Бензин из газа


Информация об аппарате для изготовления бензина из воды и бытового газа

Материал этот был опубликован около 10 лет тому назад в журнале «Паритет». Идея получения жидкого топлива из газа и воды показалась нам интересной (ранее о такой технологии изготовления синтез-бензина мы просто не знали). Конечно, приведенной в материале информации недостаточно, чтобы сделать соответствующую работающую установку. Но мы надеемся, что этот материал поможет нашим самодельщикам найти замену все дорожающему в последнее время бензину.

Общее описание аппарата для изготовления бензина из воды и бытового газа

Получаемая при помощи данного аппарата жидкость — метанол (метиловый спирт).

Как известно, метанол в чистом виде применяется в качестве растворителя и как высооктановая добавка к моторному топливу, он также является самым высокооктановым (октановое число равно 150) бензином. Это тот самый бензин, которым заправляют баки гоночных мотоциклов и автомобилей. Как показывают зарубежные исследования, двигатель, работающий на метаноле, служит во много раз дольше, чем при использовании обычного автобензина, мощность его повышается на 20%. Выхлоп двигателя, работающего на этом топливе, экологически чист, и при проверке выхлопных газов на токсичность вредные вещества в них практически отсутствуют.


Аппарат для получения метанола прост в изготовлении, не требует особых знаний и дефицитных деталей, безотказен в работе, имеет небольшие габариты. Кстати, его производительность, зависящая от многих причин, в том числе определяется и его габаритами. Аппарат, схему и описание сборки которого предлагаем вашему вниманию, при наружном диаметре смесителя D = 75 мм дает 3 л готового топлива в час, масса собранного аппарата около 20 кг, габариты его приблизительно следующие: высота — 20 см, длина — 50 см, ширина — 30 см.

Внимание: метанол является сильным ядом . Он представляет собой бесцветную жидкость с температурой кипения 65°С, имеет запах, подобный запаху обычного питьевого спирта, смешивается во всех отношениях с водой и многими органическими жидкостями. Помните о том, что 30 мм выпитого метанола смертельны! Понятно, что и обычный бензин опасен не меньше.

Принцип действия и работа аппарата для изготовления бензина из воды и бытового газа

Водопроводная вода подключается к «Входу воды», из которого одна часть воды направляется (через краник) в смеситель, а другая часть (уже через свой краник) поступает в холодильник, проходя через который она охлаждает и синтез-газ, и конденсат бензина (рис. 1).


Бензин из газа и воды
Рис. 1. Принципиальная схема установки для получения бензина из
бытового газа и воды в домашних условиях:

1 — смеситель; 2 — реактор №1, в котором образуется синтез-газ; 3 — холодильник; 4 — компрессор; 5 — реактор №2, в котором образуется синтез-бензин; 6 — конденсатор, где накапливается готовый синтез-бензин; Т — термометр; Р — манометр; К — краники.

Бытовой природный газ, подсоединенный к трубопроводу «Вход газа», подается в тот же смеситель. Так как в смесителе температура составляет 100. 120°С (смеситель нагревают с помощью горелки), в нем образуется нагретая смесь газа и водяного пара, которая из смесителя поступает в реактор №1. Последний заполнен катализатором №1, состоящим из 25% никеля и 75% алюминия (в виде стружки или зерен, промышленная марка ГИАЛ-16). В нагреваемом горелкой реакторе №1 под воздействием высокой температуры (от 500°С и выше) образуется синтез-газ. Далее нагретый синтез-газ охлаждается в холодильнике как минимум до температуры 30. 40°С. После холодильника охлажденный синтез-газ сжимают в компрессоре, в качестве которого подойдет компрессор от любого бытового или промышленного холодильника. Далее сжатый до давления 5.


атмосфер синтез-газ поступает в реактор №2, заполненный катализатором №2 (марка СНМ-1), состоящим из стружки меди (80%) и цинка (20%). В этом реакторе №2, который является главным узлом аппарата, образуется пар синтез-бензина. Температура в реакторе не должна превышать 270°С. Так как регулировка температуры в реакторе не предусмотрена, необходимо, чтобы сжатый синтез-газ, поступающий в реактор, уже имел соответствующую температуру, что достигается в холодильнике путем регулирования краном расхода охлаждающей воды. Температура в реакторе контролируется термометром. Обращаю ваше внимание, что желательно поддерживать эту температуру в пределах 200. 250°С, но можно и ниже.

Из реактора пары бензина и непрореагировавший синтез-газ поступает в тот же холодильник, где пары бензина конденсируются. Далее конденсат и непрореагировавший синтез-газ отводятся в конденсатор, где накапливается готовый бензин, который сливается из конденсатора в какую-либо емкость.

Манометр, установленный в конденсаторе, служит для контроля в нем давления, которое поддерживается в пределах 5. 10 атмосфер или больше в основном с помощью краника, врезанного в «трубопровод», предназначенный для отвода из конденсатора непрореагировавшего синтез-газа снова в смеситель на рециркуляцию. Краник для слива бензина из конденсатора регулируют так, чтобы из конденсатора постоянно выходил чистый жидкий бензин без газа. При этом будет лучше, если уровень бензина в конденсаторе станет в процессе работы слегка увеличиваться, а не уменьшаться. Но самый оптимальный случай, когда уровень бензина в конденсаторе останется постоянным (положение уровня можно проконтролировать с помощью встроенного в стенку конденсатора стекла или каким-либо другим способом). Краник, регулирующий поступление воды в смеситель, устанавливают в такое положение, чтобы в полученном бензине не было газа.

Принципиальные конструкции основных узлов установки приведены на рис. 2—6.


Бензин из газа и воды
Рис. 2. Конструкция смесителя:
D — наружный диаметр; L — высота.
Бензин из газа и воды
Рис. 3. Конструкция реактора №1:
D — наружный диаметр; L — высота.
Бензин из газа и воды
Рис. 4. Конструкция холодильника №1:
D — наружный диаметр; L — высота.
Бензин из газа и воды
Рис. 5. Конструкция холодильника №2:
D — наружный диаметр; L — высота.

Бензин из газа и воды
Рис. 6. Конструкция конденсатора:
D — наружный диаметр; L — высота.

Запуск аппарата для изготовления бензина

Открывают доступ газа в смеситель (воду в последний пока подают), зажигают горелки под смесителем и реактором №1. Краник, регулирующий поступление воды в холодильник, полностью открыт, компрессор включен, краник слива бензина из конденсатора закрыт, а краник, стоящий на «трубопроводе» конденсатор-смеситель, полностью открыт.

Затем приоткрывают краник, регулирующий доступ воды в смеситель, а краником на вышеупомянутом «трубопроводе» устанавливают нужное давление в конденсаторе, контролируя его манометром. Но ни в коем случае не закрывайте краник на «трубопроводе» полностью. Далее, минут через пять, краником подачи воды в смеситель доводят температуру в реакторе №2 до 200. 250°С. Затем на конденсаторе чуть-чуть приоткрывают краник слива бензина, при этом из краника должна пойти струя бензина. Если она будет идти постоянно — приоткройте краник побольше, если же будет идти бензин в смеси с газом — приоткройте краник подачи воды в смеситель. Вообще, чем на большую производительность настроите аппарат, тем лучше. Содержание воды в бензине (метаноле) Вы можете проверить с помощью спиртометра. Плотность бензина (метанола) равна 793 кг/м³.


Все узлы данного аппарата изготавливают из подходящих труб из нержавеющей (что лучше) или обычной стали. В качестве тонких соединительных труб подойдут медные трубки. В холодильнике необходимо, чтобы соотношение между длинами (высотами) змеевиков для синтез-газа (X) и паров синтез-бензина (Y) было равно 4. То есть, например, если высота холодильника равна 300 мм, длина X должна быть равна 240 мм, a Y, соответственно, 60 мм (240/60=4). Чем больше витков змеевика уместится в холодильнике с той и с другой стороны, тем лучше. Все краники применены от газосварочных горелок. Вместо краников, регулирующих слив из конденсатора бензина и поступление в смеситель непрореагировавшего синтез-газа, можно использовать редукционные клапана от бытовых газовых баллонов.

Ну, вот, пожалуй, и все. В заключение хотелось бы добавить, что данная конструкция для домашнего изготовления бензина, была опубликована в одном из номеров журнала «Паритет».

А теперь комментарии автора-изобретателя Геннадия Николаевича Вакса в виде ответов на вопросы самодельщиков. (В дальнейшем автор неоднократно усовершенствовал эту свою первую установку, поэтому в комментариях часто обращается к «новым технологиям», отсутствующим в описанном здесь аппарате. — Примечание редактора.)

Что можно и чего нельзя

Какое есть соображение относительно числа необходимых компрессоров?

Моя установка сконструирована в 1991 году, когда бензин стоил что-то около 40 копеек, причем эту машину я сделал ради собственного удовольствия.


парат был рассчитан на высокое давление и ему требовалось два компрессора. Сейчас мы ее усовершенствовали, просчитали, получается, что можно вести процесс, подавая нормировано воздух. Такое упрощение появилось благодаря созданию скачков давления в магнитном реакторе. Так внутри среды возникают импульсы, напоминающие хлопки. Эти хлопки и их генератор и являются изобретением, внесенным нами в разработку. Большинство же вещей, которые нами были описаны в связи с метанольной установкой, общеизвестны.

Я не химик, я физик и брал данные из литературы. Новое, что также мы внесли, это очень компактный теплообменник. И последнее: если в классических реакторах получения метанола (их много, они распространены) обычно гранулометрический состав сферических гранул катализатора составляет от 1 до 3 см, мы сделали катализатор мелкодисперсным. Но чтобы проходимость газа не ухудшалась, как раз и происходит периодическое сжатие, в физике плазмы это называется пинч-эффектом.

Вы рекомендуете в качестве катализатора оксид кобальта (наряду с оксидом меди и оксидом цинка). С кобальтом очень сложная позиция. Насколько применение кобальта повышает КПД установки?

Не могу сказать. Сам химический состав катализатора взят из классических книг. Первые установки для получения метанола работали с катализатором только из окиси цинка. Это в принципе цинковые белила, белый порошок. Но в дальнейшем химики начали делать опыты и на окисях меди, хрома и кобальта. Есть огромное количество отчетов. В ГПНТБ целый стеллаж стоит. Эти катализаторы более эффективны, чем окись цинка. Неплохой катализатор получается из измельченных старых «серебряных» монет, которые состоят из никеля и меди. Их, эти опилки, надо, конечно, обжечь, окислить.


И хром можно не добавлять?

Можно не добавлять. По всей видимости, состав оптимального катализатора еще не нашли.

Схема должна быть герметична. Но катализаторы надо вынимать и загружать в реакторы.

В установке реакция синтеза идет при 350°С. Поэтому, если бы в схеме мы обозначили штуцера и кто-то сделал бы их немножечко не так, как следует, в помещение могли бы просачиваться окись углерода, водород и парообразный метанол. Замечу, все эти газы опасные. Так что мы дали рекомендацию — применять сварку, и эта рекомендация, в принципе, остается в силе. Ну, а если кто-то сделает со всеми предосторожностями для смены катализатора открывающуюся пробку, естественно, с медной прокладкой, чтобы гарантировать герметичность процесса, это, наверное, возможно. А нет уверенности, так надо не полениться — заварить с аргоном крышку, потом разварить, заменить катализатор и заварить все заново.

Обязательно ли вертикальное расположение реактора?

Почему в реакторах портится катализатор?

Основная болезнь всех реакторов, где используется катализатор, состоит в том, что последний через какое-то время, как говорят химики, отравляется. Скажем, в газе есть примесь — сера или еще что-то. На поверхности гранул катализатора появляется какая-то пленка. Можно организовать вибрацию частиц катализатора, в результате чего он самоочищается, когда гранулы трутся друг о друга. Подобному очищению способствует и то, что одни гранулы катализатора более абразивны, чем другие.


Как осуществляется смешивание воды и метана?

Конечно, нужно подавать в смеситель воду и метан в определенном соотношении. Классическим методом это делают, используя дозатор воды и дозатор метана. Мы отказались от дозаторов. Дело в том, что при температурах порядка 80. 100°С давление насыщающих паров становится почти атмосферным (собственно, вода потому и кипит при температуре 100°С). Так вот, паров воды, которые окажутся в пузырьках метана, вполне достаточно, чтобы осуществить реакцию конверсии. Тут встал серьезный технический вопрос. У нас при проведении экспериментов выявилось, что когда газ пропускаешь через мелкую крошку снизу, чтобы «разбить» его, газ обязательно находил себе какую-нибудь дорожку, в результате остальная часть диспергатора не работала, то есть становилась пробкой. Поэтому нужно постоянно сбивать — разбивать пузырьки, что достигается с помощью электромагнитного вибратора. Тогда становится пузырьков больше, которые, пока поднимаются, полностью насыщаются водой.

Как регулируется процентное соотношение метана и воды?

В основном оно регулируется температурой. Вообще процесс этот очень сложный.


стема контрольно-измерительных приборов для подобных процессов занимает солидное помещение. Я был на Таллиннском метаноловом заводе и видел эту сложнейшую систему. Конечно, мы не могли ее повторить. Но все-таки мы нашли выход из положения, сведя весь этот КИП к одному фитильку. Чем меньше у него пламя, тем, значит, меньше осталось в реакторе непрореагировавших метана, водорода, окиси углерода. Чем меньше их вступит в реакцию, тем больше будет фитилек пламени на выходе из реактора. Таким образом, вы сами сможете оптимизировать процесс. Ведь газ-то из сети поступает равномерно. В результате главная задача оператора делать все, чтобы уменьшить пламя фитилька. День-два потратите и научитесь регулировать.

Давления газа в магистрали достаточно?

Давление, какое есть, такое пусть и будет. Вы все равно не можете его ни увеличить, ни уменьшить.

А если в систему попадут пары фреона? Ведь компрессор заполнен фреоновым маслом.

Если Вы посмотрите внимательно, там сделано так, что масло не может пойти. А если и пойдет по системе, то ничего страшного не случится.

Можно ли заменить газовые горелки на электрические ТЭНы?

Можно. Но это дорого, наверное? Электричество дороже, чем газ. Газ можно брать прямо от одной горелки газовой плитки. Длина пламени примерно 120. 150 мм.

Насколько жесткий контроль температурного режима?

Не очень жесткий. В пределах 100°С. Можно, конечно, было установить термопару. Но большинство самодельщиков ее проградуировать бы не смогло. Платиновые термопары к тому же очень дороги. Самый простой способ следить за температурой — это термокраски или еще сплавы. У каждого своя точка плавления. Тут должен быть сплав типа высокоплавкого припоя.

Как производить запуск установки?

Включите, прежде всего, горелки. По всей системе пускаете газ и зажигаете фитилек. Газ начинает проходить по диспергатору и насыщается водой. В фитильке продолжает просто гореть газ. Ничего больше не происходит. Продолжается насыщение газа водой, горелки горят. В реакторе поднимается температура до 350. 800°С. Начинается конверсия метана, который превращается в окись углерода и водород. При этом частично остается нетронутым метан, попутно также появляется углекислый газ. Лишняя вода еще идет. Процесс эндотермический, то есть с поглощением тепла. Пока теплообменники (узлы) прогреются, фитилек будет гореть с переменной силой. При конверсии идет выделение теплоты, так что дальше процесс пойдет сам, он сам себя начинает раскачивать.

Какой предполагаемый срок службы такой установки может быть?

Установка-то будет работать долго, только срок службы катализатора остановит непрерывную работу. Тут многое зависит от загрязненности газа, от свойств катализатора. Если в газе много серы, может образоваться серная кислота, она при высоких температурах агрессивна.

Хочу внести также некоторое уточнение. Ранее упоминалось, что трубки для холодильников толстостенные, 7 м длиной. Дело в том, что раньше планировалось теплообменники делать в виде змеевиков. А потом мы их упростили и сделали коробчатые с заполнителем.

В чем принципиальная необходимость применения в установке компрессора от холодильника?

В его долговечности, надежности, бесшумности, доступности.

Советы и опыт практиков, сделавших установки для получения бензина

Геннадий Иванович Федан, механик, изобретатель, у него много своих разработок. Его особое увлечение — автомобиль. По специальности он горный инженер, выпускник Донецкого политехнического университета. Работал одно время механиком по обслуживанию спидвеистов, тогда и познакомился с использованием метанола.

Вот что он рассказал: «Лет восемь как мы начали использовать метанол в автомобиле. В течение первых двух лет мы боролись с коррозией. Образовывался конденсат воды, нужно было как-то это нейтрализовать. В основном коррозия поражала поршневую систему. В «Запорожце» сам двигатель чугунный, а карбюратор дюралевый. Поршневая же система стальная. Подвергались коррозии клапана, седла клапанов. Мы пробовали добавлять касторовое масло. Оно значительно повышает компрессию. Авиамоделисты, например, применяют метанол, добавляя 15% касторового масла. Но опять же идет большая коррозия: после каждого использования этой смеси надо все промывать.

Мы спаслись от этого добавлением в метанол авиационного масла. На 20 л метанола мы добавляем 1 л авиационного масла МС-20. От наших традиционных автомобильных масел отказались, так как при сгорании они образуют нагар. В результате горят клапана. Авиационное же масло обладает большой вязкостью, не дает смачиваться поверхности и благодаря этому не происходит коррозии. Итак, в смеси 5% МС-20, остальное метанол.

Должен сказать, что метанол во многих отношениях очень привлекателен как автомобильное топливо. Кстати, у нас двигатель старый, порядком изношенный, а с метанолом работает прекрасно. На оборотах выше средних есть смысл добавлять воду. В этом случае увеличивается топливный запас двигателя. Я пока экспериментально уточняю дозировку. Разрабатываю установку, чтобы была дозированная добавка воды в зависимости от режима работы двигателя. Как только пойдут высокие обороты, начинается впрыскивание.

Допустим, по какой-то причине вам необходимо временно или постоянно перейти на бензин. Для этих случаев я упростил регулировку жиклера главной топливной системы. Дело в том, что под метанол сечение жиклера нужно увеличивать. Если оставить жиклер, каким он был для бензина, то при использовании метанола будет падать мощность. Чтобы этого не происходило, нужно увеличить сечение жиклера, и двигатель заработает прекрасно.

Зимой двигатель с метанолом запускается гораздо легче, чем на бензине, буквально в течение нескольких секунд. Детонации нет вообще. Еще один положительный момент. Часто приходилось оказывать помощь владельцам «Жигулей», у которых образовывалась ледяная пробка в топливном тракте. Это бывает сплошь и рядом. Продают бензин, разбавленный водой. На глаз это не определить. Человек купил, залил — и все. Зимой в топливной системе образуется ледяная пробка. Приходится разбирать двигатель, все промывать. Автомобилисты тратят на это до двух суток. Между тем, ликвидировать пробку можно буквально в течение двух часов. Я беру 2 л метанола, заливаю в топливную систему, и пробка растворяется. Без разборки двигателя.»

