1598005355-8175385b9c8404424807f40ff9c50b0a (811200), страница 54
Текст из файла (страница 54)
Расслоение бензина не происходит при массовой концентрации воды до 0,1% и при температуре до — 20'С. Интересный процесс получения бензина и средних днстиллятов из легких олефинов разработан фирмой «МОЬ15» !198). Процесс, названный МОГД, основан на использовании синтетических цеолитов 25М-5 и предназначен главным образом для переработки пропилена или бутенов. Выход средних дистиллятов и бензина различен: За проход С рецириглх- Дли бензииоцнеа бензина ваго варн.
Сг — См % (масс.) 2 2 4,5 С 2 5,0 Бензин н. к. — 166 'С 29 12 Средние дистилляты () 166'С) 65 84 Бензин н. к. — 204'С 84,0 Средние листнлляты ()204'С) 6,5 Отношение бензин/дистилляты 0,45 0,14 12,0 При переработке в этом процессе пропан-пропиленовой и бутан-бутеновой фракций каталитического крекинга общий выход жидких моторных топлив на сырье может достигать 75— 80% (масс.). Характеристика получаемых в процессе МОГД продуктов такова; октановое число бензина 92 (исследовательский метод) и 79 (моторный метод); цетановое число дизельного топлива после гидроочистки =52, а температура застывания — 51 'С и бромное число 4; реактивное топливо имеет высокую термическую стабильность и по качеству удовлетворяет или превосходит требования стандартов, предъявляемые ко всем гражданским и военным реактивным топливам США.
Перспективным топливом для двигателей внутреннего сгорания является водород, преимущества и недостатки которого как моторного топлива рассмотрены в главе 4 В настоящее время водород в основном используют в процессах нефтепереработки и нефтехимии, и его потребление непрерывно растет. Главными источниками сырья для производства водорода служат углеводороды: на долю паровой конверсии приходится 68%, других углеводородов (сжиженных газов, бензина) — 24%, парокислородной газификации нефтяных остатков и угля — 60/0 и прочих способов — 2% мирового производства водорода. Экономические показатели процессов получения водорода из различных видов сырья во многом определяются энергетическими к. п.
д. [59]. Суммарный расход сырья, топлива и других подведенных энергоносителей на 1 т получаемого водорода составляет (в т н. э.): Расход, и. и. д., те. ти,з 4,6 — 5,9 60 — 41 Паровая конверсия: природного газа при 2 МПа 3,75 — 3,90 74 — 71 прямогонного бензина при 4,0 — 4,1 72 — 68 2 МПа Парокислородная газификация нефтяных остатков под давлением Газификация бурого угля под 5,6 — 8,1 51 — 34 давлением Перспективен электролиз воды для получения водорода, но при наличии дешевой электроэнергии. Этим способом производят некоторое количество водорода в Норвегии и АРЕ, ведутся работы во Франции по получению водорода различными методами с использованием дешевой электроэнергии АЭС в ночное время.
Тем не менее паровая конверсия природного газа остается самым дешевым способом получения водорода. Выполненные в США расчеты с учетом перспективных оценок в изменении стоимости углеводородного сырья показали, что к 2000 г. себестоимость получения водорода составит; при паровой конверсии природного газа — 830 долл/т, при газификации нефтяных остатков — 2218 долл/т, при газификации угля— 1080 долл/т, при электролизе воды с использованием энергии АЭС (к. п.д.=27е/о) — 1427 — 1732 долл/т.
Как уже отмечалось, для некоторых стран с благоприятными природно-климатическими условиями, энергетические ресурсы могут быть пополнены энергией биомассы. По различным оценкам, в мире ежегодно образуется около 4,2 млрд. т сельскохозяйственных отходов, а в высокоразвитых странах в пересчете на душу населения — от 0,4 до 1,0 т различных бытовых отходов. Существующая в настоящее время технология переработки биомассы — пиролиз, газификация, сжижение, анаэробная ферментация и т. п. — позволяет получать из нее: топливный газ и жидкие продукты различной калорийности, метанол, этанол, высокоэффективные удобрения. С точки зрения рассматриваемой в этом разделе проблемы, наибольший интерес из продуктов переработки биомассы представляют метанол и этанол (выше рассматривался возможный выход этанола из различных сельскохозяйственных культур).
При использовании древесины можно получить 25 — 30% метанола и 15 — 20% этанола (в расчете на сухую древесину). В работе [194] отмечается, что энергия спирта, полученного из биомассы, вдвое превышает ее расход на выращивание сельскохозяйственных культур, а в работе 224 [199] сообщается, что при производстве этанола из древесины потребляется столько же энергии, сколько ее получают в виде спирта. Энергетический к.п.д. этанола из сахарного тростника может достигать 60%, т. е. для стран, расположенных в тропическом поясе, этанол и метанол, получаемые из биомассы, являются перспективными заменителями нефтяных топлив [200]. На основе обобщения рассмотренных в настоящем разделе технико-экономических показателей производства альтернативных моторных топлив из различных видов сырья, ниже приведена стоимость их получения в расчете на 1 л и 1 ГДж, что позволяет привести различные по теплоте сгорания топлива к единому энергетическому эквиваленту.
В связи с тем, что при использовании многих альтернативных топлив требуется модификация автомобиля, рассмотренные топлива разделены на две группы. первая — без модификации автомобиля, и вторая— с модификацией автомобиля: долн/л долвГГдж Топлива ! группы, получаемые из нефти при ее стоимости !20 долл/т то же, 203 долл/т » 280 долл/т синтетической «сланцевой» нефти при ее стоимости 234 †2 долл/т синтетической «угольной» нефти процесса «Н-Соа!» при ее стоимости 338 долл/т Топлива !1 группы прн использовании в чистом аиде: пропан-бутан из природного газа* метанол; из природного газа* из угля из биомассы*" зтанол: из природного газа (процесс «Епзо!»)* из биомассы'* смесь спиртов Се — Св из природного газа* водород: нз природного газа' из угля злектролизный с использованием аиергии АЭС О,!8 0,3! 0,43 0,41 — 0,54- 5,20 8,90 12,20 11,90 — 15,40 0,59 18,87 0,12 — 0,14.
5,20 — 5,40 13,80 12,50 — 16,70 9,70 — 19,80 0,22 0,20 — 0,27 0,17 — 0,34- 0,33 0,24 — 0,40 0,40 15,30 10,10 †!6,90 22,12 6,93 9,02 12 — 15 225 15 — 459 * Стоимость природного газа — в,з долл/Гдж. '* Нижняя граница двив применительно я условиям производстве в сервивх трооияесиого пояса /нрнзилня, ЮАР в др.). Как следует из выполненных расчетов, приоритетность в ранжировании эффективности производства альтернативных топлив существенно зависит от стоимости нефти. Очевидно, при стоимости нефти от 120 до 203 долл/т наиболее близкими к стоимости нефтяных моторных топлив будут пропан-бутан.
а также метанол и этанол, получаемые из биомассы в тропиче- ских и субтропических странах. При повышении цены на нефть до 280 долл/т эффективным может оказаться применение «сланцевой» нефти (для условий США) при затратах на ее получение не выше 234 долл/т. Производство метанола, этанола и смеси спиртов независимо от вида используемого сырья, а также получение моторных топлив из угля эффективным будет при цене нефти выше 280 долл/т.
Необходимо иметь в виду, что техникоэкономические показатели производства тех альтернативных топлив, для которых требуется модификация автомобиля, не в полной мере отражают эффективность их использования. Они не учитывают затрат на дооборудование автомобиля и создание распределительной системы топливоснабжения. То же в полной мере относится и к водороду. Может показаться несколько неожиданным, что при стоимости водорода, превышающей стоимость самых дорогих альтернативных топлив на единицу массы (1 т) в 2 — 4 раза, стоимость его в расчете на эквивалентное количество энергии (ГДж) оказалась наиболее близкой к стоимости 1 ГДж нефтяных моторных топлив.
Однако не следует забывать, что по концентрации энергии на единицу массы (119,7 ГДж/т) водород превосходит моторные топлива из нефти (43 ГДж/т) почти в 2,8 раза, а спирты — в 5 — 6 раз. Вместе с тем газообразный водород обладает чрезвычайно низкой энергоплотностью на единицу объема (ниже чем у бензина почти в 3000 раз). Поэтому, несмотря на уникальные эксплуатационные свойства водорода, использование его в качестве моторного топлива требует весьма значительных затрат и носит проблематичный характер даже на достаточно длительную перспективу. С учетом ранее выполненных расчетов 1611, а также перспективных оценок на добычу различных видов сырья и затрат на его переработку, в табл. 5.6 приведены технико-экономические показатели производства альтернативных моторных топлив применительно к условиям нашей страны.
Расчеты носят ориентировочный характер с допущением, что неопределенность исходной информации учтена разбросом значений в пределах 10— 25%. Показатели производства альтернативных моторных топлив, отличных по теплоте сгорания от нефтяного бензина,— метанола, сжатого и сжиженного газов — приведены в нефтяном эквиваленте. По данным табл. 5.6 четко прослеживается связь двух факторов. При переработке сырья, качество которого ниже качества нефти, энергетический к. п. д. процессов получения топлив снижается, а приведенные затраты возрастают. При переработке более высококачественного сырья доля сырьевой составляющей в общей структуре затрат возрастает, а доля затрат на переработку снижается. Этим объясняется, с одной стороны, более высокий уровень затрат на добычу более высококачественного сырья — нефти, газа, а с другой,— меньший уровень Таблица 5.6. Технико-зкономические показатели производства моторных топлив из различных видов сырья Приведенные затра- ты, за Энергетические к и д получения топлив, ск Нзиенеине прнведенн»1к затрат нз производство топливе па озвошеиию к нефтнноыу, Сырье и топлива нв перервав сырье ~ Иотку Обычная нефть Тяжелая и битуминозные нефти Горючие сланцы Сжижеиный пропан-бутан Компримиронанный природный газ при 20МПа Метанол из природного газа из угля Синтетические жидкие топлива из угля: гидрогенизапии при !Π— 30 МПа процесс Фишера— Тропша 100 120 — 150 130 †!50 85 — 90 88 — 90 80 — 85 60 — 65 78 — 75 83 — 85 30 — 15 60 — 50 70 — 85 40 — 50 15 — 20 60 — 65 85 — 80 40 — 35 55 — 60 45 — 40 100 230 †2 270 — 330 25 — 30 10 — 15 75 — 70 90 — 85 54 43 240 — 300 370 — 450 85 — 75 90 — 88 52 — 56 37 15 — 25 1Π— 12 5.3.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
