Что получают из угля и нефти

Что получают из угля и нефти и как это использовать?

Если задаться вопросом, что получают из угля и нефти, то можно прийти к выводу, что очень многое. Эти два ископаемых служат в качестве основных источников углеводородов. Следует рассмотреть все по порядку.

Нефть

Нефть представляет собой горючее ископаемое, характеризующееся темно-бурым цветом и высокой плотностью. По своей сути, это сложная смесь веществ, в основном, это жидкие углеводороды. По составу нефть бывает нафтеновой, парафиновой и ароматической. Однако наиболее часто можно встретить продукт смешанного типа. Помимо углеводородов, в составе нефти имеются примеси органических сернистых и кислородных соединений, а также вода с растворенными в ней магниевыми и кальциевыми солями.

Не исключается содержание и механических примесей в виде глины и песка. Если говорить о том, чем нефть лучше угля, то тут можно сказать о ценности этого сырья для получения разных видов моторного топлива высочайшего качества. После проведения очистки от воды и прочих нежелательных примесей, выполняется переработка данного вида ископаемого. происходит это, в основном, методом перегонки. В его основу заложена разница температур кипения углеводородов, которые входят в ее состав.

Как осуществляется перегонка

Так как в нефти содержатся сотни разных веществ, у многих из которых температуры кипения достаточно близки, почти невозможным оказывается выделение индивидуальных углеводородов. Поэтому посредством перегонки осуществляется разделение нефти на фракции, которые кипят в весьма широком температурном диапазоне. При обычной температуре нефти посредством перегонки ее разделяют на четыре фракции: дизельную (180-350 о С), керосиновую (120-315 о С), бензиновую (30-180 о С) и мазут в виде остатка после процедуры. Если и далее говорить о том, что получают из угля и нефти, то стоит отметить, что каждую из этих составляющих при более тщательной перегонке можно разделить на еще более мелкие фракции. К примеру, из бензиновой части можно получить петролейный эфир, лигроин и, собственно, бензин. Первое вещество содержит в своем составе гексан и пентан, благодаря чему оно становится превосходным растворителем для смол и жиров.

Компоненты

В составе бензина имеются неразветвленные предельные углеводороды от деканов до пентанов, циклоалканы и бензол. После соответствующей переработки его применяют для автомобильных и авиационных двигателей внутреннего сгорания в качестве топлива. Лигроин, в составе которого имеются керосин и углеводороды, используется в качестве горючего для осветительных и нагревательных приборов бытового назначения. В больших количествах керосин используется в качестве топлива для ракет и реактивных самолетов.

Если и далее разбираться в том, что получают из угля и нефти, то стоит сказать и о дизельной фракции нефтеперегонки, которая обычно служит топливом для дизельных двигателей. В состав мазута входят высококипящие углеводороды. Посредством перегонки под уменьшенным давлением из мазута обычно получают различные масла смазочного назначения. Остаток, который имеется после обработки мазута, принято называть гудроном. Из него получают такое вещество, как битум. Данные продукты предназначены для использования в дорожном строительстве. Мазут часто используется и в качестве котельного топлива.

Другие способы переработки

Чтобы понять, чем нефть лучше угля, необходимо разобраться, каким еще обработкам их подвергают. Нефть перерабатывается посредством крекингов, то есть термокаталитического превращения ее частей. Крекинг может быть одного из следующих видов:

  • Термический. В данном случае осуществляется расщепление углеводородов под воздействием повышенных температур.
  • Каталитический. Его проводят в условиях высокой температуры, однако при этом еще добавляется катализатор, благодаря чему можно управлять процессом, а также вести его в каком-то определенном направлении.

Если говорить о том, чем нефть лучше угля, то следует сказать, что в процессе крекинга образуются непредельные углеводороды, находящие широчайшее применение в промышленном синтезе органических веществ.

Каменный уголь

Переработка этого вида сырья производится по трем направлениям: гидрирование, коксование и неполное сгорание. Каждый из этих видов предполагает использование особого технологического процесса.

Коксование подразумевает нахождение сырья в коксовых печах при температуре 1000-1200 о С, где отсутствует доступ кислорода. Этот процесс позволяет осуществлять сложнейшие химические превращения, результатом которых будет образование кокса и летучих продуктов. Первый в остывшем состоянии отправляется на предприятия металлургии. Летучие продукты охлаждаются, после чего получаются аммиачная вода и каменноугольная смола. Остается еще много несконденсированных веществ. Если говорить о том, почему нефть лучше угля, то следует отметить, что из первого вида сырья получается гораздо больше готовых продуктов. Каждое из веществ направляется на определенное производство.

На данный момент осуществляется даже производство нефти из угля, что позволяет получить гораздо больше ценного топлива.

Что можно получить из угля и нефти?

Мы уже говорили о том, что лишь в начальный период своего развития промышленность пластмасс потреб­ляла в качестве сырья такие природные продукты, к ко­торым относятся клетчатка, казеин, а также битум и пеки, добываемые из недр земли.

