Синтети́ческое жи́дкое то́пливо — горючие жидкости, синтезируемые (искусственно получаемые синтетическим путём) из смеси газов (CO и H₂), применяемые в качестве моторного топлива для двигателей внутреннего сгорания^[1]. В настоящее время производится в ограниченном количестве.

История

Впервые синтетическое жидкое топливо в значительных объёмах начали производить в Германии во время Второй мировой войны (1939—1945). Поводом к началу производства стал создавшийся в процессе боевых действий и потери контроля над нефтедобывающими регионами дефицит нефти. Таким образом, Германия в значительной степени удовлетворяла свои нужды в моторном топливе за счёт создания собственных производственных мощностей по переработке угля в жидкое топливо. Органический синтез осуществлялся в присутствии катализатора на основе кобальта, при температуре +170…200°С и давлении 0,1—1 Мн/м² (1—10 am). На выходе получали:

• бензин (когазин 1 или синтин) с октановым числом 40—55 (добавление 0,8 мл тетраэтилсвинца на каждый литр бензина повышало его октановое число с 55 до 74),
• высококачественное дизельное топливо (когазин II) с октановым числом 80—100 и
• твёрдый парафин.

В дальнейшем технология совершенствовалась, а синтез с применением в качестве катализатора соединения на основе железа, который проводился при температуре свыше +220°С, в условиях повышенного давления 1—3 Мн/м²(10—30 am) позволил получать на выходе высокооктановый бензин. Бензин, синтезируемый по этой технологии, содержал 60—70% олефиновых углеводородов нормального и разветвлённого строения, а его октановое число достигало 75—78.

Перспективы

В связи с высокой стоимостью и малой эффективностью применяемых катализаторов дальнейшее производство синтетического жидкого топлива из CO и Н₂ так не получило широкого развития. Заслуживает внимания подобная ситуация, которая сложилась в Южной Африке, когда на фоне международных санкций во времена Апартеида было создано предприятие Sasol Limited по производству синтетического жидкого топлива, которое помогало экономике этого государства успешно функционировать в условиях международной изоляции.

Итак, дальнейшее расширение производства синтетического жидкого топлива из природных газов и твёрдых горючих ископаемых сдерживается его высокой стоимостью, которая значительно превосходит стоимость топлива, полученного перегонкой сырой нефти. Учёные многих стран мира интенсивно ведут поиск новых экономичных технических решений в области промышленного производства синтетического топлива. Этот поиск направлен, прежде всего, на упрощение уже известных технологических процессов:

• снижение давления при ожижении угля до 100 атмосфер и ниже,
• увеличение производительности газогенераторов для переработки угля, горючих сланцев и природных газов,
• разработку новых катализаторов синтеза метанола и бензина, созданного на его основе.

Кроме того, немаловажной проблемой при производстве синтетического жидкого топлива является высокое потребление воды: до 5—7 литров на каждый литр топлива.

Принцип метода

Синтетическое жидкое топливо, как правило, синтезируют из смеси окиси углерода (CO) и водорода (H₂), получаемой из природных газов и угля в процессе конверсии газов и газификации топлива. Синтез осуществляется в присутствии катализаторов (Ni, Со, Fe и других) при повышенных температурах и в условиях повышенного давления (метод Фишера и Тропша). В зависимости от условий технологического процесса, получаемое синтетическое жидкое топливо содержит углеводороды (олефины, парафины) в основном нормального строения (неразветвлённые). Также (синтетическим путём) получают различные добавки к топливу для повышения антидетонационных свойств и октанового числа:

• изооктан — продукт каталитического алкилирования изобутана бутиленами;
• полимербензин — продукт каталитической полимеризации пропан-пропиленовой фракции и другие.

См. также

• Синтетическое топливо
• Биотопливо

Примечания