Отличие между природным газом, бензином, керосином, лигроином, газойлем (дизельным топливом) и мазутом состоит только в длине цепи углеводородов, входящих в их состав. На их физические свойства еще немного влияет изомерия, но не очень существенно – изомеры имеют несколько более низкие температуры плавления и кипения, чем линейные углеводороды.

Все эти углеводороды принадлежат к семейству алканов – насыщенных углеводородов. Простейшим углеводородом является метан, имеющий один атом углерода и четыре атома водорода (CH4). Далее за ним следует этан, который состоит из двух атомов углерода и шести атомов водорода (C2H6). Метан и этан при комнатной температуре не сжижаются даже при высоких давлениях, поэтому представляют собой классический природный газ.

Далее следуют пропан и бутан, которые при высоких давлениях можно превратить в жидкость и при обычных температурах (пропан сжижается при высоком давлении, бутан уже при небольшом), их называют «жирным» газом. Пропан и бутан применяют в зажигалках и в автомобилях в качестве замены бензина.

Пентан, следующий за бутаном, уже будет жидким при комнатной температуре, и с него начинается «бензиновый» сектор углеводородов. По мере увеличения длины углеродной цепи, температуры плавления и кипения углеводородов линейно растут. Наиболее ценным является именно бензиновый сектор с пентана до декана (углеводорода, состоящего из цепи 10 атомов углерода и 22 атомов водорода).

Автомобилей все больше, а бензиновых морей не наблюдается

Количество автомобилей в мире все возрастает. Их число в 2010 году перевалило за миллиард, а к 2035 году, по подсчетам Международного энергетического агентства (IEA), количество автомобилей составит 1,7 млрд. Для сравнения: отметка в 500 млн была пройдена в 1986 году, и всего за 24 года количество автомобилей в мире удвоилось.

Сколько будет нужно бензина, и какого

В настоящее время в Европе 78% бензиновых автомобилей. Несмотря на то, что в перспективе источники энергии для автомобилей, вероятно, станут более разнообразными, рост числа транспортных средств не будет способствовать снижению спроса на бензин. Более того, рост экологических требований к бензину будет требовать все более качественного и в то же время не слишком дорогого топлива. В частности, это относится к таким стандартам, как «Евро». Так, в 2015 году ожидается очередное ужесточение в этом направлении — переход на стандарт класса «Евро-6». В России с 1 января 2013 года оборот топлива ниже класса «Евро-3» запрещен.

Тяжелые углеводороды можно разбить на более легкие – до бензиновой фракции. Данный процесс называется крекингом. Тяжелая молекула делится надвое – на предельную и непредельную молекулу. Например, эйкозан (углеводород, состоящий из 20 углеродных атомов) разбивается на молекулу декана и децена (непредельного углеводорода этиленового ряда). Крекинг позволяет увеличивать производство бензина, а также повышать его октановое число, так как одновременно происходят реакции полимеризации образовавшегося непредельного углеводорода, затем полимер повторно разбивается и снова сшивается, следствием реакций на основе радикального механизма является превращение линейных углеводородов в разветвленные.

Однако запасы даже тяжелой нефти со временем будут уменьшаться, а стоимость ее добычи – повышаться. В то же время США переживают бум добычи сланцевого газа, а в будущем не исключено, что будет начата промышленная разработка природного газа из газовых гидратов, пробная добыча с океанского дна которых, в частности, была проведена Японией в феврале 2013 года.

Как получить бензин из метана

Сланцевый газ представляет собой практически чистый метан. А можно ли из метана получить бензиновую фракцию (жидкое топливо)? Одна из технологий производства из метана бензиновых углеводородов была открыта еще в 20-х годах XX века, однако она требует больших энергозатрат . Эта технология предусматривает разложение метана при высоких температурах до этилена с выделением водорода. В настоящее время для этого используются катализаторы (свинец, кадмий, таллий или марганец), и температура порядка 500-900 °С. Далее применяют ограниченную полимеризацию этилена (по аналогии производства всем известного полиэтилена, только обрывают ее на стадии нужной фракции).

Иной, но не мене известной технологией производства жидкого топлива из природного газа является процесс Фишера-Тропша. При высокой температуре метан может взаимодействовать с парами воды (или кислородом в очень ограниченном количестве), образуя угарный газ и водород (так называемый «синтез-газ»). Эта реакция идет при температуре 800-900 °C на катализаторе, в качестве которого выступает никель с оксидом алюминия, а при более высоких температурах, порядка 1500 °C катализатор уже не требуется. Впоследствии в присутствии катализатора (железо-кобальт) из синтез-газа производятся жидкие углеводороды, и одновременно получается вода как побочный продукт. Возможна также более простая реакция – простое получение из угарного газа и водорода метилового спирта. Однако по причине того, что метиловый спирт сильно ядовит, замена бензина метиловым спиртом не представляется возможным.