Последующие этапы развития промышленности пласт­масс, начиная с начала XX века, связаны с широким при­менением синтетических смол, получаемых искусственным путём из простейших органических соединений. При этом оказалось, что искусственным путём можно приготовить почти неограниченное число разнообразных смол, тогда как из природных продуктов путём их химической переработки можно получить только весьма ограниченное число веществ, способных служить связующей основой в пластмассах. Следовательно, лишь путь синтеза позво­ляет достигнуть бесконечного разнообразия в свойствах материалов.

Благодаря огромным успехам науки и техники в обла­сти органического синтеза, современная промышленность способна производить в больших масштабах сложнейшие химические вещества, в том числе и пластмассы, путём последовательного химического превращения простейших и доступных видов сырья.

Уголь, нефть и продукты их переработки, воздух и вода, поваренная соль и речной песок стали основными видами сырья для получения синтетических смол и пласт­масс. Как известно, эти источники практически неисчер­паемы.

Наличие огромных запасов доступных сырьевых источ­ников явилось также одной из важных причин бурного развития промышленности пластмасс.

Много чудесных превращений должны претерпевать эти сырые материалы, прежде чем превратиться в проч­ную, лёгкую и прозрачную пластмассу. Путей этих пре­вращений множество, и одни и те же материалы могут быть получены различными способами и из различных источников.

В настоящее время из нефти получают искусственным путём свыше 20 000 различных органических веществ; многие из них являются полупродуктами для получения пластических масс. Из каменного угля можно получить ещё большее число соединений. Современная химическая промышленность не стремится использовать составные части нефти или угля только для одной какой-либо цели, например, нефть — только для получения бензина, а уголь — только для получения кокса. Экономически более выгодным считается комплексное, то-есть многостороннее, полное использование всех продуктов, получающихся при переработке нефти или каменного угля. Такое использо­вание сырьевых источников, с утилизацией всех отходов производства, позволяет получать новые материалы по низкой стоимости, и одновременно с этим понизить стои­мость основного продукта. Так, например, при получении из нефти авиационного бензина путём крекинга и пиролиза (Крекингом и пиролизом называют разложение нефтей и мазута при нагревании их в аппаратах специального устройства. В результате этих процессов из нефти получается значительно больше бензина, керосина, бензола и других ценных нефтепродук­тов, чем при обычной перегонке. Кроме того, образуется большое количество газов. Более подробные сведения об этих процессах можно найти в брошюре «Научно-популярной библиотеки» Гостехиздата: Д. А. Катренко, «Чёрное золото») свыше половины нефти превращается в газообразные отходы и смолистые остатки. Ещё недавно газообразные «отходы» сжигались в топках или просто выбрасывались на воздух. Однако эти газы содержат большое количество метана, этилена, пропилена, изобу­тилена и других углеводородов, являющихся ценнейшим сырьём для многих синтезов, в том числе и для получения пластмасс.

Метан, как было показано советским химиком С. С. Медведевым, при окислении воздухом переходит в формальдегид — одну из главных составных частей фенолальдегидных смол.

Этилен по реакции, открытой ещё А. М. Бутлеровым, можно превратить в этиловый спирт, который служит сырьём для синтеза каучука по способу академика С. В. Лебедева. Этилен является также исходным сырьём для получения полихлорвиниловых смол, применяемых при изготовленииэлектроизоляции, трубопроводов для перекачки кислот и масел, рулевых колёс для автомашин и тракторов, обуви, обивки для мебели, клеёнок, цветных плащей, сумок и т. д.

Из пропилена, по реакции Бутлерова, получают изопропиловый спирт, а из него ацетон, который является сырьём для получения полиакриловых смол, известных под названием небьющегося стекла плексиглас. На ри­сунке 13 приведена примерная схема использования газов крекинг-заводовдля органического синтеза.

Не меньшую ценность имеют также смолистые отходы и жидкие продукты пиролиза и крекинга, так как из со­держащихся в них ароматических углеводородов можно получить фенолы, кислоты и другие продукты, необходи­мые в промышленности пластмасс, для получения дуби­телей и т. д.

Примерная схема использования крекинг-газов для получения синтетических смол

Каменный уголь и продукты его переработки также являются неисчерпаемыми источниками для получения самых разнообразных органических соединений. При су­хой перегонке (перегонке без доступа воздуха) каменного угля получается целый ряд газообразных и жидких про­дуктов и остаётся твёрдый кокс. На современных коксо­химических заводах коксовые газы используются для получения синтетического аммиака. Однако они могут быть использованы более полно, так как содержат раз­личные углеводороды, которые, как и газы крекинга, могут быть употреблены для получения синтетических смол, пластмасс и других ценных продуктов. А из жидких ка­менноугольных смол извлекаются ароматические углево­дороды, фенол, нафталин и другие соединения, из кото­рых получают растворители, красители и синтетические смолы.

Мы уже видели, что при конденсации фенола (карбо­ловой кислоты) с формалином образуются смолы, которые применяются на практике или для составления бакелито­вого лака или для получения бакелитовых пластмасс, из которых изготовляются детали автомобилей, штепсельные розетки, телефонные аппараты, детали радиоприёмников, музыкальных инструментов и т. д. В последующие годы фенол нашёл широкое применение для синтеза адипи­новой кислоты и гексаметилендиамина. При конденсации этих двух соединений образуется так называемая поли­амидная смола, схема получения которой приведена на ри­сунке 14.

