Language
Country/Area
No result found
Как получить нефть при температуре 200 градусов по Цельсию? Раскрываем двухэтапный процесс патента США 1939 года!
Учитывая сегодняшний спрос на возобновляемые источники энергии, эффективная переработка биомассы в пригодное для использования топливо стала актуальной темой для исследований. Гидротермальное сжижение (ГТС) — это процесс пиролиза, который позволяет преобразовывать влажную биомассу в продукты, подобные сырой нефти, что особенно важно во времена энергетического кризиса. В 1939 году в патенте США № 2 177 557 был описан двухэтапный процесс, который мог стать ключом к превращению биомассы в нефть.
Этот процесс демонстрирует, как вода и высокое давление могут повысить эффективность преобразования органического вещества, предлагая возможное решение для будущего чистой энергии.
Основные концепции гидротермального сжижения
Гидротермальное сжижение — это процесс пиролиза, осуществляемый при высоком давлении и умеренной температуре для преобразования биомассы в сырую нефть с высокой энергетической плотностью посредством термохимической конверсии. Принцип его работы заключается в использовании сверхкритического или субкритического состояния воды для содействия преобразованию биомассы. Полученное масло содержит теплотворную способность до 33,8-36,9 мегаджоулей на килограмм, имеет низкую вязкость и высокую растворимость, что позволяет использовать его в качестве транспорт Топливо может быть в дальнейшем преобразовано в дизельное топливо, бензин и другие виды топлива.
Двухэтапный процесс в 1939 году
В 1939 году с появлением патента США начала формироваться основная концепция гидротермального сжижения. Процесс, описанный в патенте, включает два основных этапа: на первом этапе смесь воды, древесной щепы и гидроксида кальция нагревается до температуры от 220 до 360 градусов по Цельсию и давления, превышающего давление насыщенного водяного пара. Основная цель этого процесса — производство «масла и спирта». Второй этап включает «сухую перегонку» для получения различных «масел и кетонов», однако конкретные условия температуры и давления не разглашаются.
Этот двухэтапный процесс заложил основу будущей технологии гидротермального сжижения и вызвал последующий исследовательский интерес во время нефтяного эмбарго 1970-х годов.
История гидротермального сжижения
Идея производства нефти из биомассы с использованием горячей воды и щелочных катализаторов существует с 1920-х годов. После нефтяного кризиса 1970-х годов многие научно-исследовательские институты начали изучать эту область. Центр энергетических исследований Альберты и другие учреждения, такие как Shell Oil, также проявили большой технический интерес.
Процесс химической реакции
В процессе гидротермального сжижения длинные молекулы углеродной цепи подвергаются реакциям термического крекинга и удаляют элементы кислорода посредством реакций дегидратации и декарбоксилирования, в конечном итоге образуя бионефть с высоким соотношением водорода и углерода. Подобные химические реакции зависят не только от температуры и давления, но и от состава сырья, времени реакции и использования катализаторов.
Воздействие на окружающую среду и возврат энергии
Биотопливо, полученное путем гидротермального сжижения, является углеродно-нейтральным, что означает, что при его сжигании не происходит значительных выбросов углерода в окружающую среду. Это намного ниже выбросов углерода при использовании традиционных ископаемых видов топлива. Кроме того, этот процесс не производит вредных побочных продуктов, что делает его относительно чистым вариантом энергии.
Заключение и будущие задачи
Развитие технологии гидротермального сжижения представляет собой устойчивый путь производства энергии и может оказать глубокое влияние на будущую конфигурацию энергетики. Однако возможность его коммерциализации в больших масштабах является серьезной проблемой для науки, технологий, экономики и политики. Смогут ли современные технологии удовлетворить наши будущие потребности в энергии?
