzeti izravno iz jednog plamenika plinskog štednjaka. Duljina plamena je približno 120 ... 150 mm.

Koliko je stroga kontrola temperature?

Nije jako tvrd. Unutar 100°C. Možete, naravno, instalirati termoelement. Ali većina "uradi sam" ne bi ga mogla diplomirati. Platinum termoelementi su također vrlo skupi. Temperaturu je najlakše pratiti termo bojama ili čak legurama. Svaki ima svoje talište. Trebala bi postojati legura poput lema s visokim talištem.

Kako započeti instalaciju?

Prvo uključite plamenike. U cijelom sustavu pokrenite plin i zapalite fitilj. Plin počinje prolaziti kroz raspršivač i postaje zasićen vodom. Plin nastavlja gorjeti u fitilju. Ništa se drugo ne događa. Zasićenje plina vodom se nastavlja, plamenici gore. Temperatura u reaktoru raste na 350...800°C. Počinje pretvorba metana koji se pretvara u ugljikov monoksid i vodik. Pritom metan djelomično ostaje netaknut, a usput se pojavljuje i ugljični dioksid. Višak vode i dalje teče. Proces je endoterman, odnosno s apsorpcijom topline. Dok se izmjenjivači topline (čvorovi) zagrijavaju, fitilj će gorjeti promjenjivim intenzitetom. Tijekom pretvorbe oslobađa se toplina, da bi se proces nastavio sam od sebe, počinje se ljuljati.

Koliki je očekivani radni vijek takvog postrojenja?

Jedinica će raditi dugo vremena, samo će vijek trajanja katalizatora zaustaviti kontinuirani rad. Ovdje mnogo ovisi o kontaminaciji plina, o svojstvima katalizatora. Ako u plinu ima puno sumpora, može nastati sumporna kiselina, agresivna je na visokim temperaturama.

Također želim dati neko pojašnjenje. Prethodno je spomenuto da su cijevi za hladnjake debelih stijenki, duljine 7 m. Činjenica je da je ranije planirano napraviti izmjenjivače topline u obliku zavojnica. A onda smo ih pojednostavili i napravili u obliku kutije s punilom.

Koja je temeljna potreba za korištenje kompresora hladnjaka u instalaciji?

U svojoj trajnosti, pouzdanosti, bešumnosti, dostupnosti.

Savjeti i iskustva praktičara koji su izradili instalacije za proizvodnju benzina

Gennady Ivanovich Fedan, mehaničar, izumitelj, ima mnogo vlastitih razvoja. Njegov poseban hobi je automobil. Po struci je inženjer rudarstva, diplomirao je na Politehničkom sveučilištu u Donjecku. Svojedobno je radio kao mehaničar u speedway servisu, a onda se upoznao s primjenom metanola.

Evo što je rekao: “Otprilike osam godina otkako smo počeli koristiti metanol u automobilu. U prve dvije godine borili smo se protiv korozije. Stvorio se vodeni kondenzat, trebalo ga je nekako neutralizirati. Uglavnom, korozija je zahvatila klipni sustav. U Zaporozhetsu je sam motor od lijevanog željeza, a karburator je od duraluminija. Sustav klipa je čelični. Zahrđali ventili, sjedišta ventila. Pokušali smo dodati ricinusovo ulje. Uvelike poboljšava kompresiju. Aviomodelari, na primjer, koriste metanol uz dodatak 15% ricinusovog ulja. Ali opet, ima puno korozije: nakon svake upotrebe ove mješavine sve se mora oprati.

Spasili smo se toga tako što smo u metanol dodali zrakoplovno ulje. Na 20 litara metanola dodamo 1 litru zrakoplovnog ulja MS-20. Naša tradicionalna automobilska ulja su napuštena jer stvaraju čađu kada izgaraju. Kao rezultat toga, ventili gori. Zrakoplovno ulje, s druge strane, ima visoku viskoznost, ne dopušta da se površina navlaži i zbog toga ne dolazi do korozije. Dakle, u smjesi od 5% MS-20, ostatak je metanol.

Moram reći da je metanol na više načina vrlo atraktivan kao gorivo za automobile. Inače, imamo stari, dosta dotrajali motor, ali na metanol radi dobro. Pri brzinama iznad prosjeka ima smisla dodavati vodu. U tom slučaju povećava se rezerva goriva motora. Još uvijek eksperimentalno određujem dozu. Razvijam instalaciju tako da postoji dozirano dodavanje vode ovisno o režimu rada motora. Čim krenu velike brzine, počinje ubrizgavanje.

Recimo da iz nekog razloga trebate privremeno ili trajno prijeći na benzin. Za ove slučajeve pojednostavio sam podešavanje glavnog mlaza goriva. Činjenica je da se pod metanolom presjek mlaza mora povećati. Ako ostavite mlaz kakav je bio za benzin, tada će pri korištenju metanola snaga pasti. Da se to ne dogodi, morate povećati presjek mlaza, a motor će raditi savršeno.

Zimi se motor s metanolom pali puno lakše nego s benzinom, doslovno u roku od nekoliko sekundi. Detonacije uopće nema. Još jedna pozitivna stvar. Često je bilo potrebno pružiti pomoć vlasnicima "Lada", koji su formirali ledeni čep na putu goriva. Stalno se događa. Prodaju benzin razrijeđen vodom. Ne može se odrediti okom. Čovjek kupio, poplavio – i to je to. Zimi se u sustavu goriva stvara ledeni čep. Morate rastaviti motor, sve isprati. Vozači na to troše i do dva dana. U međuvremenu, prometna gužva može se ukloniti doslovno u roku od dva sata. Uzimam 2 litre metanola, ulijem ga u sustav goriva i čep se otopi. Bez rastavljanja motora.