Syntetiska flytande bränsle - brännbara vätskor syntetiserade ( konstgjorda syntetiskt framställda ) från en blandning av gaser ( CO och H 2 ), som används som motorbränsle för förbränningsmotorer [1] . Tillverkas för närvarande i begränsade mängder.
Forskning om syntes av flytande motorbränslen började i Tyskland före första världskriget . 1915 byggde Friedrich Bergius den första pilotanläggningen för produktion av syntetiska bränslen i Rheinau ., nära Mannheim . Bergius och IG Farbenindustries president Carl Bosch fick Nobelpriset i kemi 1931 för utvecklingen av deras metod för framställning av syntetiska bränslen, senare kallad "berginisering" . Den andra grundläggande metoden för att producera syntetiska bränslen utvecklades 1926 av Franz Fischer och Hans Tropsch . Den första anläggningen som började producera syntetiska bränslen i industriell skala var en anläggning i staden Leuna (därav termen "leuna-bensin"). Kostnaden för detta bränsle var mycket hög och det var inte ekonomiskt lönsamt att tillverka det, men efter att nazisterna kom till makten i Tyskland 1933 valde de en kurs mot autarki , det vill säga att minska Tysklands importberoende. Detta var väsentligt för förberedelserna för krig. 1936 godkändes ett program för att sexdubbla produktionen av syntetiska bränslen. 1938 började de första 7 anläggningarna som arbetade enligt berginiseringsmetoden att fungera (i slutet av året producerade de 1,6 miljoner ton bränsle), och följande år, ytterligare 7 anläggningar som arbetade enligt Fischer-Tropsch-metoden , på brunt kol . Alla anläggningar nådde snabbt sin planerade produktionskapacitet. Andelen syntetiskt bränsle av den totala bränslebalansen i Tyskland började växa snabbt, och redan 1940 täckte produktionen av syntetiskt bränsle mer än en tredjedel av Tysklands totala bränslebehov [2] .
Således tillfredsställde Nazityskland under andra världskriget i stort sett sina behov av motorbränsle genom att skapa egna produktionsanläggningar för att bearbeta kol till flytande bränsle . Organisk syntes utfördes i närvaro av en koboltbaserad katalysator , vid en temperatur av +170 ...200°C och ett tryck av 0,1-1 MN/m2 ( 1-10 am). Utgången var:
Därefter förbättrades tekniken och syntesen med en järnbaserad förening som katalysator , som utfördes vid temperaturer över +220 ° C, under förhållanden med ökat tryck på 1-3 MN / m 2 (10-30 am ) gjorde det möjligt att erhålla högoktanig bensin vid utgången. Bensin syntetiserad med denna teknik innehöll 60–70 % olefiniska kolväten med normal och grenad struktur, och dess oktantal nådde 75–78.
På grund av den höga kostnaden och låga effektiviteten hos de använda katalysatorerna har den fortsatta produktionen av syntetiska flytande bränslen från CO och H 2 inte utvecklats i stor omfattning. Anmärkningsvärt är situationen som utvecklades i Sydafrika , när, mot bakgrund av internationella sanktioner under apartheid , Sasol Limited var engagerad i produktionen av syntetiska flytande bränslen, vilket hjälpte ekonomin i denna stat att fungera framgångsrikt under förhållanden av internationell isolering.
Så ytterligare expansion av produktionen av syntetiska flytande bränslen från naturgaser och fasta fossila bränslen begränsas av dess höga kostnad, som avsevärt överstiger kostnaden för bränsle som erhålls genom destillation av råolja. Forskare i många länder i världen letar intensivt efter nya ekonomiska tekniska lösningar inom området industriell produktion av syntetiska bränslen. Denna sökning syftar främst till att förenkla redan kända tekniska processer:
Ett viktigt problem vid tillverkning av syntetiska flytande bränslen är dessutom den höga vattenförbrukningen: upp till 5–7 liter per liter bränsle.
Syntetiska flytande bränslen syntetiseras vanligtvis från en blandning av kolmonoxid ( CO ) och väte (H 2 ) som erhålls från naturgaser och kol under gasomvandling och bränsleförgasning. Syntes utförs i närvaro av katalysatorer ( Ni , Co , Fe och andra) vid förhöjda temperaturer och under förhållanden med förhöjt tryck ( Fischer och Tropsch-metoden ). Beroende på villkoren för den tekniska processen, innehåller det resulterande syntetiska flytande bränslet kolväten ( olefiner , paraffiner ), mestadels av normal struktur (oförgrenade). Även (syntetiskt) olika bränsletillsatser erhålls för att öka anti-knackningsegenskaperna och oktantalet: