Что такое синтетическое топливо: Синтетическое (искусственное) жидкое топливо. Технология GTL

Синтетическое (искусственное) жидкое топливо. Технология GTL

17 ноября 2013 в 17:33 , Обновлено 17 января 11:19

17894

В связи с декарбонизацией экономики стал актуальным поиск технологий производства синтетического топлива вообще без использования углеводородов.

Синтетическое топливо  — это смесь углеводородов или горючее, получаемое из бурого и каменного угля или сланцев деструктивной гидрогенизацией при 380-500 °С и давлении 10-70 МПа газификацией с последующим каталитическим превращением синтез-газа при 180-260 °С, 0,1-2,5 МПа или полукоксованием при 500-600 °С с гидрогенизацией первичного дегтя.

Вырабатывается в значительно меньших масштабах, чем топливо из нефтяного сырья, однако производство синтетического топлива имеет перспективу развития (особенно на основе дешевых углей открытой добычи) в связи с ограниченными запасами нефти.

Растет интерес к GTL-технологиям по переводу газа в жидкое состояние (gas to liquids technologies).

В связи с декарбонизацией экономики стал актуальным поиск технологий производства синтетического топлива без использования углеводородов.

Используя возобновляемую и / или ядерную энергию, двуокись углерода и вода могут быть переработаны в углеводородное топливо в небиологическом процессе без использования ископаемого топлива или биомассы.

CO₂ может быть уловлен из крупных промышленных источников и / или из атмосферы.

Проблема состоит в том, чтобы найти жизнеспособную комбинацию между технологией процесса и альтернативными энергиями.

За последнее 10-летие были предприняты значительные усилия для изучения производства возобновляемого синтез-газа:

• термохимическими путями, включающими агрессивные условия, особенно высокие температуры (между 700 и 1100 ° C).
• электролизом . В этом случае затраты энергии высоки.  

Результатами операции являются проблемы конверсии и разделения. 

Разрабатываются технологии, требующие менее агрессивных условий реакции, например, умеренные температуры (700-850 ° С), и которые могут быть более практичными.

Также использование дешевого водорода из ветра или ядерной энергии в низкий сезон способствовало их экономической жизнеспособности.

Проблемы вызваны ограничениями термодинамического равновесия, наложенными ниже 550 ° С, и конкуренцией за реакции метанирования и коксования при температуре выше 550 ° С до 750 ° С, в зависимости от катализаторов.

Нужно оценить набор условий и катализаторов.

Сдвиг водяного газа является равновесной реакцией, для осуществления обратной реакции требуется многостадийный процесс с эффективными процессами разделения.

Это зависит от повышения рентабельности рекуператоров из газа в газ при относительно низких давлениях для ограничения реакции метанирования.

Предварительное моделирование показывает, что восстановление СО₂ до СО примерно с 2,2 МДж / кг СО может быть практичным в промышленном масштабе.

Реформирование метана с помощью CO₂ является хорошо известным процессом.

Метан является продуктом гидрирования оксида углерода в процессе Фишера-Тропша.

Также его можно получить гидрированием CO₂ с помощью процесса Сабатье или с помощью биологических процессов, таких как метаногенез.

Обычно его добывают из газовых скважин в качестве основного компонента природного газа.

#Синтетическое
#искусственное
#жидкое топливо
#технология gtl

Последние новости

Синтетическое топливо: моторное, сжиженное, из угля

Синтетическим называют жидкое углеводородное топливо, изготавливаемое искусственными методами не из нефти. Оно предназначено для двигателей внутреннего сгорания. Базовым сырьём для изготовления являются как твёрдые вещества — каменные и бурые угли, нефтяные сланцы, битуминозные пески, древесные опилки, так и газообразное топливо.

Переход с традиционного топлива на синтетическое не требует внесения корректировок в двигатели автомобилей. Топливо, изготовленное из биомассы (опилок), загрязняет атмосферу на 90 % меньше, чем нефтяное.

Сегодня производство синтетических жидких топлив из твёрдых и газообразных аналогов ограничивается достаточно высокой ценой, превосходящей стоимость нефтяных видов топлива в два раза. Однако расчёты показывают, что создание масштабных комплексов такой переработки позволит существенно снизить себестоимость «синтетики» и сделать её вполне конкурентоспособной. Во многих странах мира ведутся разработки применительно к местным ресурсам, наиболее дешёвым в своих регионах.

Производство синтетического топлива имеет достаточно большую историю. В больших промышленных масштабах синтетическое топливо из угля производилось в двух странах — в Германии с 1939 по 1945 год и в Южной Африке после второй мировой войны. Германия ввиду огромного дефицита нефти построила несколько заводов, перерабатывающих двумя методами твёрдое топливо в жидкое синтетическое. В отдельные годы потребление «синтетики» в стране доходило до 50 % потребности.

Южно-Африканская республика вынуждена была развить подобное производство синтетического топлива при введении в отношении страны международных санкций. Компания Sasol Limited за короткое время освоила два процесса превращения — угля в жидкость и газа в жидкость. После завершения процесса получения синтетической жидкости, подобной нефти по составу, её перерабатывали в бензин и дизельное топливо.

Технология получения синтетического топлива

По классическим канонам синтетическое топливо получают в двухстадийном процессе:

1. получение синтетической «нефти» технологиями полукоксования, термического растворения, деструктивной гидрогенизации и другими;
2. переработка «нефти» в необходимые виды нефтепродуктов.

В синтезе топлива участвует смесь из окиси углерода СО и водорода Н2. Они образуются в процессах газификации угля или конверсии природного газа. При высоких значениях температуры и давления синтез приводит к образованию жидкости (гидрогенизации). Введение катализаторов из железа, никеля или молибдена существенно увеличивает скорость гидрогенизации. Далее жидкость перерабатывают с получением топлива.

Перспективы развития

Разработка технологий создания синтетических видов топлива инициируется следующими соображениями:

• запасы нефти действительно когда-то закончатся;
• странам без нефтересурсов синтетическое топливо помогает повышать как ВВП, так и степень независимости от импортных поставок;
• запасов твёрдого топлива на Земле во много раз больше, чем нефти, поэтому производимое из него синтетическое сжиженное топливо может стать в своё время реальной заменой нефтяному;
• вред, наносимый экологии синтетическим топливом, меньше по сравнению с нефтяным.

Для удешевления стоимости синтеза жидкого топлива из угля и газа необходимо упрощение ряда технологий, среди которых:

• повышение производительности генераторов, перерабатывающих уголь, сланцы, природный газ;
• разработка новых видов катализаторов для процесса синтеза метанола;
• снижение давления в технологии ожижения до приемлемых 100 атмосфер.

Одна из проблем производства: на изготовление одного литра синтетического моторного топлива требуется до 7 литров воды.

Наиболее перспективными для синтеза жидкого топлива считаются бурые угли. Они имеют небольшую теплотворную способность и высокую влажность, горят плохо, не пользуются большим спросом, стоят недорого, поэтому идеально подходят для процесса сжижения. Синтетическое топливо — это будущее топливной экономики.

Звоните по номеру +7 (812) 426-10-10. С нами удобно, доставка 24/7

Синтетическое топливо | Bosch Global

До недавнего времени углеродно-нейтральный двигатель внутреннего сгорания был предметом мечтаний. Теперь это может скоро стать реальностью. Секрет кроется в синтетических или углеродно-нейтральных видах топлива, в процессе производства которых улавливается CO₂, что вносит значительный вклад в сдерживание глобального потепления.

YouTube

Видео не может быть показано без вашего согласия

Для достижения климатических целей выбросы CO₂ от дорожного движения во всем мире должны быть сокращены на 50 процентов в течение следующих четырех десятилетий, а в странах с развитой экономикой — как минимум на 85 процентов. .

В конце концов, даже если все автомобили когда-нибудь будут ездить на электричестве, самолеты, корабли и даже грузовики все равно будут работать в основном на топливе. Таким образом, углеродно-нейтральные двигатели внутреннего сгорания, работающие на синтетическом топливе, являются очень многообещающим направлением для изучения — в том числе и для легковых автомобилей.

2,8 гигатонны CO₂

можно было бы сэкономить к 2050 году за счет использования синтетического топлива.

Синтетические или углеродно-нейтральные виды топлива улавливают CO₂ в процессе производства. Таким образом, этот парниковый газ становится сырьем, из которого можно производить бензин, дизельное топливо и природный газ-заменитель с помощью электроэнергии из возобновляемых источников. Еще одним важным преимуществом двигателя внутреннего сгорания, использующего синтетическое топливо, является то, что существующая сеть заправочных станций может продолжать использоваться.
То же самое относится и к существующей экспертизе двигателей внутреннего сгорания. Более того, даже несмотря на то, что электромобили станут значительно дешевле в ближайшие годы, разработка этих видов топлива может быть полезной. Bosch подсчитал, что при пробеге в 160 000 километров общая стоимость владения гибридом, работающим на синтетическом топливе, может быть меньше, чем у электромобиля для дальних поездок, в зависимости от типа используемой возобновляемой энергии.

Синтетическое топливо может быть добавлено к обычному топливу — и существующая сеть заправочных станций может продолжать использоваться.

Что должно произойти, прежде чем синтетическое топливо станет общепринятым?

Несмотря ни на что, необходимы значительные усилия, прежде чем синтетические виды топлива смогут стать общепризнанными. Перерабатывающие мощности по-прежнему дороги, а опытных заводов всего несколько. Таким образом, Министерство экономики и энергетики Германии поддерживает синтетическое топливо в рамках своей инициативы «Альтернативные источники энергии на транспорте». Широкому использованию этих видов топлива также будет способствовать увеличение доступности и, следовательно, снижение цен на электроэнергию из возобновляемых источников энергии.

Как производится синтетическое топливо?

Синтетическое топливо производится исключительно с помощью возобновляемых источников энергии. На первом этапе водород получают из воды. К этому добавляется углерод для получения жидкого топлива. Этот углерод можно перерабатывать в промышленных процессах или даже улавливать из воздуха с помощью фильтров. Сочетание CO₂ и H₂ дает синтетическое топливо, которое может быть бензином, дизельным топливом, газом или даже керосином.

Насколько дорогим будет новое топливо?

В настоящее время производство синтетического топлива является сложным и дорогостоящим процессом. Однако увеличение производства и благоприятные цены на электроэнергию могут означать, что синтетическое топливо станет значительно дешевле. Нынешние исследования показывают, что само топливо (без учета акцизных сборов) в долгосрочной перспективе может стоить от 1,00 до 1,40 евро за литр.

В чем разница между синтетическим топливом и биотопливом?

Синтетическое топливо не означает выбора между топливным баком и обеденной тарелкой, в отличие от биотоплива. А если используются возобновляемые источники энергии, синтетическое топливо можно производить без ограничений по объему, которые можно ожидать в случае биотоплива из-за таких факторов, как количество доступной земли.

Резюме

Синтетическое топливо может сделать бензиновые и дизельные автомобили углеродно-нейтральными и, таким образом, внести значительный вклад в ограничение глобального потепления.

Мобильность Electrified Mobility Research

• StoryElectrified Mobility

  Вождение на электричестве!

• StoryMobility

  Будущее городской мобильности

Объяснение синтетического топлива | Synhelion

В последнее время много говорят о возобновляемом синтетическом топливе. Обычно они рассматриваются как технология, которая сыграет важную роль в достижении нулевого уровня выбросов в транспортном секторе. Такие термины, как «биотопливо», «синтопливо» и «электронное топливо», часто используются как синонимы. Но между различными типами синтетического топлива есть важные различия в отношении их производства, масштабируемости и устойчивости. Итак, давайте прольем свет на, казалось бы, сложный мир синтетического топлива и узнаем об основах производства синтетического топлива. Это не так уж и сложно – обещаем!

Что такое синтетическое топливо?

Синтетическое топливо – это жидкое топливо, которое в основном имеет те же свойства, что и ископаемое топливо, но производится искусственно. Их можно использовать так же, как ископаемое топливо используется во всем мире. Например, можно производить синтетическое реактивное топливо, дизельное топливо или бензин для обычных самолетов, кораблей, грузовиков и автомобилей. Основное различие между ископаемым и синтетическим топливом заключается в том, как оно производится: ископаемое топливо формируется в течение миллионов лет под землей из органического вещества, которое превращается в уголь, природный газ или нефть. Синтетическое топливо производится путем имитации этих естественных процессов с использованием возобновляемых ресурсов.

Как производится возобновляемое синтетическое топливо?

Чтобы понять производство возобновляемого синтетического топлива, вы должны понять, из чего состоит ископаемое топливо: проще говоря, оно состоит из цепочек элементов водорода (H) и углерода (C). Или, другими словами, они состоят из сотен различных углеводородных молекул.
Ключом к производству синтетического топлива является синтетический газ, смесь водорода (H) и монооксида углерода (CO). Думайте о синтетическом газе как о кирпиче. Если у вас есть кирпичи, вы можете построить дом любой формы. Синтез-газ — это универсальный кирпич, необходимый для производства жидкого углеводородного топлива любого типа, такого как реактивное топливо, дизельное топливо или бензин. Превращение синтез-газа в топливо — это устоявшийся промышленный процесс, который применялся в больших масштабах на протяжении десятилетий с использованием угля и природного газа в качестве сырья, что, конечно же, не является устойчивым. Именно в этом и заключается проблема: устойчивое производство синтез-газа. Производство синтез-газа требует большого количества энергии. Чтобы производить ее устойчивым образом, эта энергия должна поступать из возобновляемых ресурсов, таких как биомасса, солнечная энергия, ветер или вода.

