Da cosa è composta la benzina? Tecnologia di produzione della benzina. Raffineria

Nel mondo di oggi, i prezzi della benzina sono in costante aumento, nonostante il costo del petrolio sia in costante calo.

A questo proposito, molti cominciano a pensare se sia possibile produrre benzina in casa e come farlo.

Ottenere dal carbone

Esistono due metodi efficaci e comprovati. Entrambi questi metodi sono stati sviluppati da scienziati tedeschi all'inizio del secolo scorso.

Durante la Grande Guerra Patriottica, quasi tutte le attrezzature tedesche si spostarono con l'aiuto del carbone.

Dopotutto, come sapete, in Germania non ci sono giacimenti petroliferi, ma è stata avviata l'estrazione del carbone. I tedeschi producevano carburante sintetico diesel e benzina dalla lignite.

Sorprendentemente, in termini di chimica, il carbone non è così diverso dal petrolio come molti pensano. Hanno una base: idrogeno e composti di carbonio combustibili. È vero, c’è meno idrogeno nel carbone. Una miscela combustibile può essere ottenuta livellando gli indicatori di idrogeno.

Puoi farlo nei seguenti modi:

• idrogenazione o altrimenti liquefazione;
• gassificazione.

Cos'è l'idrogenazione

Da una tonnellata di carbone si possono ottenere circa 80 kg di benzina. Allo stesso tempo, il carbone deve contenere il 35% di sostanze volatili.

Per iniziare la lavorazione, il carbone viene macinato finemente fino allo stato di polvere. Quindi la polvere di carbone viene completamente asciugata. Successivamente, viene miscelato con olio combustibile o olio fino ad ottenere una massa pastosa.

L'idrogenazione è l'aggiunta dell'idrogeno mancante alla miscela di carbone. Mettiamo la materia prima in un'autoclave specializzata e la riscaldiamo. La temperatura al suo interno dovrebbe essere di circa 500 gradi e la pressione dovrebbe essere di 200 bar.

Per formare la benzina sono necessarie due fasi:

• fase liquida;
• fase vapore.

Nell'autoclave avvengono diverse reazioni chimiche piuttosto complesse. Il carbone è saturo dell'idrogeno necessario e le particelle complesse incluse nella sua composizione si scompongono in particelle semplici.

Di conseguenza, otteniamo gasolio o benzina. Ciò dipenderà dal processo stesso.

Ancora una volta, l'intero processo di idrogenazione punto per punto:

1. macinare il carbone in uno stato di polvere;
2. aggiungendo olio;
3. riscaldamento in autoclave ad alta temperatura.

È molto importante realizzare l'attrezzatura giusta. A casa è abbastanza difficile farlo da soli, perché la pressione nelle autoclavi è più alta che nelle bombole di ossigeno.

È importante: ricordare le precauzioni di sicurezza. Il processo in sé è piuttosto esplosivo. Non fumare mai vicino all'unità e non accendere fuochi.

Gassificazione

La gassificazione è la decomposizione del combustibile solido in gas.

Successivamente, le sostanze mancanti vengono aggiunte ai gas ottenuti e trasformate allo stato liquido per ottenere la benzina.

Esistono diversi modi per convertire il carbone in benzina mediante gassificazione.

Il primo metodo può teoricamente essere utilizzato a casa. Si chiama metodo Fischer-Tropsch. Ma questo metodo è piuttosto laborioso nell'esecuzione, richiede attrezzature troppo complesse e alla fine risulta non redditizio, poiché viene speso molto carbone e la benzina finita è più economica.

Inoltre, viene rilasciata una grande quantità di anidride carbonica, il processo di riciclaggio diventa molto pericoloso in casa. Pertanto, non analizzeremo questo metodo in modo più dettagliato.

Esiste anche un metodo di gassificazione termica. Si effettua riscaldando la materia prima in completa assenza di ossigeno. Naturalmente ciò richiede anche l'attrezzatura adeguata. Dopotutto, la temperatura di decomposizione del carbone in gas è di 1200 gradi.

Il vantaggio principale di questo metodo è che parte dei gas viene inviata alla sintesi della benzina e parte al riscaldamento delle materie prime. Ciò aiuta a contenere i costi. Pertanto, il carbone stesso si riscalda.

Produzione di benzina da vecchi pneumatici

Puoi produrre benzina con le tue mani usando vecchi pneumatici di gomma.

Ciò richiederà:

• rifiuti di gomma;
• cottura al forno;
• distillatore;
• contenitori refrattari.

Consigli degli esperti: non fare benzina in un appartamento in città. Il processo è accompagnato da fumo dall'odore pungente di gomma.

Le istruzioni dettagliate per produrre benzina da pneumatici in gomma sono le seguenti:

1. È necessario preparare una botte di metallo con un coperchio aderente. Inoltre è necessario un tubo resistente al calore. Deve essere collegato dall'alto al coperchio. In questo modo otterrete una storta fatta in casa. Successivamente è necessario un contenitore per la condensa e un altro piccolo contenitore con due tubi per creare una tenuta idraulica. Un tubo viene abbassato nell'acqua e il secondo viene tenuto sopra.
2. Successivamente, è necessario assemblare un dispositivo per la produzione di idrocarburi in forma liquida. Per fare ciò, colleghiamo un tubo dalla nostra storta al condensato. Quindi colleghiamo anche la condensa e la tenuta idraulica con un tubo. Colleghiamo il secondo tubo alla stufa su cui installiamo la storta. Il risultato è un sistema chiuso per il cracking ad alte temperature.
3. Mettiamo la gomma nella storta e chiudiamo ermeticamente il coperchio, quindi è necessario scaldarla a fuoco vivo. A temperature elevate, le molecole di gomma vengono distrutte. Si verifica la sublimazione, cioè il passaggio dallo stato solido allo stato gassoso bypassando lo stadio liquido. Questo gas entra poi nel nostro condensatore, dove la temperatura è molto più bassa. I vapori si condensano e, di conseguenza, otteniamo l'olio in forma liquida.
4. La sostanza risultante deve essere purificata, per questo è necessario un distillatore, che viene spesso utilizzato quando si utilizzano gli alambicchi al chiaro di luna. La sospensione viene portata a ebollizione ad una temperatura di 200 gradi e si ottiene la benzina.

