Моторное топливо на базе ненефтяного сырья


The Presentation inside:

Slide 0

Уголь Биомасса и биогаз Природный газ Газификация Конверсия Конверсия: паровая и углекислотная Окисление: традиционное и в химических реакторах на базе энергетических установок (ракетные технологии, дизельный и газовый двигатели) Синтез-газ Диметиловый эфир Моторное топливо Метанол Водород Моторное топливо на базе ненефтяного сырья


Slide 1

Синтез метанола и моторных топлив (через метанол) из синтез-газа СО2 + 3Н2 = СН3ОН + Н2О (1) СО + Н2О = СО2 + Н2 (2) Итого: СО + 2Н2 = СН3ОН (50-100 атм, 200-300оС)   Мировые мощности ~30 млн т, РФ ~2 млн т   Термодинамика реакции (1) неблагоприятна, поэтому синтез ведут при многократной (не менее 6) циркуляции синтез-газа (с отбором метанола) с большими затратами электроэнергии. Метанол перерабатывают в моторное топливо в результате цепи превращений:   СН3ОН ? СН3ОСН3 (ДМЭ) ? этилен ? бензин   Все реакции протекают в одном реакторе на цеолитных катализаторах Производство бензина через метанол не рентабельно. Получаемый бензин дороже нефтяного.


Slide 2

Синтез диметилового эфира (ДМЭ) из синтез-газа В реакторе синтеза ДМЭ протекают следующие реакции: Синтез метанола: СО2 + 3Н2 = СН3ОН + Н2О (1) Синтез диметилового эфира: 2 СН3ОН = СН3ОСН3 + Н2О (2) Реакция водяного газа: СО + Н2О = СО2 + Н2 (3)  Реакции (2) и (3) «помогают» синтезу метанола, превращая продукты реакции (1) и сдвигая равновесие. Реакция (3) «регулирует» соотношение СО2/Н2О в продуктах в зависимости от СО/Н2 в исходном газе. В зависимости от СО/Н2 в исходном газе итоговое уравнение суммарной реакции имеет вид: 3СО + 3Н2 = СН3ОСН3 + СО2 при малых СО/Н2 (~1) 2СО + 4Н2 = СН3ОСН3 + Н2О при больших СО/Н2 (>3)


Slide 3

Сравнительная характеристика процессов синтеза метанола и синтеза ДМЭ


Slide 4

Некоторые свойства ДМЭ


Slide 5

Выхлоп ДМЭ и нормы токсичности отработанных газов (ЕЭК ООН) (по данным Haldor Topsoe A/S, 2001 г.)


Slide 6

Некоторые свойства ДМЭ, пропана и бутана


Slide 7

Некоторые свойства дизельного и альтернативных топлив


Slide 8

Характеристики бензина, полученного из синтез-газа (через ДМЭ)


Slide 9

Пересмотр стадийной схемы переработки природного газа в моторные топлива Природный синтез-газ (метанол) ДМЭ углеводороды газ Природный газ синтез-газ метанол (ДМЭ) углеводороды Новая схема (разработан катализатор и процесс) В результате двойной выигрыш: стадия: синтез-газ ДМЭ - эффективнее и экономичнее, чем стадия: синтез-газ метанол; стадия: ДМЭ углеводороды - проще и эффективнее, чем стадия: метанол углеводороды Традиционная схема


Slide 10

Генератор синтез - газа


Slide 11

Получение синтез-газа при горении метано-воздушных смесей Принципиальная схема химического реактора на базе ракетных технологий


Slide 12

Реактор получения синтез-газа (на базе ракетных технологий) ПНТЦ Опытно-промышленная установка получения бензина из природного газа


Slide 13

Реактор получения синтез-газа (Выход на блок каталитического синтеза ДМЭ)


Slide 14

Компоненты цен СНГ По данным журнала «Нефть России», 2003, № 8


Slide 15

Производство GTL. Удельные капитальные затраты Зависимость удельных капиталовложений от мощности GTL завода ЦЭМИ РАН, О.Б. Брагинский


Slide 16

Цены синтетического топлива в районе потребления (расчеты компании Chem. System, США) Экономика производства диметилового эфира (ДМЭ) ЦЭМИ РАН, О.Б. Брагинский


Slide 17

Токообразующие процессы на катоде и аноде топливного элемента (ТЭ) с твердым мембранным полимерным электролитом ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ТЭ Cвободная энергия реакции окисления топлива: ?G = ?H – T ?S преобразуется в электродвижущую силу: E? = -?G/(nF) ДОСТОИНСТВА наиболее высокий КПД (>0.95) преобразования энергии из-за отсутствия потерь тепла и механической энергии. высокая экологическая чистота. ПРОСТЕЙШАЯ СХЕМА ТЭ катализатор


Slide 18

Прямое электроокисление водорода катализаторы


Slide 19

Прямое электроокисление синтетического жидкого топлива катализаторы


Slide 20

Проблемы топливных элементов Новые виды топлив (водород, водородный газ, метанол,этанол, этиленгликоль,глицерин и т.п.). Новые материалы для мембранных полимерных электролитов. Новые эффективные катализаторы. Замена платины. Решение этих проблем позволит на основе эффективного использования собственных ресурсов создать экологически чистые, с высоким КПД: распределенное производство электроэнергии на топливных элементах мощностью от 100 Вт до 200 кВт транспорт портативные источники для электронных устройств


Slide 21

Зависимости активности катализатора RuNi, нанесенного на саже (15 мас.%), от количественного соотношения Ru и Ni при различных потенциалах V и мольных соотношениях k=КOH/CH3OH в прямом окислении метанола


Slide 22


×

HTML:





Ссылка: