Методы производства топлив

Содержание

Введение

1  Методы определения октанового числа

2 Получение синтез-газа

3 Задача

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1  Методы определения октанового числа

 

Детонационная стойкость  является основным показателем качества бензинов. Она характеризует способность  бензина сгорать в двигателе  от искры без детонации. Детонацией называется такой режим работы двигателя, при котором часть топлива  самовоспламеняется и в результате давление в двигателе нарастает  не плавно, а скачками, нарушая работу двигателя. Мерой детонационной  стойкости является октановое число, которое измеряется в сотой шкале. За нуль шкалы принята детонационная  стойкость н-гептана. За 100% принята детонационная стойкость изооктана, а точнее 2,2,4 – триметилпентана. Таким образом, ОЧ – показатель детонационной стойкости бензина, численно равный процентному содержанию изооктана в эталонной смеси с н-гептаном, которая по детонационной стойкости эквивалентна испытуемому бензину.

В качестве кислородсодержащих высокооктановых добавок используют простые эфиры и спирты.

 

Спирты	Эфиры
Достоинства
1. Дешевизна.	Понизить точку выкипания бензинов и улучшить его испаряемость на переходных режимах. Сократить содержание СО в выхлопных газах
1. Низкая теплота сгорания. 2. Высокая теплота испарения 3. Растворимость в воде	Низкая теплота сгорания. Высокая теплота испарения

Основной промышленный метод  производства смешанных эфиров –  алкилирование спирта олефинами. Промышленными продуктами являются этанол и изоамилены, поэтому основная реакция: этанол + изоамилен = этилтретамиловый эфир.

Кроме того, возможны побочные реакции: Этанол = диэтиловый эфир, изоамилены = димеризация и полимеризация.

Катализаторами этерификации являются катализаторы кислотного типа. Наиболее удобно использовать сульфокатиониты, поскольку нет необходимости очищать реакционную массу от кислот.

Реакцию проводим в жидкой фазе. Исходя из требований термодинамики, понижение температуры способствует увеличению выхода. Поэтому принимаем  температуру в реакторе порядка 60-70С, а давление принимаем такое, чтобы изоамилены были в жидкой фазе. Также принимаем избыток этанола, что бы избежать полимеризации изоамиленов. Таким образом, технологическая схема выглядит следующим образом: Теплообменник – реактор (с охлаждением, к/т) – колонна выделения легких продуктов – колонна выделения товарного продукта.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 Получение синтез-газа

 

Первым способом получения  синтез-газа была газификация каменного угля, которая была осуществлена еще в 30-е годы XIX века в Англии с целью получения горючих газов: водорода, метана, монооксида углерода. Этот процесс широко использовался во многих странах до середины 50-х годов XX века, а затем был вытеснен методами, основанными на использовании природного газа и нефти. Однако в связи с сокращением нефтяных ресурсов значение процесса газификации снова стало возрастать.

В настоящее время существуют три основных промышленных метода получения  синтез-газа[34].

1. Газификация угля. Процесс  основан на взаимодействии угля  с водяным паром:

C + H₂O ↔ H₂ + CO

Эта реакция является эндотермической, равновесие сдвигается вправо при температурах 900-1000 ^оС. Разработаны технологические процессы, использующие парокислородное дутье, при котором наряду с упомянутой реакцией протекает экзотермическая реакция сгорания угля, обеспечивающая нужный тепловой баланс:

C + 1/2O₂↔CO

2. Конверсия метана. Реакция  взаимодействия метана с водяным  паром проводится в присутствии  никелевых катализаторов (Ni-Al₂O₃) при повышенных температурах (800-900 ^оС) и давлении:

CH₄ + H₂O → CO + 3H₂

В качестве сырья вместо метана может быть использовано любое  углеводородное сырье.

3. Парциальное окисление  углеводородов. Процесс заключается  в неполном термическом окислении  углеводородов при температурах  выше 1300 ^оС:

C_nH_{2n + 2} + 1/2nO₂ → nCO + (n + 1)H₂

Способ применим к любому углеводородному сырью, но наиболее часто в промышленности используют высококипящую фракцию нефти - мазут.

Соотношение СО : Н₂ существенно зависит от применяемого способа получения синтез-газа. При газификации угля и парциальном окислении это соотношение близко к 1 : 1, тогда как при конверсии метана соотношение СО : Н₂ составляет 1 : 3. В настоящее время разрабатываются проекты подземной газификации, то есть газификации угля непосредственно в пласте. Интересно, что эта идея была высказана Д.И. Менделеевым более 100 лет назад. В перспективе синтез-газ будут получать газификацией не только угля, но и других источников углерода вплоть до городских и сельскохозяйственных отходов.