Схема получения полиамидной смолы

Читайте также:  Автономное отопление в частном доме

Полиамидная смола отличается высокой прочностью, гибкостью и стойкостью к действию кислот и щелочей. Кроме того, она выдерживает значительное нагревание, расплавляясь лишь при 250° С. Наличие таких ценных свойств позволяет применять её для изготовления литых изделий высокой прочности (трубки, болты, гайки, конвей­ерные ленты, медицинские инструменты и т. д.). Покрытия из полиамидной смолы обладают хорошими электроизоля­ционными свойствами и исключительно высокой проч­ностью. Медную проволоку, изолированную этой смолой, можно сломать при многократном изгибании или разор­вать при растяжении, но изоляция при этом сохранится в неповреждённом виде. Особенно ценным свойством полиамидной смолы является её способность подвергаться «прядению». Для этой цели смолу расплавляют и продав­ливают через узкие отверстия металлического сита (так называемая «фильера») и получают таким путём тонкие непрерывные нити. Такие нити обычно применяют взамен щетины для изготовления щёток. Но если эти нити под­вергнуть сильному растяжению в холодном состоянии, то они сильно вытягиваются и превращаются в полупро­зрачные тонкие (толщиной менее 1/100 миллиметра) бле­стящие как шёлк нити, которые по своей прочности превосходят натуральный шёлк. Из них изготовляются тончайшие и прочные чулки, они применяются при изго­товлении покрышек для самолётных шин, для пара­шютов и при изготовлении других ответственных из­делий.

Широко распространённый вид синтетического шёл­ка — «капрон»,— из которого изготовляются чулки и дру­гие трикотажные изделия, также получается из фенола. Метод получения этого ценного вида синтетического волокна был разработан советскими учёными И. Л. Кнунян­цем, 3. А. Роговиным и другими.

Таким образом, мы видим, что из угля, воздуха и воды можно получить и прочные детали машин и лучший вид шёлка.

Другая составная часть каменноугольного дёгтя — нафталин, известный в обиходе для уничтожения моли, также является ценным видом сырья для промышленности пластмасс.

При окислении кислородом воздуха при высокой температуре нафталин превращается в новый про­дукт — фталевый ангидрид. Последний при поликонден­сации с глицерином образует глифталевые смолы, которые применяются для изготовления лаков (автомобильные эмали, авиационные эмали) и пластмасс, отличающихся высокой прочностью, блеском и стойкостью к действию бензина и масел.

Одна из главных составных частей каменноугольной смолы и коксового газа — бензол — является исходным сырьём для производства фенола, анилина и других ве­ществ, из которых, в свою очередь, получают различные виды синтетических смол, пластмасс, пластификаторов, красителей и т. п.

Кокс, применявшийся раньше только для металлургии, теперь во всё больших масштабах начинает потребляться химической промышленностью. При сплавлении кокса с известью в специальных электрических печах при темпе­ратуре около 3000° С образуется твёрдое белое вещество — карбид кальция, который при разложении водой даёт ацетилен. Такой способ получения ацетилена при наличии дешёвой электроэнергии считается самым экономичным и имеет все перспективы дальнейшего развития в нашей стране. Ацетилен легко вступает во всевозможные хими­ческие реакции и из него можно получить сотни различ­ных продуктов. Но особенно широкое применение он на­ходит для производства различных синтетических смол, каучуков и пластмасс.

На рисунке 15 показана схема получения ацети­лена из кокса и его применения в промышленности пласт­масс.

Схема получения и применения ацетилена для синтеза синтетических смол

Из ацетилена и уксусной кислоты получают ценный продукт для промышленности пластмасс — поливинилацетат. Он находит широкое применение для изготовления фотографических и кинематографических плёнок, клею­щих веществ, прозрачного броневого стекла и других изделий.

Ацетилен употребляется также для получения различ­ных типов синтетического каучука и синтетических смол, не говоря о его применении для синтеза сотен других ор­ганических веществ.

Немаловажную роль в качестве сырья для промышлен­ности пластмасс играет и обычная поваренная соль. Она служит источником хлора и таким образом является важ­ным видом сырья для получения смол, содержащих хлор.

Приведённые примеры показывают, что при современ­ном уровне развития науки и техники такие простейшие и доступные природные источники сырья как воздух и вода, уголь и нефть, известь и поваренная соль, путём раз­личных химических реакций могут быть превращены в синтетические смолы, пластмассы и другие химические соединения сложнейшего строения, имеющие широкое применение в технике и быту.

slagunov › Блог › Бензин из угля — какие установки давали 20млн. литров бензина в год Гитлеру

В этой статье разберем первую установку фишера-тропша. Как третьему рейху практически получалось делать бензин из газогенераторного газа (или синтез газа) полученного из угля. Схема и принцип работы установки.

Вступление
Война пожирает ресурсы, а самый востребованный ресурс, фундамент экономики войны — нефть (бензин, дизель, авиационное топливо). Даже не смотря на то, что Гитлеру помогала наука и ежегодно рейх получал 20 миллионов литров топлива по технологии Фишера-Тропша из низкокачественного бурого угля империя все равно испытывала дефицит бензина, дизеля и авиационного топлива для своей многомиллионной армии. Именно по этой причини и произошла сталинградская битва. Рейху требовалась нефть Кавказа, но чтобы ее получить командование вермахта не могло позволить себе попасть в окружение которое неминуемо произошло бы оставь они за своей спиной Сталинград.
Давайте разберем как они этот бензин получали и подробно рассмотрим установки первого поколения которые сегодня усовершенствованы до 4 поколения и благополучно дают сотни миллионов литров бензина, дизеля и пр. углеводородов по всему миру.

Немного теории
Все знают как получают бензин из нефти — фактически ее “варят” в закрытых емкостях. Точно также сегодня можно получить грязную нефть если варить на костре старые покрышки в закрытых бочках (называют ретортами). Или обыкновенный бытовой мусор. Да, вы не ослышались если поместить мусор (любой бытовой мусор из мусорки) в закрытую бочку (закупорить герметично) и разжечь под ней костер можно получить жидкую, грязную нефть. Конечно же эта “нефть” будет грязной и чтобы ее перегнать в чистое топливо нужно множество блоков оборудования, очистки и в конце концов выход чистого топлива будет очень маленьким, а потратится при этом большое количество энергии как электрической так и тепловой (газ на поддержание процесса). Оборудование будет при этом громоздким и дорогим. Поэтому и ведутся в мире войны за качественную нефть из которой перегнать бензин и дизель стоит как можно меньше.

Первые кто пошли по пути катализа, а не “варки”
Франс Фишер и Ганс Тропш в 1920-х годах работавших над проблемой получения бензина пошли по другому пути — получать бензин и дизель не “варением” сырья, а катализом. Как в этом случае происходит процесс?
Сырьем для получения бензина служит твердое топливо — при этом оно может быть любым способным гореть (есть определенные ограничения по влажности и зольности топлива, а также по количеству углерода в его составе — об этом подробно в треугольнике Таннера).

Это твёрдое топливо сперва газифицируют на газогенераторах превращая в синтез газ, а потом этот синтез газ пропускают через измельченный катализатор сделанный из определенного железа и газ преварщается в бензин и дизель при этом очень чистый — чище чем на заправках.
Не путайте газогенератор с пиролизными котлами — это совершенно разные устройства. Газ который получается называют синтез газом или газогенераторным газом.
Суть газификации заключается в том, что 20% топлива просто горит, а в это время 80% топлива превращается в синтез газ за счет тепла горения первого. Кратко этот процесс работает так: мы берем дым от костра (горение топлива в газогенераторе происходит также как в обычном костре) и пропускаем назад через раскаленные угли и когда это происходит в закрытой емкости без подсоса воздуха извне — дым становится горючим газом. Вот так все просто (рассчитать аппарат по формулам правда не просто и потом этот газ очистить).

Сделав таким образом мы получаем из следующих топлив такое количество синтез газа:
Дрова — 2.2м3
Древесный уголь около 5м3
Бурый уголь около 3.5м3 (зависит от влажности и зольности угля)
Каменный уголь около 4.7м3
Мусор бытовой около 1.5м3
Торф 2.2м3
Фикалии около 2м3

Брать любое горючее топливо имеющее низкую цену или отходы за которые платят деньги чтобы их вывести и уничтожить такие как мусор или фекалии городских отстойников например и превращать в бензин и дизель много интереснее чем добывать из нефти — жечь которую как известно все равно что “жечь ассигнации” по словам Менделеева.

Борясь в своих лабораториях десятилетиями ученые нашли металлы способные на реакцию катализа — для превращения синтез газа в бензин подойдут только 4 металла, 2 из которых забраковали, а два эксплуатируют до сих пор — Железо и Кобальт (забраковали Никель и Рутений).

Головы ломали ученые и вот каким был первый аппарат получения жидких углеводородов.

Дело в том, что при превращении синтез газа в бензин (когда мы продуваем его через порошек катализатора или шарики с нанесенным на него порошком) выделяется энергия равная 30% энергии полученной если газ поджечь. Так каждый куб газа давал около 600 ккал/нм3 при превращении. Если оставить этот процесс без охлаждения температура достигала бы чуть ли не 1500 градусов цельсия. А температура должна была быть около 210 градусов цельсия чтобы процесс шел как надо. По этой причине в трубы подавался пар который снимал лишнее тепло. Сам Фишер опытным путем установил — на такой установке расстояние между пластинами должно было быть не больше 10мм, а сделал он 7мм. Пара надо было подавать 5кг на каждый полученный литр бензина (здесь все жидкие углеводороды полученные таким путем я называю бензином и дальше также). Трубы брали диаметром чуть меньше чем водопроводные в наших квартирах с толщиной стенки 4мм чтобы их не разорвало от давления которое могло достигать 30 атмосфер.

Вот как происходил процесс катализа на молекулярном уровне в этой установке (зеленые шарики это железо, правильнее железный катализатор, красные — кислород, белые водород, серые углерод):

В других статьях рассмотрим другие аспекты технологии.

Понравилась статья? Поддержи отечественную науку.

Читайте также:  Что такое автономное отопление

Что делают из угля и нефти

искусственный графит
редкие металлы- ванадий, германий, галлий, молибден, цинк, свинец, а также серу
кумароновые смолы, использующиеся для производства лаков, красок, линолеума и в резиновой промышленности.
Зола от сжигания углей, отходы добычи и переработки используются в производстве стройматериалов, керамики, огнеупорного сырья, глинозема, абразивов.

Из нефти получают

В процессе переработки нефти (первичной) получают различные виды топлива, мазут, сжиженный газ. Все то, что получают из нефти при первичной перегонке находит широкое применение в промышленности.

Что получают из нефти
Сначала из нефти удаляют газообразные углеводороды (метан, этан, пропан и прочие). После того как летучие углеводороды будут отогнаны, нефть нагревают. При нагреве первыми отгоняются углеводороды с небольшим количеством атомов углерода в молекуле, имеющие низкую температуру кипения. При повышении температуры перегоняются углеводороды, температура кипения которых более высокая. Таким способом получаются отдельные фракции нефти. Обычно при помощи такой перегонки удается получить 4 летучие фракции нефти, которые впоследствии можно подвергнуть дальнейшему разделению.

Давайте же посмотрим, что получают из нефти при первичной переработке:

Собирается от 40 до 200 градусов Цельсия. В ее состав входят углеводороды от С5Н12 до С11Н24. При дальнейшей перегонке образуется газолин (температура кипения равна 40-70 градусам Цельсия), а также автомобильный, авиационный бензин (температура кипения равна70-120 градусам Цельсия). Данная фракция служит для получения различных видов моторного топлива и является смесью различных углеводородов.
Лигроиновая фракция

Собирается от 150 до 250 градусов Цельсия. В ее состав входят углеводороды от С8Н18 до С14Н30. Обычно лигроин перерабатывают в бензин или используют в качестве горючего для тракторов.
Керосиновая фракция

В состав керосиновой фракции входят углеводороды от С12Н26 до С18Н38 с t кипения = 180-300 градусов Цельсия. Керосин используют в качестве топлива для тракторов, ракет, реактивных самолетов. Для улучшения качества керосиновой фракции применяется гидроочистка и мерокс.
Газойлевая фракция

Она имеет температуру кипения более 275 градусов Цельсия. Другое название – дизельное топливо.
Мазут

Если задаться вопросом, что получают из угля и нефти, то можно прийти к выводу, что очень многое. Эти два ископаемых служат в качестве основных источников углеводородов. Следует рассмотреть все по порядку.

Нефть

Нефть представляет собой горючее ископаемое, характеризующееся темно-бурым цветом и высокой плотностью. По своей сути, это сложная смесь веществ, в основном, это жидкие углеводороды. По составу нефть бывает нафтеновой, парафиновой и ароматической. Однако наиболее часто можно встретить продукт смешанного типа. Помимо углеводородов, в составе нефти имеются примеси органических сернистых и кислородных соединений, а также вода с растворенными в ней магниевыми и кальциевыми солями.

Не исключается содержание и механических примесей в виде глины и песка. Если говорить о том, чем нефть лучше угля, то тут можно сказать о ценности этого сырья для получения разных видов моторного топлива высочайшего качества. После проведения очистки от воды и прочих нежелательных примесей, выполняется переработка данного вида ископаемого. происходит это, в основном, методом перегонки. В его основу заложена разница температур кипения углеводородов, которые входят в ее состав.

Как осуществляется перегонка

Так как в нефти содержатся сотни разных веществ, у многих из которых температуры кипения достаточно близки, почти невозможным оказывается выделение индивидуальных углеводородов. Поэтому посредством перегонки осуществляется разделение нефти на фракции, которые кипят в весьма широком температурном диапазоне. При обычной температуре нефти посредством перегонки ее разделяют на четыре фракции: дизельную (180-350 о С), керосиновую (120-315 о С), бензиновую (30-180 о С) и мазут в виде остатка после процедуры. Если и далее говорить о том, что получают из угля и нефти, то стоит отметить, что каждую из этих составляющих при более тщательной перегонке можно разделить на еще более мелкие фракции. К примеру, из бензиновой части можно получить петролейный эфир, лигроин и, собственно, бензин. Первое вещество содержит в своем составе гексан и пентан, благодаря чему оно становится превосходным растворителем для смол и жиров.

Компоненты

В составе бензина имеются неразветвленные предельные углеводороды от деканов до пентанов, циклоалканы и бензол. После соответствующей переработки его применяют для автомобильных и авиационных двигателей внутреннего сгорания в качестве топлива. Лигроин, в составе которого имеются керосин и углеводороды, используется в качестве горючего для осветительных и нагревательных приборов бытового назначения. В больших количествах керосин используется в качестве топлива для ракет и реактивных самолетов.

Если и далее разбираться в том, что получают из угля и нефти, то стоит сказать и о дизельной фракции нефтеперегонки, которая обычно служит топливом для дизельных двигателей. В состав мазута входят высококипящие углеводороды. Посредством перегонки под уменьшенным давлением из мазута обычно получают различные масла смазочного назначения. Остаток, который имеется после обработки мазута, принято называть гудроном. Из него получают такое вещество, как битум. Данные продукты предназначены для использования в дорожном строительстве. Мазут часто используется и в качестве котельного топлива.

Другие способы переработки

Чтобы понять, чем нефть лучше угля, необходимо разобраться, каким еще обработкам их подвергают. Нефть перерабатывается посредством крекингов, то есть термокаталитического превращения ее частей. Крекинг может быть одного из следующих видов:

  • Термический. В данном случае осуществляется расщепление углеводородов под воздействием повышенных температур.
  • Каталитический. Его проводят в условиях высокой температуры, однако при этом еще добавляется катализатор, благодаря чему можно управлять процессом, а также вести его в каком-то определенном направлении.

Если говорить о том, чем нефть лучше угля, то следует сказать, что в процессе крекинга образуются непредельные углеводороды, находящие широчайшее применение в промышленном синтезе органических веществ.

Каменный уголь

Переработка этого вида сырья производится по трем направлениям: гидрирование, коксование и неполное сгорание. Каждый из этих видов предполагает использование особого технологического процесса.

Коксование подразумевает нахождение сырья в коксовых печах при температуре 1000-1200 о С, где отсутствует доступ кислорода. Этот процесс позволяет осуществлять сложнейшие химические превращения, результатом которых будет образование кокса и летучих продуктов. Первый в остывшем состоянии отправляется на предприятия металлургии. Летучие продукты охлаждаются, после чего получаются аммиачная вода и каменноугольная смола. Остается еще много несконденсированных веществ. Если говорить о том, почему нефть лучше угля, то следует отметить, что из первого вида сырья получается гораздо больше готовых продуктов. Каждое из веществ направляется на определенное производство.

На данный момент осуществляется даже производство нефти из угля, что позволяет получить гораздо больше ценного топлива.

Вы, конечно, знаете, что каменный уголь используется в качестве топлива, как в быту, так и в промышленности. Каменный уголь был первым ископаемым материалом, который люди стали использовать как топливо. Именно уголь позволил совершить промышленную революцию. В XIX веке много угля использовалось для транспорта. В 1960 году уголь давал около половины мирового производства энергии. Однако к 1970 году его доля упала до одной трети: уголь в качестве топлива потеснили другие источники энергии, в частности, нефть и газ.

Однако этим применение угля не ограничивается. Каменный уголь — это ценное сырье для химической и металлургической промышленности.

В угольной промышленности используется коксование угля. Коксохимические заводы потребляют до 1/4 от добываемого угля. Коксование — это процесс переработки каменного угля нагреванием до 950-1050°С без доступа кислорода. При разложении угля образуются твёрдый продукт — кокс и летучие продукты — коксовый газ.

Кокс составляет 75-78% от массы угля. Он используется в металлургической промышленности для выплавки чугуна, а также как топливо.

Коксовый газ составляет 25% от массы перерабатываемого угля. Летучие продукты, которые образуются при коксовании угля, конденсируют водяным паром, в результате чего выделяют каменноугольную смолу и надсмольную воду.

Каменноугольная смола составляет 3-4% от массы угля и является сложной смесью органических веществ. В настоящее время ученые идентифицировали только 60% компонентов смолы, а это более 500 веществ! Из смолы получают нафталин, антрацен, фенантрен, фенолы и каменноугольные масла.

Из надсмольной воды (она составляет 9-12% от массы угля) отгонкой с паром выделяют аммиак, фенолы, пиридиновые основания. Из непредельных соединений, содержащихся в сыром бензоле, получают кумароновые смолы, использующиеся для производства лаков, красок, линолеума и в резиновой промышленности.

Из каменного угля получают искусственный графит.

Каменный уголь используется также в качестве неорганического сырья. Из каменного угля при переработке в промышленных масштабах извлекают такие редкие металлы, как ванадий, германий, галлий, молибден, цинк, свинец, а также серу.

Зола от сжигания углей, отходы добычи и переработки используются в производстве стройматериалов, керамики, огнеупорного сырья, глинозема, абразивов.

В общей сложности, путем переработки каменного угля можно получить более 400 различных продуктов, стоимость которых в 20-25 раз выше стоимости самого угля, а побочные продукты, получаемые на коксохимических заводах, превосходят стоимость самого кокса.
Кстати…

Уголь — это далеко не самое лучшее топливо. Он имеет большой недостаток: от его сжигания образуется очень много выбросов, как газообразных, так и твердых (зола), загрязняющих окружающую среду. В большинстве развитых стран действуют жёсткие требования по уровню выбросов, допустимых при сжигании угля. Снижения выбросов добиваются путем использования различных фильтров.

Что получают из угля и нефти?

Что получают из угля и нефти?

Большинству людей нефть и уголь больше известны как источники энергии. Люди привыкли, что из нефти делают топливо, а углем котельные отапливают здания. У нефти и угля более широкое применение на практике. Из угля получают графит, получают угольный кокс, который далее используют при выплавке чугуна, получают угольные смолы, надсмольную воду. Из угольных смол получают нафталин, каменноугольные масла и т.д. Надсмольную воду перерабатывают, получают растворы, которые применяют для производства лаков и красок. Нефть используют для получения нескольких видов топлива, масла, синтетические каучуки и резины, растворители, краски и даже косметические средства на основе нефти и продуктов нефтепереработки.

