Бензин из угля в домашних условиях своими руками: технолошия производста

Лучше, чем в природе

Еще в конце прошлого века Н. Д

Зелинский обратил внимание на разницу в строении молекул нефти. Большинство молекул высококачественной бакинской нефти представляет собой замкнутые кольца углеродных атомов, к которым по бокам присоединены атомы водорода

От такого циклического строения молекул и зависит прежде всего высокое качество топлива. Грозненская нефть содержит меньше нафтенов — циклических углеводородов. В ней преобладают молекулы метанового ряда, растянутые в виде цепочек атомов. Бензин, полученный из грозненской нефти, при сжатии в цилиндрах двигателей, детонировал, самопроизвольно взрывался гораздо раньше того момента, когда между электродами свечи проскакивала запальная искра.

Много хлопот доставило это явление и химикам и моторостроителям, которые всегда стремились увеличить мощность моторов. Мощность и коэффициент полезного действия двигателя зависит прежде всего от того, насколько сильно поршни в цилиндре сжимают горючую смесь. Степень сжатия (то-есть отношение объема всего цилиндра к объему предельно сжатой в цилиндре горючей смеси) – одна из важнейших характеристик двигателя. Чем больше степень сжатия, тем мощнее и экономичнее двигатель. Если, например, повысить степень сжатия у автомобильного мотора с 5,25 до 10,3, то автомобиль, двигаясь со скоростью 40 км/час, будет расходовать горючего вдвое меньше и пройдет на одном баке бензина вдвое большее расстояние.

Но вот беда: пары обычного бензина не выдерживают большого сжатия и детонируют. Двигатель быстро перегревается, начинает стучать, словно вот-вот развалится. Мощность его резко падает.

При детонаций прогорают поршневые кольца и днище поршня, разрушаются подшипники.

Эти свойства горючего оценивают по так называемому октановому числу. Если говорят, что октановое число горючего — 60, это значит, что его детонационные свойства такие же, как у смеси, содержащей 60% изооктана и 40% гептана. Эти два вещества были взяты за эталон не случайно: изооктан очень хорошо противостоит детонации (его октановое число поэтому было приравнено к 100), а гептан, наоборот, детонирует легче всех других жидких углеводородов (его октановое число приняли за 0).

Получилась своеобразная шкала, по которой можно узнать, как детонирует, высок ли качеством тот или другой сорт бензина.

Чем выше октановое число бензина, тем сильнее можно сжимать в цилиндрах горючую смесь, не опасаясь детонации, тем мощнее и экономичнее двигатель. Первое время самолетные двигатели работали на бензине с октановым числом 50 —55. Использование в авиации бензина с октановым числом 87 позволило повысить мощность моторов на 30—35%, Появление 100-октанового бензина помогло поднять мощность двигателей еще на 15 – 30%. Другими словами современные двигатели стали почти вдвое мощнее, чем «старинные» моторы с таким нее объемом цилиндров.

Казалось бы, качества 100-октановото бензина — это предел, установленный самой природой. Но этот предел, как и немало других, сумела перешагнуть наука, вооруженная передовой техникой. Современные самолеты летают на бензине с октановым числом намного выше 100. Нет в мире нефти, в которой бы содержался бензин столь высокого качества. Такой бензин можно получить лишь искусственным путем — путем синтеза.

Синтез углеводородов давно был заманчивой целью для многих поколений химиков. Академик Н. Д. Зелинский в 1931 году писал: «Когда химик знакомится со строением нефтяных углеводородов и изучает их свойства, он не может не удивляться, насколько легко природа создала эти удивительные формы, которые так трудно приготовить синтетически».

В наши дни высококачественное жидкое топливо получают из низкокачественных бензинов и газов путем перестройки прямых цепочек в ветвистые и кольчатые структуры.

См. также

• Альтернативное автомобильное топливо
• Синтетический природный газ
• Экономика метанола — гипотетическая энергетическая экономика будущего, при которой ископаемое топливо будет заменено метанолом.
• Сухая перегонка
• GTL (англ. Gas-to-liquids — газ в жидкости) — процесс преобразования природного газа в высококачественные, не содержащие серу моторные топлива и другие (более тяжёлые) углеводородные продукты.
• Гидролизное производство
• Биотопливо
• Глобальная энергия
• Солнечная печь — представляет собой простейшее устройство для использования солнечного света для приготовления пищи без использования топлива или электроэнергии

Что такое метанол и как его изготовить?

Чтобы произвести метанол, необходимо изготовить самодельный перегонный аппарат для смешения бытового газа и обыкновенной питьевой воды и ряда последующих операций.

Технология работы аппарата, сделанного кустарным способом, для производства метанола из воды и газа пропан-бутан заключается в изменении химического состава этих элементов под действием высокого давления и температуры. Где периодически охлаждаясь и изменяясь, взаимодействуя с катализатором, они переходят в состояние синтетического газа и после очередной термической обработки — в метанол.

В основном топливо производят из нефти. Но многие страны, не обладая запасами нефти, также производят топливо, используя в качестве сырья уголь. Примером могут служить страны Европы, производящие топливо с применением бурого угля в начале 20 столетия.

В частности, предвоенная Германия в основном таким способом добывала себе топливо. Обладая большими залежами угля (имеется в виду угольный бассейн Рур), добыча которого и производство бензина были поставлены на промышленные рельсы.

Как происходит выделение бензина из угля

Бензин добывали из угля двумя способами. Уголь и нефть имеют сходство по своему химическому составу с общей основой, углеродные соединения с водородом, только у бурого угля молекул водорода меньше. Увеличивая количество молекул водорода в угле, получают вещество, равное по химической структуре с составом нефти, что позволяет в дальнейшем уже производить и бензин. Производство бензина путем переработки бурого угля было разработано учеными из Германии в 20 годы прошлого века:

Что собой представляет гидрогенизация

Технология производства синтетического бензина из бурого угля способом гидрогенизации заключается в следующем:

Производить бензин в домашних условиях таким способом, вероятней всего, невозможно по причине технологической сложности оборудования, изготовление которого кустарным способом затруднительное и затратное.

Производство бензина способом газификации (способ Фишера-Тропша) происходит путем предварительного соединения воды и угольного сырья. В герметичном паровом сосуде с температурой +350ºС и давлением до 30 атм продувают под большим давлением водяной пар.

В результате образуется синтетический газ, который в дальнейшем используют для переработки и получения топлива. Полученный синтез-газ помещают во второй герметический сосуд, заполненный катализатором, основой которого является железо, никель или кобальт. На выходе из второго сосуда получается горючее, из которого путем крекинга производят бензин и дизель.

При производстве топлива этим способом получают такой побочный продукт как парафин и газообразные смеси, большую долю из которых составляет углекислый газ. Способ получения топлива таким методом экологически грязный и неэффективный по затратам.

Существует и термический метод обработки угля, аналогичный с процессом пиролиза, при котором сырье нагревается в сосуде извне, без наличия кислорода. Процесс распада твердого топлива и переход в газообразное состояние происходит при температуре +1200ºС, что в домашних условиях осуществить крайне сложно.

А для получения конечного продукта необходимо еще дополнительное оборудование. Положительной чертой этого метода является использование пиролизных газов для подогрева сырья и синтез бензина, что позволяет немного уменьшить себестоимость продукта.

Для производства бензина из газа используют оборудование, сделанное кустарным способом, но компактное, небольших размеров и малого веса, изготовленное из металла или нержавейки. Принцип работы оборудования заключается в следующем:

Произвести бензин в домашних условиях из автошин можно при условии наличия необходимого оборудования, состоящего из трех металлических бочек с плотно закрывающимися крышками, дистиллятора, источника тепла (применяют печь) и сырья, из которого можно получить топливо.