Nota: Evitare fiamme libere durante il processo di distillazione. È meglio usare una stufa elettrica.

Modi alternativi

La benzina non è prodotta solo da carbone e pneumatici in gomma.

Può essere ottenuto da rifiuti, legna da ardere, pellet, foglie, gusci di noci, bucce di semi, chicchi di mais, torba, paglia, canne, erbacce, canne, vecchie traversine, letame secco di uccelli e animali, bottiglie di plastica, rifiuti sanitari, ecc.

Il processo di produzione della benzina in casa, discusso sopra, non è così complicato come sembra a prima vista. Termini come idrogenazione, gassificazione, ecc. possono essere fuorvianti. Ma in realtà, avviare la produzione e produrre benzina con le proprie mani non è così difficile come sembra.

Portiamo alla vostra attenzione un interessante rapporto su come produrre benzina in casa:

Il prezzo della benzina aumenta, anche se il petrolio scende! Com'è strano che tutto sia organizzato nel nostro paese. Bene, ok, molti di noi pensano: è possibile produrre benzina a casa? E come si fa in generale? Che tipo di processo tecnico complesso è questo, dopo il quale la benzina ora costa proprio come "oro". Oggi ho deciso di scrivere un breve articolo in cui considereremo il processo di produzione di questo carburante. Vedrai che non è così difficile come sembra...

Come sai, la benzina è prodotta dal petrolio, se vuoi, questo è un "vuoto" per il futuro carburante. A proposito, dai residui dopo la distillazione si ottiene molto di più, ad esempio cherosene, olio combustibile, ecc. Quindi un litro di questo “fossile” è suddiviso in tanti componenti.

A sua volta, il petrolio può essere scomposto in due componenti principali, questi sono carbonio (circa 85%) e idrogeno (circa 15%). Sono interconnessi da centinaia di legami, che poi chiamiamo idrocarburi - a loro volta possono anche essere suddivisi in composizioni complesse e leggere - ma tutti questi composti, in realtà, sono petrolio.

La benzina viene estratta da esso in due modi principali: questo è il processo di "distillazione diretta" e uno più avanzato che ha molti nomi: platform, reforming, idroreforming, ma i più popolari ora sono il cracking termico e catalitico. Ora più in dettaglio.

Processo di distillazione diretta

Questo è un metodo molto antico, è stato inventato agli albori dei motori a benzina. Se lo desideri, non differisce nelle super tecnologie e può essere facilmente ripetuto in ogni casa, ne parleremo più avanti.

Il processo fisico stesso consiste nel riscaldare l'olio e nell'evaporare a sua volta le composizioni richieste da esso. . Il processo avviene a pressione atmosferica e in un contenitore chiuso in cui è installato un tubo di uscita del gas. Quando riscaldati, i composti volatili iniziano ad evaporare dall'olio:

• Temperatura da 35 a 200 ° C: otteniamo benzina
• Temperatura da 150 a 305 °C - cherosene
• Da 150 a 360 °С - gasolio.

Quindi vengono semplicemente condensati in un altro contenitore.

Ma questo metodo presenta molti svantaggi:

• Otteniamo pochissimo carburante, quindi da un litro si ottengono solo 150 ml. benzina.
• La benzina risultante è a bassissimo numero di ottani, circa 50 - 60 unità. Come hai capito, per raggiungere 92-95, hai bisogno di molti additivi.

In generale, questo processo è irrimediabilmente obsoleto, nelle condizioni moderne semplicemente non è commercialmente redditizio. Pertanto, molte imprese di trasformazione sono ora passate a un metodo di produzione più redditizio e avanzato.

Cracking termico e catalitico

Questo processo per ottenere la benzina è molto complicato, non puoi ottenerlo a casa in questo modo - sicuramente! Non voglio arrampicarmi nella giungla, caricarti di termini chimici e fisici complessi. Cercherò quindi di raccontare cosa viene detto "sulle dita".

L'essenza del cracking è semplice . Il petrolio viene decomposto chimicamente e fisicamente nei suoi costituenti, ovvero le molecole di idrocarburi grandi e complesse vengono trasformate in molecole più piccole e semplici che formano la benzina.

Cosa ci dà, quali sono i vantaggi:

• La produzione di benzina aumenta più volte, fino al 40-50%. Cioè, rispetto alla distillazione, abbiamo già quasi mezzo litro di carburante.
• Il numero di ottano è molto, aumentato - di solito è di circa 70 - 80 unità. Ovviamente non puoi nemmeno guidarlo, ma hai bisogno di un minimo di additivi prima di ottenere il prodotto finito.

In generale, questo processo è chiaramente il futuro. Ecco perché ce ne sono così tanti oggi: platform, reforming, idroreforming, cracking. Ogni processo cerca di aumentare la quantità di carburante prodotto + migliorare il numero di ottani, idealmente di fare a meno degli additivi.

Ottano e diluizione

Voglio ancora parlare un po' della diluizione della benzina originale. Cioè, come si ottiene il numero di ottano pari a 92, 95 e 98, che vengono utilizzati adesso.

Il numero di ottano caratterizza la resistenza della benzina alla detonazione, in parole semplici può essere descritto come segue: nella miscela di carburante (benzina + aria), che viene compressa nella camera di combustione, la fiamma si diffonde ad una velocità di 1500 - 2500 SM. Se la pressione di accensione della miscela è troppo alta, iniziano a formarsi ulteriori perossidi, la forza di esplosione aumenta: questo è un semplice processo di detonazione che non è in alcun modo utile per i pistoni del motore.

È la resistenza del carburante alla detonazione che viene stimata dal numero di ottano. Ora ci sono installazioni che contengono un fluido di riferimento, solitamente una miscela di isoottano (ha un numero pari a "100") ed eptano (ha esattamente "0").

Poi sullo stand vengono confrontati due carburanti, uno ottenuto dal petrolio (miscela di benzina), il secondo dall'isoottano. Vengono confrontati se i motori funzionano allo stesso modo, esaminano la seconda miscela e il numero di isoottano in essa contenuto, quindi ottengono il numero di ottano. Naturalmente, tutto questo è idealmente test di laboratorio.

In pratica, i colpi in testa possono essere causati da molti altri problemi del motore, come posizione errata dell'acceleratore, miscela magra, accensione errata, surriscaldamento del motore, depositi nel sistema di alimentazione, ecc.

Riassumendo, ora alcoli, eteri, alchili vengono utilizzati come additivi per aumentare il numero di ottano, sono molto rispettosi dell'ambiente, così come gli additivi per. Il rapporto nella composizione è approssimativamente lo stesso: la composizione di cracking cattolico (73 - 75%), alchili (25 - 30%), frazioni di butilene (5 - 7%). Per fare un confronto, in precedenza il piombo tetraetile veniva utilizzato per aumentare il numero di ottano, migliora perfettamente il carburante, ma provoca gravi danni all'ambiente (tutti gli esseri viventi), si deposita anche nei polmoni e può causare il cancro. Quindi ora è stato abbandonato.

Come fare la benzina a casa - istruzioni

Sai, mio ​​nonno avrebbe facilmente e semplicemente preparato la benzina in casa! Tutto perché il chiaro di luna torna ancora utile, adatto a questo evento. Resta da trovare il petrolio greggio da qualche parte!

Ok, procedi passo dopo passo:

• Cerchiamo un contenitore sigillato, sopra deve esserci un tubo di uscita del gas, che andrà in un altro contenitore. Dovrebbe essere installato anche un termometro per alte temperature per monitorare la temperatura all'interno.
• Ora versiamo l'olio nel primo contenitore, lo mettiamo sul riscaldamento (puoi anche usare il gas, ma è esplosivo, perché otteniamo benzina), è meglio usare l'opzione elettrica. Mettiamo il secondo contenitore in una stanza fredda, circa + 5 gradi, se questo non è possibile allora mettiamo al freddo il tubo che va al contenitore, ma almeno lo copriamo con ghiaccio di frigorifero.
• Nel primo serbatoio iniziamo a riscaldarci e, poiché lo abbiamo già smontato dall'alto, è sufficiente una temperatura di 35 - 200 gradi per far sì che le frazioni leggere (benzina) inizino ad evaporare. Di solito sono sufficienti già 100 - 120 gradi. Lo riscaldiamo e poiché i vapori entrano nel contenitore freddo o nel tubo attraverso il tubo, si condensano: cadono allo stato liquido, nel secondo contenitore.

La benzina è diventata scarsa: molti automobilisti stanno pensando a cos'altro inventare per salvarla o addirittura sostituirla. Si avanzano idee, sorgono controversie. Si scopre, tuttavia, che non tutti i partecipanti immaginano chiaramente quale sia l'attuale benzina per motori. Abbiamo deciso di dedicare a questo argomento la nostra conferenza di oggi, preparata secondo fonti letterarie.

È noto che la benzina deriva dal petrolio.. Questo liquido naturale è costituito fondamentalmente da due soli elementi chimici: carbonio (84-87%) e idrogeno (12-14%). Ma si combinano tra loro in una grande varietà di combinazioni, formando sostanze che chiamiamo idrocarburi. Una miscela di vari idrocarburi liquidi è il petrolio.

Se l'olio viene riscaldato a pressione atmosferica, da esso evaporano prima gli idrocarburi più leggeri e, con l'aumentare della temperatura, quelli sempre più pesanti. Condensandole separatamente, otteniamo frazioni diverse; quelli che evaporano nell'intervallo di temperature da 35° a 205°C sono considerati benzina (per confronto, la condensa ottenuta a temperature da 150 a 315°C si chiama cherosene, da 150 a 360°C - gasolio).

Tuttavia, questo metodo (chiamato distillazione diretta) produce pochissima benzina, solo il 10-15% dell'olio distillato. Un enorme parco auto che necessita di questo tipo di carburante non può essere “alimentato” in questo modo. Pertanto, la maggior parte della benzina commerciale viene prodotta come risultato dei cosiddetti processi secondari di raffinazione del petrolio, che comprendono cracking termico e catalitico, platforming, reforming, idroreforming e molti altri. Questi processi sono complessi, ma sono uniti da un obiettivo comune: scomporre molecole grandi e complesse di idrocarburi pesanti in molecole più piccole e leggere, formando benzina. Senza entrare nei dettagli tecnologici della lavorazione secondaria, notiamo solo che essa consente non solo di aumentare di diverse volte la resa della benzina dal petrolio, ma fornisce anche una qualità del prodotto più elevata rispetto alla distillazione diretta.

Quindi, sono state ottenute frazioni di olio leggero, che possono servire come carburante per i motori delle automobili a carburatore, ed è necessario preparare da esse benzina commerciale con determinate proprietà. Parleremo di queste proprietà.

Calore di combustione. L'energia chimica contenuta in qualsiasi combustibile viene rilasciata sotto forma di calore durante la sua combustione e può essere convertita in lavoro meccanico. Questo è esattamente ciò che accade nei motori delle nostre auto. Il calore specifico di combustione della benzina per motori è un valore abbastanza costante

un chilogrammo di questo carburante rilascia circa 10.600 kilocalorie: una notevole carica di energia, sufficiente, ad esempio, per sollevare un peso di 4,5 mila tonnellate fino a un metro di altezza.

Numero di ottano. In una miscela di vapori di benzina con aria, compressa nella camera di combustione del motore, la fiamma si propaga ad una velocità di 1500-2500 m/s. Se la compressione è troppo elevata, nella miscela combustibile si formano perossidi e la combustione diventa esplosiva. Questa è la detonazione ben nota agli automobilisti, che porta ad un guasto di emergenza del motore.

La resistenza alla detonazione della benzina si misura dal numero di ottano. Viene determinato confrontando la benzina di prova con uno speciale carburante di riferimento costituito da una miscela di isoottano (il suo numero di ottano è considerato pari a 100) ed eptano (considerato pari a zero). Quanta percentuale di isoottano nella miscela su cui il motore funziona allo stesso modo di una determinata benzina, tale è il numero di ottano di questa benzina.

Naturalmente, la configurazione del motore in questo esperimento è speciale, ricerca e tutte le condizioni dell'esperimento sono standardizzate. Se parliamo di guida in normali condizioni operative, sarebbe sbagliato attribuire la detonazione solo alle proprietà della benzina stessa. Il pericolo che si verifichi aumenta a causa di quanto segue: grande apertura dell'acceleratore nel carburatore, miscela magra di carburante, aumento dei tempi di accensione, aumento della temperatura del motore, riduzione della velocità dell'albero motore, grandi quantità di depositi di carbonio nei cilindri, condizioni atmosferiche avverse (alta temperatura e bassa umidità dell'aria, elevata pressione barometrica). A proposito, la combinazione di questi fattori spesso porta l'autista a conclusioni errate, dicono, è stata versata benzina scadente alla stazione di servizio, o viceversa: questo è ciò che un buon motore non fa esplodere nemmeno con benzina a basso numero di ottano.

Va notato qui che il numero di ottano della benzina è determinato principalmente da quali frazioni, quali idrocarburi predominano in essa. I componenti ad alto numero di ottano includono benzina alchilica (una miscela di idrocarburi aromatici), toluene, isoottano, alchilato (una miscela di idrocarburi isoparaffinici).

È possibile, tuttavia, aumentare il numero di ottano della benzina aggiungendovi uno speciale additivo: un agente antidetonante. Fino a poco tempo fa, il piombo tetraetile (TES) o piombo tetrametilico era molto utilizzato per questo scopo, preparando benzine con piombo conosciute da tutti. Ma quando vengono utilizzati, l'ossido di piombo si deposita sulle candele, sulle valvole e sulle pareti della camera di combustione, e questo è dannoso per il motore. La cosa principale, però, in un'altra centrale termoelettrica è un forte veleno, la sua presenza nei gas di scarico avvelena l'atmosfera e danneggia le persone e tutti gli esseri viventi in generale. Pertanto, ora ovunque, anche nel nostro Paese, si abbandona il liquido etilico, nonostante il relativo aumento del costo della benzina.

La composizione frazionaria caratterizza oggettivamente la volatilità del carburante per motori: minore è la temperatura alla quale viene distillato il 10% della benzina, migliori sono le sue proprietà iniziali, ma maggiore è il rischio di blocchi di vapore nella linea di alimentazione del carburante e di formazione di ghiaccio nel carburatore. La temperatura di distillazione relativamente bassa della benzina al 50% indica la sua buona volatilità in condizioni operative, ma, ancora una volta, la sua capacità di provocare formazione di ghiaccio. Infine, un'elevata temperatura di distillazione del 90% indica che nella benzina sono presenti molte frazioni pesanti che contribuiscono alla diluizione dell'olio nel basamento e al conseguente deterioramento della lubrificazione delle parti del motore.

Abbiamo appena menzionato il blocco del vapore e la formazione di ghiaccio nel carburatore. Il primo, ovviamente, non necessita di spiegazioni particolari, poiché questo fenomeno è familiare a ogni automobilista. Va solo notato che per la benzina commerciale fornita alle stazioni di servizio nella stagione fredda (da ottobre a marzo compreso), la temperatura di distillazione del 10% del volume totale è di 55°C e in estate di 70°C. Ecco perché la benzina "invernale", conservata fino alla stagione calda, può essere piuttosto tormentata dai blocchi di vapore durante la guida, soprattutto nelle strade congestionate.

Per quanto riguarda la glassa del carburatore, vale la pena spendere qualche parola al riguardo. L'evaporazione di un liquido è sempre associata all'assorbimento di calore e al raffreddamento della zona di evaporazione. Lo stesso vale per il carburatore. Uno degli esperimenti reali ha dimostrato che ad una temperatura dell'aria di +7 ° C, due minuti dopo l'avvio del motore, la valvola a farfalla si è raffreddata fino a -14 ° C; se non ci sono misure protettive, la formazione di ghiaccio in tal caso è inevitabile. La principale di queste misure è l'aspirazione dell'aria nel filtro dell'aria dalla zona dei tubi di scarico (posizione “invernale” dell'aspirazione). Va tenuto presente che le condizioni in cui la formazione di ghiaccio sul carburatore rappresenta un pericolo reale sono le seguenti: temperatura dell'aria da -2 ° a + 10 ° C, umidità relativa - 70-100%. La conclusione è semplice: sebbene molti carburatori siano riscaldati a liquido e uno speciale additivo antighiaccio venga introdotto nelle moderne benzine commerciali, tuttavia, con l'avvento del freddo, non bisogna perdere l'attimo e spostare la presa d'aria in inverno posizione in modo tempestivo.

Formazione di resina. Nel corso del tempo, nell’ambiente degli idrocarburi liquidi possono verificarsi reazioni chimiche che portano alla formazione di sostanze appiccicose simili alla gomma chiamate resine. Sono molto dannosi perché intasano il carburatore e si depositano sugli steli delle valvole di aspirazione. La predisposizione dell'una o dell'altra benzina commerciale alla formazione di gomme può essere diversa, dipende dalla composizione frazionaria e chimica della miscela, ma ci sono anche condizioni esterne generali che vanno tenute presenti. Elenchiamoli. Più la benzina entra in contatto con l'aria, più velocemente si formano le resine, quindi la resinificazione nel serbatoio di un'auto avviene molto più velocemente che in un contenitore riempito fino all'orlo e intasato. Il calore e la luce, nonché la presenza di acqua, accelerano la precipitazione della resina. Anche il materiale di cui è composto il contenitore gioca un ruolo: rame e piombo favoriscono la formazione della resina.

Igroscopicità. In linea di principio, l'acqua non si mescola con la benzina pura, ma affonda sul fondo della nave e rimane lì come uno strato separato. Ma una quantità molto piccola (60-100 grammi per tonnellata di benzina) va ancora in soluzione. Negli idrocarburi aromatici (benzene, toluene), la solubilità dell'acqua è 8-10 volte maggiore, pertanto quelle benzine commerciali che contengono tali componenti possono contenere una piccola, ma comunque notevole quantità di acqua. Questo non è un ostacolo alla combustione del carburante, ma se la soluzione è satura, in determinate condizioni (ad esempio, quando la temperatura scende), l'acqua può fuoriuscire dal carburante e causare molti problemi, formando cristalli di ghiaccio nel carburatore elementi di dosaggio o contribuiscono alla loro ossidazione. Pertanto, la benzina deve essere tenuta il più lontano possibile dall'acqua.

Naturalmente oggi non abbiamo menzionato tutto ciò che riguarda la benzina e che è di noto interesse pratico per gli automobilisti. “Dietro le quinte” abbiamo ancora argomenti che meritano una discussione a parte: sulla valutazione, l'etichettatura, le caratteristiche e la gamma della benzina commerciale. Ma qui occorre ancora dire qualche parola sulla composizione dei due marchi più diffusi oggi.

Benzina A-76. Si basa sul prodotto del reforming catalitico o del cracking catalitico, che viene miscelato con benzina crackizzata termicamente o distillata diretta. Per ottenere il numero di ottano desiderato, a questa miscela vengono aggiunti componenti etilici liquidi o idrocarburici ad alto numero di ottano.

Benzina AI-93 nella versione con piomboè un prodotto di reforming catalitico in modalità delicata (75–80%), a cui vengono aggiunti toluene (10–15%), alchilbenzene (8–10%) e liquido etilico. Benzina senza piombo AI-93 ottenuto sulla base del prodotto del reforming catalitico di una modalità dura (70-75%) con l'aggiunta di alchilbenzene (25-28%) e frazione butano-butilene (5-7%).

Informazioni sulla macchina per la produzione di benzina da acqua e gas domestico

Questo materiale è stato pubblicato circa 10 anni fa sulla rivista Paritet. L'idea di ottenere combustibile liquido dal gas e dall'acqua ci è sembrata interessante (semplicemente non conoscevamo prima una tale tecnologia per la produzione di benzina di sintesi). Naturalmente le informazioni fornite nel materiale non sono sufficienti per realizzare un'installazione adeguata e funzionante. Ma speriamo che questo materiale aiuti i nostri fai-da-te a trovare un sostituto per la benzina, il cui prezzo ultimamente è aumentato.

Descrizione generale dell'apparecchio per la produzione di benzina da acqua e gas domestico

Il liquido ricevuto per mezzo di questo dispositivo - metanolo (alcol metilico).

Come sapete, il metanolo nella sua forma pura viene utilizzato come solvente e come additivo ad alto numero di ottano nel carburante per motori, è anche la benzina con il numero di ottano più alto (il numero di ottano è 150). Questa è la stessa benzina che riempie i serbatoi delle moto e delle auto da corsa. Come mostrano studi stranieri, un motore che funziona a metanolo dura molte volte più a lungo rispetto a quando si utilizza benzina convenzionale, la sua potenza aumenta del 20%. Lo scarico di un motore che funziona con questo carburante è rispettoso dell'ambiente e quando viene controllata la tossicità dei gas di scarico, non contengono praticamente sostanze nocive.

L'apparecchio per la produzione di metanolo è facile da produrre, non richiede conoscenze speciali e pezzi scarsi, funziona senza problemi e ha dimensioni ridotte. A proposito, le sue prestazioni, che dipendono da molti fattori, sono determinate anche dalle sue dimensioni. L'apparecchio, lo schema e la descrizione dell'assemblaggio di cui portiamo alla vostra attenzione, con un diametro esterno del miscelatore D = 75 mm, fornisce 3 litri di carburante finito all'ora, la massa dell'apparecchio assemblato è di circa 20 kg, le sue dimensioni sono approssimativamente le seguenti: altezza - 20 cm, lunghezza - 50 cm, larghezza - 30 cm.

Attenzione: il metanolo è un forte veleno. È un liquido incolore con punto di ebollizione a 65°C, ha un odore simile al comune alcol da bere, ed è miscibile in tutto e per tutto con l'acqua e molti liquidi organici. Ricorda che 30 mm di metanolo bevuto sono mortali! È chiaro che la benzina normale non è meno pericolosa.

Il principio di funzionamento e funzionamento dell'apparecchio per la produzione di benzina da acqua e gas domestico

L'acqua del rubinetto è collegata alla “Water Inlet”, dalla quale una parte dell'acqua viene inviata (tramite il rubinetto) al miscelatore, e l'altra parte (già tramite il proprio rubinetto) entra nel frigorifero, passando attraverso il quale raffredda entrambi gas di sintesi e condensato di benzina (Fig. . 1).