Уголь (именно ископаемый уголь) — его продуктами переработки на выхлопе получаются:

  • горючий газ
  • среднетемпературный кокс
  • фенол
  • салициловый спирт
  • свинец
  • сера
  • германий
  • ванадий
  • цинк
  • нафталин
  • углеводород
  • графит
  • аммиак
  • бензол
  • толуол
  • пикриновая кислота
  • пластмасса
Читайте также:  Автоматика для газовых котлов отопления

Продуктами основными из нефти являются:

  • углеводородные газы
  • мазут
  • дизельное топливо
  • бензин
  • керосин
  • нафта
  • резина
  • гудрон
  • масла
  • битум
  • ацетон
  • газоконденсат

А также из вышеперечисленных продуктов нефтепереработки производят:

  • пластик
  • полиэтилен
  • аспирин
  • губная помада
  • одежда
  • жевательная резинка
  • нейлон

Из нефти делают бензин, керосин, технические масла, дизельное топливо, технический спирт, керосин, пластик, резина, вазелин, лекарства в том числе всем известный витамин С (это абсолютная правда)

мне очень понравился наглядный стишок из одной презентации на эту тему. Вот смотрите рисунки и читайте:

А вот что делают из угля:

Даже мои любимые акриловые краски оказывается производят из этого полезного ископаемого.

Что получают как из нефти, так и из угля вы можете видеть на картинках.

Но самое первое, что приходит на ум, это то, что уголь используют для отопления, а нефть — на бензин и другое топливо, газ.

Но на самом деле список применения достаточно широк.

Например, продукты переработки нефти идут и на изготовления лекарств, парфюмерии, пластмассы.

Из угля и нефти получают огромное количество полезных продуктов.

Одно из основных применений угля и нефти — это использование в качестве топлива.

Также при переработке УГЛЯ получают следующие продукты:

1) сера, цинк (используют в косметологии, медицине);

2) сорбенты (используют в медицине);

3) сырье для различных стройматериалов (например, керамики).

При переработке НЕФТИ помимо топлива, получают следующие продукты:

1) асфальт, битум;

2) растворители, смазочные и горючие масла

3) сжиженный нефтяной газ, который является сырьем для нефтехимической промышленности. Из этого газа делается огромное количество продуктов, известных всем в быту: полиэтилен (пакеты), поливинилхлорид (окна ПВХ), синтетических каучук (шины), полипропилен (стройматериалы), ПЭТФ (пластиковые бутылки) и многие другие.

Уголь — это в первую очередь источник тепла, углем топят печи, а еще на электростанциях с помощью каменного угля вырабатывают электрический ток. Также из каменного угля получают краски, лекарства, резину, пластмассу.

Из нефти получают:

  • бензин,
  • дизельное топливо (солярку),
  • краски,
  • керосин,
  • мазут,
  • полиэтиленовые пакеты,
  • шины,
  • камеры для колес,
  • лекарства,
  • духи.

Нефть без сомнения очень и очень удивительное и нужное вещество во всм мире. Нефть всегда считалась и считается природным богатством. Ведь из нефти получают почти все, нефть имеет широчайшее использование. Если говорить коротко, то из не получают множество нужных вещей и продуктов для человека, начиная от топлива и заканчивая лекарствами и продуктами питания. Любое топливо для машин, пластик, полиэтилен, вазелин, аспирин, губная помада, одежда, которая почти не мнтся, парафиновые изделия (карандаши, свечи, краски), маргарин и можно перечислять и перечислять и это будет ещ не вс. Постепенно из нефти делают новые продукты, например, уже существует искусственное мясо, молоко, сыр и др.

Уголь также перерабатывается в нужные материалы, вещества и продукты. Уголь тоже очень полезное ископаемое, из него делают множество разных лекарств, красок, пластиковых изделий, смазочный материал, множество строительных материалов и веществ, а самое чем всем известен уголь-это отличное топливо, которое дат тепло при горении.

Можно ли получить бензин из угля

Далеко не каждая европейская, да и любая страна мира может похвастать большими запасами нефти. Зато углеводородное топливо в виде бензина или солярки активно используется во всех странах. В то же время залежи бурого и каменного угля встречаются куда чаще, отсюда и возникла идея получать дизельное топливо и бензин из угля. В этой статье мы рассмотрим, как это делается на производстве и можно ли что-то подобное организовать в условиях частного домашнего хозяйства.

Как происходит выделение бензина из угля?

Стоит отметить, что переработка угля с целью получить разные виды моторного топлива – вовсе не миф. Более, того существует две проверенных методики, реализованные на практике еще в начале прошлого века.

В те времена нацистская Германия, стремящаяся завоевать всю Европу, именно этими способами обеспечивала свою военную технику горючим, поскольку собственных месторождений нефти у нее нет. В то же время в распоряжении страны имелись залежи бурого угля, из которого на двух десятках заводов производился синтетический бензин и дизельное топливо.

Для справки. Обе методики были изобретены разными немецкими учеными в начале 20-го века, соответственно, получили их имена.

Как оказалось, уголь по своему химическому составу не слишком отличается от нефти. Основа у них общая – горючие соединения углерода с водородом, только доля водорода в нефти значительно больше. Если число водорода в углях удастся уравнять с нефтью, то и получение жидкого горючего станет реальностью. Вот способы решения проблемы:

  • гидрогенизация, иначе – ожижение (процесс Бергиуса).
  • газификация с последующим синтезом топлива (процесс Фишера – Тропша).