Данная технология схожа с пиролизом, продукты распада разогретого сырья из одной бочки попадают в другую, наполненную водой, где под действием воды охлаждаются и попадают в другую емкость в виде конденсата. Благодаря замкнутой системе сосудов, попутный продукт, получаемый в результате пиролиза, имеется в виду метан, используется при термической обработке сырья. Для превращения конденсата в топливо применяют дистиллятор, наподобие самогонного аппарата.

Учитывая то, в каких условиях проходит процесс извлечения бензина, дым, гарь, запахи, можно с уверенностью сказать, что такой процесс не приемлем в условиях квартиры или среди густонаселенного места.

САМОДЕЛКИН ДРУГ

Уважаемые посетители сайта «SAMODELKINDRUG» в представленной вашему вниманию статье речь пойдет, как вы уже наверное догадались из названия, о технологии создания аппарата для перегонки пластиковых бутылок и пластмассы в бензин, а так же дизельное топливо. На сегодняшний день цены на бензин и другие энергоносители растут не по дням, а по часам, нефтяные олигархи богатеют за счет простого народа, продавая ему его же богатство, данное от природы.

Но не тут то было, «на каждую хитрую гайку, найдется болт с левой резьбой»:) Группа ученых интузиастов решила развенчать миф о том что бензин и диз-топливо можно получать только из нефти, а так же доказали на собственном примере, что бензин с легкостью можно получить из обычного пластика (пластиковой бутылки) Как всем сегодня известно что любая пластмасса и пластик делается непосредственно из переработанной нефти, а это значит что держа в руках пластиковую бутылку, вы держите твердую нефть «хотя мало кто об этом даже задумывался»

Как у нас обычно поступают с пластиковой бутылкой после употребления содержимого? Правильно:) попросту выбрасывается куда попало, а между прочим эти самые бутылочки делаются из пластика самого высокого качества, потому как применяются в пищевой промышленности.

И так с пластиком теперь немного понятно, что он является твердой нефтью, но как же ученым мужам удалось получить бензин в лабораторных условиях своими руками? Начнем с того что бензин и прочие виды топлива из нефти получают за счет её перегонки, или говоря научным языком (пиролиз) а говоря простым народным языком, процесс перегонки нефти проходит по тому же принципу, что и перегонка бражки в самогон:) (самогоноварение) В домашних условиях высокооктановый бензин получить конечно маловероятно, но для заправки бензопилы, мотоцикла, мотокосы, автомобиля вполне пригоден.

И так для наглядности автор представил чертеж заветного аппарата для перегонки пластика в бензин. Такой самогонный аппарат «на раз соберет» любой уважающий себя Дедок

Новая технология получения биотоплива из отходов древесины

Исследователи из МФТИ и РАН разработали технологию, позволяющую превращать опилки и виды древесных отходов в аналог угля. Ее описание было представлено в журналах Fuel Processing Technology и Energy.

«Важное достоинство этой технологии — ее экологичность. Кроме того, наряду с твердым топливом, можно получать порядка 10% весьма ценных химических соединений: альдегиды, кетоны, спирты и карбоновые кислоты

Соединение биоэнергетики и химической промышленности — это весьма важная задача для нашей страны на ближайшие десятилетия», — заявил Борис Кичатов, сотрудник МФТИ и ОИВТ РАН.

За последние годы ученые и инженеры создали несколько технологий производства биотоплива, некоторые из которых сегодня применяются на практике. Как правило, сырьем для их производства служат соя, рапс и многие другие быстрорастущие злаки, чья биомасса ферментируется при помощи химикатов или бактерий и трансформируется в этанол и другие виды спиртов.

Некоторые экологи, просчитав все выбросы СО2 и других парниковых газов, произведенных во время выращивания биотоплива, сегодня считают переход на такие виды топлива малоцелесообразным.