Nello stesso miscelatore viene immesso il gas naturale domestico collegato alla tubazione “Entrata gas”. Poiché la temperatura nel mixer è 100 ... 120 ° C (il mixer viene riscaldato con un bruciatore), al suo interno si forma una miscela riscaldata di gas e vapore acqueo, che entra nel reattore n. 1 dal mixer. Quest'ultimo è riempito con il catalizzatore n. 1, costituito dal 25% di nichel e dal 75% di alluminio (sotto forma di trucioli o grani, grado industriale GIAL-16). Nel reattore n. 1 riscaldato dal bruciatore, sotto l'influenza dell'alta temperatura (da 500 ° C e oltre), si forma gas di sintesi. Successivamente il gas di sintesi riscaldato viene raffreddato in frigorifero almeno ad una temperatura di 30...40°C. Dopo il frigorifero, il gas di sintesi raffreddato viene compresso in un compressore, che può essere il compressore di qualsiasi frigorifero domestico o industriale. Inoltre, il gas di sintesi compresso ad una pressione di 5...50 atmosfere entra nel reattore n. 2, riempito con il catalizzatore n. 2 (marca SNM-1), costituito da trucioli di rame (80%) e zinco (20%). In questo reattore n. 2, che è l'unità principale dell'apparato, si forma vapore di benzina di sintesi. La temperatura nel reattore non deve superare i 270°C. Poiché nel reattore non vi è alcun controllo della temperatura, è necessario che il gas di sintesi compresso che entra nel reattore sia già alla temperatura adeguata, che si ottiene nel frigorifero regolando il flusso dell'acqua di raffreddamento con una valvola. La temperatura nel reattore è controllata da un termometro. Attiro la vostra attenzione sul fatto che è auspicabile mantenere questa temperatura entro 200 ... 250 ° C, ma può essere inferiore.

Dal reattore, i vapori di benzina e il gas di sintesi non reagito entrano nello stesso frigorifero, dove vengono condensati i vapori di benzina. Inoltre, il condensato ed il gas di sintesi non reagito vengono scaricati nel condensatore, dove si accumula il gas finito, che viene scaricato dal condensatore in un contenitore.

Il manometro installato nel condensatore serve a controllare la pressione al suo interno, che viene mantenuta entro 5 ... riciclo. Il rubinetto per scaricare la benzina dal condensatore è regolato in modo tale che dal condensatore esca costantemente benzina liquida pulita senza gas. In questo caso, sarebbe meglio se il livello della benzina nel condensatore durante il funzionamento iniziasse ad aumentare leggermente, anziché a diminuire. Ma il caso più ottimale è quando il livello della benzina nel condensatore rimane costante (la posizione del livello può essere controllata utilizzando un vetro integrato nella parete del condensatore o in altro modo). Il rubinetto che regola il flusso dell'acqua nel miscelatore è impostato in una posizione tale che non vi sia gas nella benzina risultante.

I principali progetti dei componenti principali dell'impianto sono mostrati in fig. 2-6.

D - diametro esterno; L - altezza.

Lancio della macchina per la produzione di benzina

Aprire l'accesso al gas al mixer (l'acqua viene ancora fornita a quest'ultimo), accendere i bruciatori sotto il mixer e il reattore n. 1. Il rubinetto che regola il flusso dell'acqua nel frigorifero è completamente aperto, il compressore è acceso, il rubinetto per scaricare la benzina dal condensatore è chiuso e il rubinetto sulla “tubazione” del miscelatore condensatore è completamente aperto.

Quindi si apre leggermente il rubinetto, che regola l'accesso dell'acqua al miscelatore, e il rubinetto sulla suddetta “conduttura” imposta la pressione desiderata nel condensatore, controllandola con un manometro. Ma in nessun caso non chiudere completamente il rubinetto della "conduttura" !!! Successivamente, dopo cinque minuti, la temperatura nel reattore n. 2 viene portata a 200...250°C mediante un rubinetto di alimentazione di acqua al miscelatore. Quindi, sul condensatore, il rubinetto di scarico della benzina viene leggermente aperto e dal rubinetto dovrebbe fuoriuscire un flusso di benzina. Se continua a funzionare, aprire un rubinetto più grande, ma se la benzina è miscelata con gas, aprire il rubinetto per fornire acqua al miscelatore. In generale, maggiori sono le prestazioni del dispositivo, meglio è. È possibile controllare il contenuto di acqua nella benzina (metanolo) con un misuratore di alcol. La densità della benzina (metanolo) è di 793 kg/m³.

Tutti i componenti di questo apparecchio sono realizzati in acciaio inossidabile idoneo (che è meglio) o in normali tubi di acciaio. Come tubi di collegamento sottili sono adatti i tubi di rame. Nel frigorifero è necessario che il rapporto tra le lunghezze (altezze) delle serpentine per gas di sintesi (X) e vapori di benzina di sintesi (Y) sia pari a 4. Cioè, ad esempio, se l'altezza del frigorifero è 300 mm, la lunghezza X dovrebbe essere pari a 240 mm, una Y rispettivamente 60 mm (240/60=4). Più giri della bobina si adattano al frigorifero su entrambi i lati, meglio è. Tutti i rubinetti sono utilizzati da bruciatori per saldatura a gas. Al posto dei rubinetti che regolano lo scarico della benzina dal condensatore e il flusso del gas di sintesi non reagito nel miscelatore, possono essere utilizzati riduttori di pressione provenienti da bombole di gas domestiche.

Bene, probabilmente è tutto. In conclusione, vorrei aggiungere che questo progetto per la benzina fatta in casa è stato pubblicato in uno dei numeri della rivista Paritet.

E ora i commenti dell'autore-inventore Gennady Nikolayevich Vaks sotto forma di risposte alle domande di persone fatte in casa. (In futuro, l'autore ha ripetutamente migliorato questa sua prima installazione, quindi nei commenti si riferisce spesso a "nuove tecnologie" che sono assenti nell'apparato qui descritto. - Ndr.)

Cosa fare e cosa non fare

Qual è la considerazione riguardo al numero di compressori richiesti?

La mia macchina è stata costruita nel 1991, quando la benzina costava qualcosa come 40 centesimi, e ho realizzato questa macchina per il mio piacere. L'apparecchio era progettato per l'alta pressione e richiedeva due compressori. Ora l'abbiamo migliorato, calcolato, si scopre che è possibile eseguire il processo fornendo aria normalizzata. Questa semplificazione è apparsa a causa della creazione di picchi di pressione nel reattore magnetico. Pertanto, all'interno del mezzo sorgono impulsi che ricordano i pop. Questi pop e il loro generatore sono l'invenzione che abbiamo portato in fase di sviluppo. La maggior parte delle cose che abbiamo descritto in relazione all'impianto di metanolo sono ben note.