Новые технологии

Оба способа производства жидких углеводородов по указанным выше технологиям требуют огромных затрат энергии, и поэтому пока малорентабельны. Однако стартап Siluria Technologies, расположенный в Лос-Анджелесе, пытается решить данную проблему. Появился этот стартап в 2008 году, отколовшись от компании Cambrios Technologies Corporation.

В качестве перспективного направления, позволяющего решить проблему стоимости получения синтетического жидкого топлива (не обязательно только бензиновой фракции), стартап посчитал термическую реакцию разложения метана . И для решения этой проблемы, по мнению стартапа, нужно подобрать удачный катализатор, чтобы удешевить разложение метана до этилена.

Подробностей исследования стартап не раскрывает, однако отмечает о существенном прогрессе. Так, стартап на компьютерах моделирует термический распад метана и перебирает еженедельно сотни потенциальных катализаторов. По словам сотрудников компании, превращение сланцевого газа в синтетическое жидкое топливо может быть настолько удешевлено, что это станет дешевле, чем получение аналогичных продуктов из нефти и совершит революцию на мировом энергетическом рынке . Запасы сланцевого газа также ограничены, однако если удастся найти достаточно дешевый способ добычи газа из газовых гидратов, то надобность в нефти почти отпадет.

Также синтетические углеводороды отличаются практически идеальными экологическими характеристиками – там не может быть ни сернистых соединений, ни ароматических углеводородов, ни азотсодержащих органических соединений, которые способствуют загрязнению атмосферы. Поэтому такое топливо будет способно соответствовать самым строгим экологическим стандартам, так как отделить ненужные газы на той или иной стадии техпроцесса будет легко. А выделить все нежелательные соединения из нефти намного сложнее, и до конца не представляется возможным.

К 2014 году стартап планирует запустить демонстрационный завод, правда, о его месторасположении пока не сообщается. Однако, если действительно удастся найти относительно дешевый способ производства жидкого топлива из природного газа, то это можно будет считать завершением «нефтяной» эпохи и переходом к «газовой» эпохе, что приведет к кардинальному изменению энергетической карты мира. А если удастся найти хотя бы рентабельный способ выделения природного газа из газовых гидратов, то об энергетическом кризисе можно будет забыть, по меньшей мере, на несколько тысяч лет, ведь запасы гидратов на океанском дне превышают запасы всего остального газа (в том числе и сланцевого) как минимум в сотню раз.

ОБЩЕЕ ОПИСАНИЕ Получаемая при помощи аппарата жидкость – МЕТАНОЛ (МЕТИЛОВЫЙ СПИРТ)

Метанол в чистом виде применяются в качестве растворителя и как высокооктановая добавка к моторному топливу, а также как самый высокооктановый (октановое число равно 150) бензин. Это тот самый бензин, которым заправляют баки гоночных мотоциклов и автомобилей. Как показывают зарубежные исследования, двигатель, работающий на метаноле, служит во много раз дольше, чем при использовании обычного автобензина, мощность его повышается на 20% (при неизменном на этом топливе, экологически чист и при проверке его на этом топливе, экологически чист и при проверке его на токсичность вредные вещества практически отсутствует).

Малогабаритный аппарат для получения этого топлива прост в изготовлении, не требует особых знаний и дефицитных деталей, безотказен в работе. Его производительность зависит от различных причин, в том числе и от габаритов. Аппарат, схему и описание сборки которого предлагаем Вашему вниманию, при Д=75 мм дает три литра готового топлива в час, имеет вес около 20 кг, и габариты приблизительно; 20 см в высоту, 50 см в длину и 30 см в ширину.

ВНИМАНИЕ: метанол является сильным ЯДОМ. Он предоставляет собой бесцветную жидкость с температурой кипения 65 град. С. Имеет запах, подобный запаху обычного питьевого спирта, и смешивается во всех отношениях с водой и многим органическим жидкостям. Помните о том, что 30 миллилитров выпитого метанола СМЕРТЕЛЬНЫ! Но и обычный бензин опасен не меньше.

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ АППАРАТА.

Водопроводная вода подключается к «входу воды» (15) и, проходя далее, разделяется на два потока: один поток через краник (14) и отверстие (С) входит в смеситель (1), а другой поток через краник (4) и отверстие (Ж) идет в холодильник (3), проходя через который вода, охлаждая синтезгаз и конденсат бензина., выходит через отверстие (Ю).

Бытовой природный газ подключается к трубопроводу «вход газа» (16). Далее газ входит в смеситель (1) через отверстие (Б), в котором, , смешиваясь с паром воды, нагревается в горелке (12) до температуры 100-120 град. С. Затем из смесителя (1) через отверстие (Д) нагретая смесь газа и водяного пара входит через отверстие (В) в реактор (2). Реактор (2) заполнен катализатором № 1, состоящим из 25% никеля и 75% алюминия (в виде стружки или в зернах, промышленная марка ГИАЛ-16). В реакторе происходит образование синтез-Газа под воздействием температуры от 500 град. С и выше, получаемой за счет нагрева, получаемой за счет нагрева горелкой (13).

Далее нагретый синтез-газ входит через отверстие (М) входит в компрессор (5), в качестве которого можно использовать компрессор от любого бытового или промышленного холодильника. Далее сжатый синтез-газ с давлением 5-50 через отверстие (Н) выходит из компрессора и через отверстие (О) поступает в реактор (6). Реактор (6) заполнен катализатором №2, состоящим из стружки 80% меди и 20% цинка (состав фирмы « ICI », марка в России СНМ-1).

В этом реакторе, который является самым главным узлом аппарата, образуется пар синтеза – бензина. Температура в реакторе не должна превышать 270 град. С, что можно проконтролировать градусником (7) и регулировать краником (4). Желательно поддерживать температуру в пределах 200-250 град. С. Можно и ниже. Затем пары бензина и не прореагировавший синтез газ входят в отверстие (У) в конденсатор (8), где накапливается готовый бензин, который выходит из конденсатора через отверстие (Р) и краник (9) в какую-либо емкость.

Отверстие (Т) в конденсаторе (8) служит для установки манометра (10), который необходим для контроля давления в конденсаторе. Оно поддерживается Вт пределах 5-10 атмосфер или больше в основном с помощью краника (9). Отверстие (Х) и краник (11) необходимы для выхода из конденсатора непрореагирующего синтез газа, который идет на рециркуляцию опять в смеситель (1) через отверстие (А). Краник (9) регулируют так, чтобы постоянно выходил чистый жидкий бензин без газа. Лучше будет, если уровень бензина в конденсаторе будет увеличиваться, чем уменьшаться. Но самый оптимальный случай, когда уровень бензина будет постоянным (что можно проконтролировать путем встроенного стекла или какого либо другого способа). Краник (14) регулируют так, чтобы в бензине не было газа и в смесителе пара образовывалось лучше меньше чем больше.

Открывают доступ газа, вода (14) пока закрыта, горелки (12), (13) работают. Краник (14) полностью открыт, компрессор (5) включен, краник (9) закрыт, краник (11) полностью открыт.

Затем приоткрывают краник (14) доступа воды, а краником (11) регулируют нужное давление в конденсаторе, контролируя его манометром (10). Но не в коем случае не закрывайте краник (11) полностью. Далее, минут через пять, клапаном (14) доводят температуру в реакторе (6) до 200-250 град. С. Затем чуть-чуть приоткрывают краник (9), из которого должна пойти струя бензина. Если она будет идти постоянно – приоткройте краник больше, если будет идти бензин в смеси с газом – приоткройте краник (14). Вообще, чем на большую производительность настроите аппарат, чем лучше. Содержание воды в бензине (метаноле) Вы можете проверить с помощью спиртомера. Плотность бензина (метанола) равна 793 кг/м 3 .

Данный аппарат желательно изготавливать из нержавеющей стали или железа. Все детали изготовлены из труб, в качестве тонких соединительных труб можно использовать медные трубки. В холодильнике необходимо сохранить соотношение X / Y =4, то есть, например, если X / Y =300 мм, то Х должно быть равно 240 мм, а Y , соответственно, 60 мм. 240/60=4. Чем больше витков уместиться в холодильнике с той или с другой стороны, тем лучше. Все краники применены от газосварочных горелок. Вместо краников (9) и (11) можно использовать редукционные клапана от бытовых газовых баллонов или капиллярные трубки от бытовых холодильников. Смеситель (1) и реактор (2) нагревается горизонтальном положении (смотрите чертеж).

Источник: iobogrev.ru

Понадобится

  • Две пластиковые бутылки 1,5-2 литра объемом.
  • Силиконовый шланг, стойкий к нефтепродуктам.
  • Воздушный насос (помпа) на 12 В.
  • Аккумулятор 12 В.

Из реактивов: бензин и вода.

Изготовление установки для получения газа

В крышках необходимо проделать по паре отверстий. Сделать это можно обычными ножницами.

Отверстия должны быть по диаметру шланга, который будет через них проходить.

Вставляем трубки. Одна входит в крышку на 2-3 сантиметра.

А другая на длину имеющийся бутылки.

Хорошо проклеиваем трубки в крышках горячим клеем с обеих сторон.

В первой бутылке будет бензин. Длинная трубка, которая лежит на дне это вход воздуха, маленькая — это выход и он подключен к бутылке с водой, к тому шлангу который лежит на дне. А маленький шланг их бутылки с водой это выход конфорки.
Основной «реактор» готов.

Наливаем в первую бутылку бензин до половины, в другую воду, так же до половины.