Это связано с тем, что климатический ущерб от вырубки лесов под плантации культур, из которых готовят биодизель или спирты, часто превышает пользу от частичного отказа от ископаемых видов топлива. Другие ученые, наоборот, не обнаружили таких проблем и признали биотопливо «нейтральным» с климатической точки зрения.

Как передает пресс-служба Физтеха, Кичатов и его коллеги разработали технологию, которая позволяет производить биотопливо из отходов других производств, не связанных напрямую с топливной промышленностью.

Источником «сырья» для их топливных брикетов могут служить самые разные предприятия древообрабатывающей промышленности, начиная с лесопилок и заканчивая мебельными фабриками.

Этот процесс в чем-то похож то, как формировался каменный и бурый уголь в недрах планеты. Ученые заполняют специальную печь спрессованными брикетами из древесного наполнителя, засыпают их толстым слоем особой глины и нагревают весь этот минеральный «пирог» до температуры в 200-300 градусов Цельсия.

Несмотря на отсутствие кислорода, многие компоненты древесины, такие как гемицеллюлоза, начинают разлагаться на более простые молекулы в подобных условиях. Это постепенно превращает подобные опилки в некое подобие угля.

В прошлом, ученые уже пытались создавать подобные технологии, обжигая брикеты из древесного материала в инертной газовой среде или в присутствии небольшого количества кислорода. Это несколько ускоряет процесс производства топлива, но приводит к тому, что значительная часть горючих веществ улетучивается вместе с газом или просто сгорает.

«Упаковка» брикетов в оболочку из глины, как показали опыты и расчеты российских исследователей, позволяет избавиться от необходимости применять инертный газ и уменьшает массу веществ, «сбегающих» из биотоплива. Подобный подход позволил ученым сохранить несколько процентов изначальной массы брикетов и значительно повысить энергоемкость «био-угля».

«При вырубке лесов образуется большое количество отходов: пни, ветви деревьев. Чаще всего они сжигаются на месте, а порой и просто выбрасываются. В последнем случае они становятся источником для развития болезней и вредителей наших лесов. Наша технология позволит создавать относительно небольшие производства, которые позволят решать как энергетические, так и экологические проблемы», — заключает ученый.

Искра из пластика

Во время движения автомобиля кузов машины накапливает статическое электричество. Трение резиновых шин об асфальт, а кузова о пыльный воздух способствуют возникновению статических разрядов и накоплению разности потенциалов, способных разразиться искрами. Из школьного курса физики мы помним, что такой эффект наблюдается при трении диэлектрика о непроводящий электричество материал, к примеру эбонитовой палочки о шелк. Топливо также является диэлектриком и при наливе и встрясках трется о борта сосуда. Если он сделан из диэлектрического материала, такого как стекло или пластик, то по законам физики начинает накапливаться электрический заряд. Чем больше встряска, тем выше трение и разность потенциалов.

Да и сама машина подвержена электролизации. На кузове во время движения собирается в среднем 1000 вольт напряжения, способных разрядиться в любой предмет, который касается машины. Автомобиль с пластиковыми бутылками внутри превращается в заряженную бомбу, готовую взорваться. Такие истории уже не раз бывали. Самовоспламенение топлива при перевозке происходит даже в специализированных цистернах, где на первый взгляд предусмотрены все меры безопасной эксплуатации.

Стоит ли опасаться, если после заправки в машине пахнет бензином? Подробнее

Прямая перегонка (ректификация) нефти

С помощью такой методики бензин начали получать на заре развития автомобилестроения. Сам процесс происходит в так называемых ректификационных колоннах, однако прямую перегонку можно осуществить и в домашних условиях, о чем мы поговорим несколько  позднее.

Процесс может происходить как при атмосферном значении давления, так и в вакууме различной глубины.

В процессе ректификации из нефти при разных температурах испаряются летучие фракции, такие, как:

• бензиновая фракция (испаряется первым при температурах до 180-ти градусов);
• керосин (испарение происходит в температурном диапазоне от 150-ти до 305-ти градусов);
• дизельное топливо (температуры выкипания – от 180-ти до 360-ти градусов и выше).

Сразу оговоримся, что такой способ обладаем массой существенных недостатков. К ним относятся:

• мало количество получаемого  топлива (из одного литра сырья бензина таким образом выходит всего порядка 150-ти  миллилитров);
• качество прямогонного бензина –  очень низкое, с октановым числом  в пределах от 50-ти до 60-ти единиц;
• чтобы довести прямогонный бензин до приемлемых качественных характеристик (до октанового числа выше 90-та единиц), необходимо большое количество разного рода присадок.

В настоящее время для получения бензина высокого качества используются другие, более совершенные методики. Наиболее популярными из них являются каталитический и термический крекинги.

Изготовление бензина из автошин

Заняться добычей топлива из резиновых покрышек выгодно и увлекательно. Потребуется 3 металлических бочки с крышками, доменная печь (источник тепла), дистиллятор, сырье (отходы).

Этапы:

• разрезать резину на мелкие куски;
• взять огнеупорную емкость, подсоединить жаропрочную трубку, погрузить в нее приготовленное сырье;
• отвести конец трубки во второй сосуд, у которого 2 трубки (для отвода газов и приема жидкого топлива);
• заполнить водой третий сосуд в качестве конденсатора;
• у крышки от сосуда с наличием 2-ух трубок первый конец расположить в 1-2 см;
• соединить трубку конденсатора с трубкой отвода газов;
• подвести под первый сосуд вторую трубку конденсатора, подсоединить к газовой горелке;
• трубку от первого сосуда поместить в трубу наибольшего диаметра, т.к. через нее будет течь вода для охлаждения;
• зажечь основную горелку, чтобы стала течь вода в контур охлаждения, а резина – превращалась в пар.

При прохождении через трубу газ будет остужаться, стекать во второй сосуд уже в виде конденсата, поступать через отводную трубку на дно конденсатора.

Когда в первом сосуде резина закончится, то стоит отключить воду и горелку.

Конечно, из автошин качественного горючего не получить. Но для заправки бензопилы либо обогрева помещения вполне подойдет сделанный бензин.

Внимание! Нельзя применять метод в закрытых комнатах, условиях квартиры или частного дома. В процессе будут подниматься в воздух дым и гарь

Стационарная установка для пиролиза

Оборудование пиролизного типа для переработки твердых отходов представляет собой блочную конструкцию с расположенной в центре достаточно объемной камерой. Верхняя часть устройства имеет загрузочные отверстия, через которые поступает сырье, требуемое утилизации.

В систему входят насосы различной мощности. Установка также оснащена:

• конденсаторами
• вентиляторами, над которым закреплены дроссельные заслонки
• отсеками для воды
• реактором
• загрузочным блоком
• модулями выгрузки
• швельшахтами
• газоанализаторами
• подогревающими воздух приспособлениями
• дымососами

Реактор устройства имеет герметичную загрузочную дверку. Она может быть прямоугольной или круглой формы. Последний вариант считается более удобным в использовании. Диаметр проема соответствует размеру реактора – от 2,2 до 2,8 метров. Количество сопел в устройстве зависит от модели пиролизного агрегата.

Строй-Техника.ру

Строительные машины и оборудование, справочник

Категория:

   Автомобильные эксплуатационные материалы

Публикация:

   Получение альтернативных моторных топлив

Читать далее:

   Энергетические показатели

Получение альтернативных моторных топлив

Главной отличительной особенностью альтернативных моторных топлив является использование для их производства не нефтяного сырья. Таким сырьем являются природный газ, уголь и биомасса (рис. 1).

Рис. 1. Основные стадии получения моторных топлив из не нефтяного сырья

Из природного газа топливо для автомобилей может быть получено тремя различными способами. Простейшим способом является сжатие газа до давления 20… 25 МПа для обеспечения приемлемого запаса хода автомобиля. Сжатие природного газа осуществляется с помощью стационарных или передвижных компрессорных станций. Природный газ может использоваться и в жидком виде. Сжижение газа осуществляется на холодильных установках путем его глубокого охлаждения до —162 °С. Наконец, с помощью специальных химических процессов конверсии и синтеза из природного газа могут быть получены жидкие углеводороды или метанол (метиловый спирт), используемые в качестве моторных топлив.

Дополнительные материалы по теме:

Производство моторных топлив из угля включает следующие основные стадии: подготовка твердого сырья к переработке (сушка, дробление, фракционирование, отделение углеводородной части, очистка и др.), газификация или гидрогенизация и переработка получаемых продуктов в топливо.

В процессе газификации из угля получают газообразную смесь, из которой затем с помощью химических реакций синтеза в присутствии катализаторов могут быть получены жидкие углеводороды или метанол. По такой схеме на заводе фирмы «Сасол» (ЮАР) ежегодно производится около 4 млн. т бензинов и дизельных топлив. На получение каждой тонны моторных топлив расходуется около 6…7 т угля.

Более перспективным способом является каталитическая гидрогенизация. Этот способ основан на взаимодействии органической части угля с водородом при высоких давлениях и температурах в присутствии катализатора. В результате получается синтетическая нефть, из которой с помощью известных процессов нефтепереработки могут быть выработаны различные моторные топлива. Из 3 т угля получается 1 т синтетической нефти.

Наиболее распространенным способом получения моторных топлив из возобновляемого растительного сырья — биомассы — является ферментация (брожение). В процессе брожения получают жидкую смесь, содержащую значительное количество этанола (этилового спирта) и воды. После очистки и удаления воды этот продукт может использоваться самостоятельно в качестве моторного топлива либо добавляться к обычным нефтяным топли-вам.

Одним из видов альтернативных топлив является сжиженный пропан-бутановый газ. Это топливо получают выделением смеси пропана и бутана из попутного нефтяного, природного и нефтезаводского газов с помощью методов умеренного охлаждения и газофракционирования. Промышленные установки газофракционирования обычно включают ректификационные колонны для разделения сырья—углеводородной смеси на пропан-бутано-вую фракцию, смесь более тяжелых углеводородов и др.

Автомобильным топливом будущего называют водород. В больших количествах водород может быть получен из воды с помощью электролиза, однако пока этот процесс требует больших затрат электроэнергии и связан с высокой стоимостью получаемого водорода.

Рекламные предложения:

Читать далее: Энергетические показатели

Категория: —
Автомобильные эксплуатационные материалы

Исключения из правил

Существует ГОСТ Р 58404–2019 под названием «Станции и комплексы автозаправочные», регламентирующий правила технической эксплуатации АЗС. В пункте 8.2.5 сказано, что из-за риска статического электричества не допускается отпуск нефтепродуктов в неспециализированную пластиковую и стеклянную тару. Разрешено пользоваться только металлическими токопроводящими канистрами, специально изготавливаемым для хранения и транспортировки топлива. Однако существуют и исключения.

Там же указано, что «отпуск нефтепродуктов в тару, выполненную из полимерных материалов, допускается только при наличии на ней маркировки предприятия-изготовителя о возможности ее использования для хранения нефтепродуктов». Другими словами, когда производитель специально изготавливает канистры для топлива из пластика, то на бортах таких канистр наносится надпись «GAZOLINE» или по-русски «БЕНЗИН». Такие канистры изготовлены из токопроводящего материала, который не создает статических разрядов и безопасен для легковоспламеняющихся жидких грузов.

Между тем часто сотрудники АЗС подстраховываются и не заливают в пластиковые канистры топливо даже с правильными маркировками. Упрашивать или скандалить бесполезно. Они ссылаются на внутренние противопожарные установки сетей АЗС, которые даже строже государственных стандартов.