Чтобы понять, удастся ли наладить выделение бензина в домашних условиях, надо получить общее представление об этих химико-технологических процессах, о них будет рассказано ниже.

Процесс гидрогенизации

Для успешного проведения процесса и получения до 800 кг жидкого топлива из 1 т сырья берут бурый или каменный уголь. Главное условие эффективного достижения результата – наличие в углях 35% летучих веществ. Перед переработкой их перемалывают, измельчая до пылевидной фракции, а затем просушивают. После этого угольную фракцию смешивают с мазутом или тяжелыми маслами, чтобы получилось сырье в виде пасты.

Во время протекания процесса деструктивной гидрогенизации технология предусматривает прямое добавление недостающего водорода в уголь.

Для этого сырье помещают в специальный автоклав и производят его нагрев. При этом давление внутри сосуда достигает 200 Бар, а температура – 500 °С. Мало того, в зоне химической реакции должны находиться вещества — катализаторы и растворители. По данной методике получение бензина из угля проходит внутри автоклава в 2 стадии:

В сосуде под большим давлением и при высокой температуре протекает несколько сложных химических реакций. Чтобы не нагружать рассказ специфическими терминами, поясним простыми словами: в автоклаве происходит насыщение угля водородом и распад сложных органических соединений на простые. В результате после операций очистки на выходе получаем синтетическое дизтопливо или бензин. Это зависит от условий протекания процесса и степени трансформации угольно-масляной смеси. Но выходу горючего из установки предшествует еще ряд операций:

  • центрифугирование;
  • полукоксование;
  • дистилляция.

Как видите, наладить столь сложное производство своими руками не представляется возможным. Главная сложность – оборудование, вряд ли удастся такое изготовить самому. Взять хотя бы автоклав, где давление выше, чем в кислородных баллонах. Да и в целом подобное производство представляет взрывопожарную опасность.

Получение бензина путем газификации

Данный метод, изобретенный немецкими учеными Ф. Фишером и Г. Тропшем, предусматривает производство дизельного топлива и бензина путем предварительной газификации угольного сырья. Это происходит в большой емкости – реакторе при температуре до 350 °С и давлении не более 30 Бар. Хотя здесь условия и не настолько жесткие, как при гидрогенизации, но реализовать их ничуть не проще. Например, потому что сквозь слой угля надо под большим давлением продувать перегретый водяной пар, а значит, не обойтись без мощного парового котла.

После газификации на выходе из реактора образуется так называемый синтез-газ, состоящий из водорода и обычного угарного газа (СО). Кстати, сингаз можно прямо использовать в качестве газообразного топлива без последующей переработки.

Полученные газы поступают во второй реактор, где и происходит окончательная переработка угля в жидкое топливо. Там же располагаются вещества – катализаторы. В промышленности для этой цели могут использоваться разные соединения, но любое из них обязательно содержит железо, никель или кобальт. Не вдаваясь в тонкости химии, отметим, что на выходе из второго реактора получается горючее, которое должно еще пройти процедуру крекинга. То есть, разделение на бензин и дизельное топливо из угля.

Побочными продуктами реакции являются различные вещества и парафин. Среди выделяющихся летучих веществ наибольшая доля приходится на углекислый газ, что считается большой проблемой производства горючего подобным методом. Также достаточно быстро теряет активность катализатор, поэтому его постоянно требуется обновлять. Эти факторы, да еще ряд не столь значительных причин, приводят к высокой себестоимости продукта. При цене на нефть 50 долларов за баррель производство бензина из угля методом Фишера – Тропша считается нерентабельным.

Существует и другой метод газификации углей – термический. Он схож с явлением пиролиза, поскольку осуществляется нагревом сырья в емкости извне и при отсутствии кислорода. Другое дело, что разложение твердого топлива на газы происходит при температуре 1200 °С, а для этого требуется соответствующее оборудование. Позитивная сторона термического метода состоит в том, что часть пиролизных газов направляется на подогрев исходного сырья, а другая – на синтез бензина. За счет этого снижаются затраты на энергоносители, так как уголь во время разложения может подогревать себя сам.

Для справки. На просторах интернета можно найти описание разных установок, с помощью которых можно получить бензин из природного газа в домашних условиях. Вначале он конвертируется в синтез-газ, а затем перерабатывается в жидкое топливо. Даже если считать, что эти самодельные аппараты работоспособны, провести газификацию угля гораздо сложнее.

Выводы

Невзирая на то, что выделение моторного топлива из каменного и бурого угля вполне реально и давно проверено на производстве, организовать его в домашних условиях вряд ли возможно. Конечно, всегда найдется несколько умельцев – энтузиастов, что любят добиваться поставленной цели и смогут синтезировать бензин своими руками. Но для этого надо подробно изучить технологию и прилично повозиться с оборудованием, не говоря уже о пожарной опасности.

Для широкого круга домовладельцев и автолюбителей получение солярки и бензина из угля недоступно. А если подойти к вопросу с точки зрения экономики, то и нерентабельно. На данный момент, пока на эту тему не появилось новых изобретений и разработок, проще и надежнее пользоваться обычным, «нефтяным» бензином.

Ссылка на основную публикацию