К длинной трубке, которая лежит в бензине, подключаем воздушный насос.

К короткому концу, который выходит из бутылки с водой подключаем газовую конфорку.

Испытания

Подключаем к насосу аккумулятор. Насос начинает качать воздух из атмосферы. Проходя через бензин он насыщается его парами. Далее проходит через бутылку с водой, это так называемый гидрозатвор, который препятствует попаданию крупных капель бензина. А сам сосуд стабилизирует проход воздуха с парами, тем самым получается стабильность горения, без всяких рывков.

Зажигаем газ из конфорки.

Как видите успешно горит. Как настоящий газ.

Замечаем начальное количество бензина.

Ставим на плиту воду и пытаемся вскипятить.

Вскипело все за десять минут.
Пламя прогорело примерно 40 минут в общем и вот насколько убавился уровень.

Конечно весь бензин нельзя задействовать, так как такой метод удаляет из топлива самые летучие фракции, а более тяжёлые все равно останутся на дне бутылки.

Источник: SdelaySam-SvoimiRukami.ru

Процесс Фишера-Тропша

Процесс Фишера-Тропша
Процесс Фишера-Тропша

Процесс Фишера-Тропша был разработан в Германии в середине 20-х годов прошлого века. Он начинается с парциального (частичного) окисления метана (природного газа) в диоксид углерода, монооксид углерода, водород и воду. Кислород либо берется из воздуха (что делает газ менее насыщенным), либо подается из воздушного криогенного сепаратора (что увеличивает стоимость).

Соотношение монооксида углерода и водорода (1:2) регулируется реакцией с водяным газом, а избыток диоксида углерода удаляется с помощью водных растворов алканоаламина (или физическим растворением). После удаления воды остается синтез-газ (сингаз), который, химически реагируя в присутствии катализатора (железа или кобальта) превращается в жидкие углеводороды и другие побочные продукты.

Метанол в бензин (Methanol to gasoline process – MTG)

Конверсия метанола в бензин (MTG)
Конверсия метанола в бензин (MTG)

В начале 70-х гг. ХХ века компания Mobil разработала альтернативную технологию конверсии природного газа в синтез-газ, а синтез-газа в метанол. Затем метанол полимеризуется в присутствии цеолитного катализатора с образованием алканов (насыщенных углеводородов).

Метанол производится из метана (природного газа) посредством трех реакций: парового риформинга, конверсии водяного газа и синтеза. Затем он преобразуется в бензин по оригинальной технологии Mobil. Вначале метанол обезвоживается с получением диметилэфира, который, в свою очередь, далее дегидратируется в присутствии оригинального цеолитного катализатора ZSM-5, разработанного Mobil. В результате получается бензин, в котором содержание углеводородов с пятью и более атомами углерода достигает 80% по весу. Для прекращения реакции ZSM-5 деактивируется коксованием с добавлением избытка углерода. В дальнейшем катализатор может быть вновь активирован путем выжигания кокса потоком горячего (500 °C) воздуха. Однако число циклов реактивации ограничено.

Синтез-газ в бензин плюс (Syngas to gasoline plus process – STG+)

Синтез-газ в бензин (STG+)
Синтез-газ в бензин (STG+)

Этот способ основан на технологии MTG. В ходе непрерывного циклового термохимического процесса полученный из природного газа синтез-газ преобразуется в высокооктановый синтетический бензин. Весь цикл состоит из четырех этапов. Каждый этап осуществляется в отдельном реакторе с неподвижным слоем катализатора, которые последовательно соединены между собой.

Синтез метанола. В первом реакторе сингаз, проходя через слой катализатора, преобразуется в метанол, который подается во второй реактор.

Синтез диметилэфира (ДМЭ). Здесь метанол также проходит через слой катализатора и подвергается дегидратации, в результате чего на выходе получают ДМЭ.

Синтез бензина. В третьем реакторе поступивший ДМЭ с помощью катализаторов преобразуют в углеводороды, включающие парафины (алканы), ароматические углеводороды, нафтены (циклоалканы) и небольшое количество олефинов (алкенов). Все они имеют от 6 до 10 атомов углерода в молекуле.

Очистка бензина. В четвертом реакторе продукты, поступившие из третьего реактора, подвергаются трансалкированию и гидрогенизации. Это уменьшает содержание дурола (тетраметилбензола)/изодурола и триметилбензола, которые имеют высокие точки. Поэтому их содержание в бензине должно быть сведено к минимуму. В результате полученный синтетический бензин имеет высокое октановое число и необходимые вязкостные свойства.

Сепаратор. Здесь смесь, поступившая из четвертого реактора, конденсируется. Несконденсированный газ и готовый бензин разделяются. Большая часть газа направляется обратно в первый реактор для переработки. Полученный синтетический бензин состоит из парафинов, ароматических углеводородов и нафтенов.

Источник: avtonov.info


Leave a Comment

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.