Non sono un chimico, sono un fisico e ho preso dati dalla letteratura. Una novità, che abbiamo anche introdotto, è uno scambiatore di calore molto compatto. E l'ultima cosa: se nei classici reattori a metanolo (ce ne sono molti, sono comuni), la distribuzione granulometrica dei granuli sferici del catalizzatore è solitamente compresa tra 1 e 3 cm, abbiamo reso il catalizzatore finemente disperso. Ma affinché la permeabilità del gas non si deteriori, si verifica proprio la compressione periodica, nella fisica del plasma questo è chiamato effetto pizzico.

Non posso dirlo. La composizione chimica stessa del catalizzatore è tratta dai libri classici. I primi impianti di metanolo funzionavano solo con un catalizzatore a base di ossido di zinco. È fondamentalmente bianco di zinco, una polvere bianca. Ma in futuro i chimici iniziarono a fare esperimenti sugli ossidi di rame, cromo e cobalto. Ci sono un numero enorme di rapporti. C'è un intero scaffale nella Biblioteca pubblica statale di scienza e tecnologia. Questi catalizzatori sono più efficienti dell'ossido di zinco. Un buon catalizzatore si ottiene da vecchie monete "d'argento" frantumate, costituite da nichel e rame. Loro, queste segature, devono, ovviamente, essere bruciate, ossidate.

E il cromo non può essere aggiunto?

Non puoi aggiungere. A quanto pare, la composizione del catalizzatore ottimale non è stata ancora trovata.

Il circuito deve essere sigillato. Ma i catalizzatori devono essere estratti e caricati nei reattori.

Nell'impianto la reazione di sintesi procede a 350°C. Pertanto, se segnassimo i raccordi nello schema e qualcuno li sbagliasse un po', come dovrebbero, monossido di carbonio, idrogeno e metanolo sotto forma di vapori potrebbero penetrare nella stanza. Noto che tutti questi gas sono pericolosi. Quindi abbiamo formulato una raccomandazione: utilizzare la saldatura e questa raccomandazione, in linea di principio, rimane in vigore. Ebbene, se qualcuno realizzasse un tappo apribile con tutte le precauzioni per il cambio del catalizzatore, ovviamente con una guarnizione in rame per garantire la tenuta del processo, probabilmente questo è possibile. Ma non c'è certezza, quindi non dovresti essere troppo pigro: salda il coperchio con argon, quindi fai bollire, sostituisci il catalizzatore e salda di nuovo tutto.

È necessario un reattore verticale?

La verticale è un must.

Perché il catalizzatore si deteriora nei reattori?

La principale malattia di tutti i reattori in cui viene utilizzato un catalizzatore è che quest'ultimo dopo un po' di tempo si avvelena, come dicono i chimici. Diciamo che c'è un'impurità nel gas: zolfo o qualcos'altro. Sulla superficie dei granuli del catalizzatore appare una sorta di pellicola. È possibile organizzare la vibrazione delle particelle del catalizzatore, in conseguenza della quale è autopulente quando i granuli si sfregano l'uno contro l'altro. Questa pulizia è facilitata anche dal fatto che alcuni granuli di catalizzatore sono più abrasivi di altri.

Come si mescolano acqua e metano?

Naturalmente l'acqua e il metano devono essere forniti al miscelatore in un certo rapporto. Questa operazione viene effettuata con il metodo classico utilizzando un erogatore d'acqua ed un erogatore di metano. Abbiamo rinunciato ai dispenser. Il fatto è che a temperature dell'ordine di 80...100°C la pressione dei vapori saturanti diventa quasi atmosferica (l'acqua bolle quindi infatti ad una temperatura di 100°C). Quindi, il vapore acqueo presente nelle bolle di metano è sufficiente per effettuare la reazione di conversione. Qui c’è un serio problema tecnico. Durante i nostri esperimenti, si è scoperto che quando si fa passare il gas attraverso una piccola briciola dal basso per "romperla", il gas trova sempre una strada per se stesso, di conseguenza il resto del disperdente non funziona, cioè , diventa un tappo di sughero. Pertanto, è necessario abbattere costantemente le bolle, cosa che si ottiene con l'aiuto di un vibratore elettromagnetico. Poi ci sono altre bolle che, salendo, sono completamente sature d'acqua.

Come è regolata la percentuale di metano e acqua?

È principalmente a temperatura controllata. In generale, questo processo è molto complicato. Il sistema di strumentazione per tali processi occupa uno spazio solido. Ero allo stabilimento di metanolo di Tallinn e ho visto questo sistema molto complesso. Ovviamente non potevamo ripeterlo. Tuttavia, abbiamo trovato una via d'uscita dalla situazione riducendo tutta questa strumentazione a un unico stoppino. Più piccola è la sua fiamma, meno metano, idrogeno e monossido di carbonio non reagiti rimangono nel reattore. Meno reagiscono, maggiore sarà la quantità di stoppini di fiamma all'uscita del reattore. Pertanto, tu stesso puoi ottimizzare il processo. Dopotutto, il gas dalla rete arriva in modo uniforme. Di conseguenza, il compito principale dell'operatore è fare di tutto per ridurre la fiamma dello stoppino. Trascorri un giorno o due e impara a regolarti.

La pressione del gas nella linea è sufficiente?

La pressione è quella che è, lasciala stare. Non puoi ancora aumentarlo o diminuirlo.

Cosa succede se i vapori di freon entrano nel sistema? Dopotutto, il compressore è riempito con olio freon.

Se guardi da vicino, è fatto in modo che l'olio non possa fuoriuscire. E se passa attraverso il sistema, non accadrà nulla di terribile.

È possibile sostituire i bruciatori a gas con riscaldatori elettrici?

Potere. Ma è costoso, non è vero? L’elettricità è più costosa del gas. Il gas può essere prelevato direttamente da un bruciatore di un fornello a gas. La lunghezza della fiamma è di circa 120...150 mm.