Какие виды возобновляемого синтетического топлива существуют?

На сегодняшний день известны три метода производства возобновляемого синтез-газа и, следовательно, экологически безопасного синтетического топлива: биотопливо, которое производится из биомассы, электронное топливо, которое производится с использованием возобновляемой электроэнергии, и солнечное топливо, которое производится с солнечным теплом. Все три метода в основном проходят через синтетический газ, смесь водорода и монооксида углерода. Сингаз впоследствии превращается в жидкое топливо с помощью промышленных процессов преобразования газа в жидкость. Вот почему эти три метода иногда также называют «биомасса-жидкость», «энергия-жидкость» и «солнце-жидкость» соответственно.

Преобразование биомассы в жидкость производит биотопливо

Хотя существует несколько процессов преобразования биомассы в жидкое топливо, наиболее масштабируемым и наиболее универсальным с точки зрения сырья является газификация биомассы. В частности, биомасса преобразуется при высоких температурах в синтетический газ. Подвод тепла, необходимый для запуска процесса, обычно производится путем сжигания части самой биомассы. Сырьем могут быть специально выращенные растения (например, энергетические культуры, такие как сахарный тростник или кукуруза), отходы биомассы или водоросли. Биотопливо — единственный вид возобновляемого синтетического топлива, который уже доступен на рынке в небольших количествах. Их часто критикуют за конкуренцию с пищевой промышленностью за пахотные земли, потребление воды и ограниченную масштабируемость.

Power-to-Liquid производит электронное топливо

Электронное топливо производится из возобновляемой электроэнергии, такой как солнечная, ветровая или гидроэнергетика. Процесс Power-to-Liquid основан на ряде этапов преобразования энергии. Сначала вырабатывается возобновляемая электроэнергия, которая затем приводит в действие электролизер, расщепляющий воду на водород и кислород. Затем водород смешивается с диоксидом углерода и превращается в синтез-газ посредством реакции обратного сдвига водяного газа (RWGS) — процесса, который проводится при высоких температурах и управляется электричеством. Запланировано несколько проектов, но на сегодняшний день не существует промышленного завода по производству электронного топлива, что также означает, что электронное топливо еще не доступно на рынке. Электронное топливо можно производить с использованием любого типа возобновляемой электроэнергии, поэтому теоретически его можно производить по всему миру. Тем не менее, накопление электроэнергии для непрерывной работы остается проблемой, которая ограничивает применение несколькими регионами с чрезвычайно дешевым и непрерывным возобновляемым электроснабжением или требует интеграции дорогостоящей аккумуляторной технологии.

Sun-to-Liquid производит солнечное топливо

Солнечное топливо производится из солнечного тепла, которое приводит в действие термохимический реактор. В реакторе углекислый газ и вода превращаются в синтетический газ. Как и электронное топливо, солнечное топливо пока недоступно на рынке. Солнечные регионы предлагают идеальные условия для производства солнечного топлива, особенно пустыни и полузасушливые регионы с высоким уровнем солнечной радиации. Солнечное тепло, генерируемое в течение дня, может храниться в недорогом накопителе тепловой энергии, чтобы обеспечить круглосуточное производство топлива. Хранение делает солнечные установки самодостаточными и независимыми от какой-либо сети, что дает им возможность быстрого и широкого масштабирования.

Где можно использовать синтетическое топливо?

Синтетическое топливо полностью совместимо с существующей глобальной топливной инфраструктурой. Их можно использовать в обычных двигателях внутреннего сгорания и реактивных двигателях, а это означает, что обычные автомобили, самолеты и корабли могут заправляться синтетическим топливом без замены или переоборудования. Кроме того, они могут использовать созданную топливную инфраструктуру для хранения и распределения.
Возобновляемое синтетическое топливо обычно рассматривается как решение для декарбонизации, в частности, тех транспортных секторов, которые не могут быть электрифицированы. Транспортировка на дальние расстояния нуждается в энергоносителях с очень высокой плотностью энергии и, следовательно, будет по-прежнему полагаться на жидкое топливо, поскольку оно содержит от 60 до 100 раз больше энергии на единицу массы, чем литий-ионные батареи. Для дальней авиации аккумуляторы просто слишком тяжелые и громоздкие. Таким образом, авиационная промышленность рассчитывает на возобновляемое синтетическое топливо, которое они называют устойчивым авиационным топливом (SAF), для достижения нулевого уровня выбросов в будущем.

Какой тип синтетического топлива производит Synhelion?

Synhelion производит солнечное топливо. Мы основываем нашу технологию на солнечном свете, потому что солнце является самым распространенным и наиболее распространенным источником возобновляемой энергии.