Quanto è rigoroso il controllo della temperatura?

Non molto difficile. Entro 100°C. Ovviamente potresti installare una termocoppia. Ma la maggior parte dei fai-da-te non sarebbe in grado di diplomarsi. Anche le termocoppie in platino sono molto costose. Il modo più semplice per monitorare la temperatura è con vernici termiche o anche leghe. Ognuno ha il proprio punto di fusione. Dovrebbe esserci una lega come la saldatura ad alto punto di fusione.

Come avviare l'installazione?

Accendete prima i fornelli. In tutto il sistema, avvia il gas e accendi lo stoppino. Il gas inizia a passare attraverso il disperdente e si satura di acqua. Il gas continua a bruciare nello stoppino. Non sta succedendo nient'altro. La saturazione del gas con acqua continua, i bruciatori bruciano. La temperatura nel reattore sale a 350...800°C. Inizia la conversione del metano, che si trasforma in monossido di carbonio e idrogeno. Allo stesso tempo, il metano rimane parzialmente intatto, mentre lungo il percorso compare anche l’anidride carbonica. L'acqua in eccesso scorre ancora. Il processo è endotermico, cioè con assorbimento di calore. Mentre gli scambiatori di calore (nodi) si riscaldano, lo stoppino brucerà con intensità variabile. Durante la conversione viene rilasciato calore, in modo che il processo continui da solo e inizi a oscillare.

Qual è la durata prevista di un impianto del genere?

L'unità funzionerà a lungo, solo la durata del catalizzatore interromperà il funzionamento continuo. Molto qui dipende dalla contaminazione del gas, dalle proprietà del catalizzatore. Se nel gas c'è molto zolfo si può formare acido solforico, aggressivo alle alte temperature.

Voglio fare anche qualche precisazione. È stato precedentemente menzionato che i tubi per i frigoriferi hanno pareti spesse, lunghe 7 m. Il fatto è che in precedenza si prevedeva di realizzare scambiatori di calore sotto forma di bobine. E poi li abbiamo semplificati e li abbiamo resi a forma di scatola con riempitivo.

Qual è la necessità fondamentale di utilizzare un compressore frigorifero nell'installazione?

Nella sua durabilità, affidabilità, silenziosità, disponibilità.

Consigli ed esperienza di professionisti che hanno realizzato impianti per la produzione di benzina

Gennady Ivanovich Fedan, meccanico, inventore, ha molti dei suoi sviluppi. Il suo hobby speciale è l'auto. È un ingegnere minerario di professione, laureato al Politecnico di Donetsk. Un tempo ha lavorato come meccanico di servizi autostradali e poi ha conosciuto l'uso del metanolo.

Ecco cosa ha detto: “Circa otto anni da quando abbiamo iniziato a usare il metanolo in macchina. Nei primi due anni abbiamo lottato contro la corrosione. Si è formata condensa d'acqua, è stato necessario neutralizzarla in qualche modo. Fondamentalmente, la corrosione ha interessato il sistema del pistone. A Zaporozhets, il motore stesso è in ghisa e il carburatore è in duralluminio. Il sistema del pistone è in acciaio. Valvole corrose, sedi valvole. Abbiamo provato ad aggiungere olio di ricino. Migliora notevolmente la compressione. Gli aeromodellisti, ad esempio, utilizzano metanolo con l'aggiunta del 15% di olio di ricino. Ma ancora una volta c'è molta corrosione: dopo ogni utilizzo di questa miscela, tutto deve essere lavato.

Ci siamo salvati da questo aggiungendo olio per aerei al metanolo. Per 20 litri di metanolo aggiungiamo 1 litro di olio per aviazione MS-20. I nostri tradizionali oli automobilistici sono stati abbandonati perché formano fuliggine quando bruciati. Di conseguenza, le valvole bruciano. L'olio per aviazione, d'altra parte, ha un'elevata viscosità, non consente di bagnare la superficie e, per questo motivo, non si verifica corrosione. Quindi, in una miscela al 5% di MS-20, il resto è metanolo.

Devo dire che il metanolo è per molti versi molto interessante come carburante per automobili. A proposito, abbiamo un motore vecchio, piuttosto usurato, ma funziona bene con il metanolo. A velocità superiori alla media ha senso aggiungere acqua. In questo caso aumenta la riserva di carburante del motore. Sto ancora specificando sperimentalmente il dosaggio. Sto sviluppando un'installazione in modo che vi sia un'aggiunta dosata di acqua a seconda della modalità operativa del motore. Non appena si raggiungono le alte velocità, inizia l'iniezione.

Diciamo che per qualche motivo è necessario passare temporaneamente o permanentemente alla benzina. Per questi casi ho semplificato la regolazione del getto principale del carburante. Il fatto è che sotto metanolo la sezione trasversale del getto deve essere aumentata. Se si lascia il getto com'era per la benzina, quando si utilizza il metanolo la potenza diminuirà. Per evitare che ciò accada, è necessario aumentare la sezione trasversale del getto e il motore funzionerà perfettamente.

In inverno, un motore con metanolo si avvia molto più facilmente che con benzina, letteralmente in pochi secondi. Non c'è alcuna detonazione. Un'altra cosa positiva. Spesso era necessario prestare assistenza ai proprietari della "Lada", che formava un tappo di ghiaccio nel percorso del carburante. Succede tutto il tempo. Vendono benzina diluita con acqua. Non può essere determinato a occhio. L'uomo ha comprato, allagato - e basta. In inverno si forma un tappo di ghiaccio nel sistema di alimentazione. Devi smontare il motore, lavare tutto. Gli automobilisti trascorrono fino a due giorni su questo. Nel frattempo, l'ingorgo può essere eliminato letteralmente entro due ore. Prendo 2 litri di metanolo, lo verso nel sistema di alimentazione e il tappo si scioglie. Nessuno smontaggio del motore.