Версия для слабовидящих
На Южном Урале с помощью нанотехнологий получили дешевые нефтепродукты из каменного угля Печать Email
Новости об инновациях
15.05.2014

Творческая группа ученых из челябинской инновационной компании «Оптимальные решения» и миасских конструкторов из ГРЦ преподнесла сенсацию общероссийского масштаба – создала нанотехнологию производства синтетических нефтепродуктов из каменноугольного сырья. Причем их себестоимость – в разы дешевле «естественных»!

Производство жидкого моторного топлива из угля – в общем-то дело не новое. Еще в прошлом веке была изобретена технология превращения угля пыли в газ, а затем синтеза нефтепродуктов под давлением на основе так называемого процесса Фишера-Тропша. Другой путь – технология прямого сжижения угля, разработанная в начале XX века немецким химиком Бергиусом. Таким образом, во Вторую мировую немцы, поскольку в Германии нефти нет, получали из угля бензин для своих танков. По этому пути в годы апартеида в условиях международных санкций вынуждены были пойти и в ЮАР. Сегодня эти методы усовершенствуют в Японии, Китае и других странах, но широкого международного распространения они не получили из-за дороговизны и громоздкости оборудования.

«Но наша технология производства нефтепродуктов из угля в корне отличается от традиционной, – говорит один из ее разработчиков начальник отдела нестандартного оборудования Государственного ракетного центра (Миасс) Игорь Якупов. – Главное отличие в том, что здесь нет газовой стадии, как и вредных выбросов. Если раньше для насыщения угля водородом нужно было обеспечить высокие давления – не менее 60–100 атмосфер и температуру – более 600 градусов, с добавлением катализатора, то теперь все гораздо дешевле и проще. Нет необходимости строить целые заводы с гигантским производственным циклом, нести огромные расходы – наше оборудование куда меньше и займет площадку всего 40 на 40 метров. Уже изготовлены лабораторные образцы модулей по переработке угля в водно-угольную смесь и в моторное топливо. Они позволяют дешевый бурый уголь (в мире запасы таких углей в разы больше, чем коксующихся) переработать в аналог нефти, а затем в моторное топливо – бензин, дизтопливо и мазут. Причем себестоимость синтетического горючего, по нашим расчетам, будет втрое меньше получаемого обычным путем».

По словам Игоря Якупова, ноу-хау особенно высокую отдачу обещает при малых объемах производства. Низкобюджетная мобильная установка вполне применима даже в условиях Крайнего Севера, куда горючее приходится везти за тысячи километров. Ее можно поставить вблизи мест добычи угля – например, у Коркинского разреза, и прямо на месте вырабатывать дизтопливо и бензин. Такие передвижные установки вполне возможно применять и для утилизации угольных шламов, отвалов – в плюсе будет и экология, и производство. Возможности практически безграничны – это и сельское хозяйство, малая энергетика, ЖКХ…

«Уйти от высоких температур, химических катализаторов и давления позволяет обработка водно-угольной смеси в проточно-кавитационных реакторах, – сообщил Игорь Якупов. – Как результат – высокий выход продукции: в нефть превращается более половины угольной массы. Над решением этой сложнейшей задачи работает наша творческая группа. У нас целый «научный колхоз»: тесно сотрудничаем с учеными МГУ, Института имени Губкина, Новокузнецка, Новосибирского института катализа имени Борескова, Томского института Сибирского отделения Российской академии наук. К примеру, я занимаюсь конструкторскими вопросами, технологическим оборудованием – ученый из Томского института сильноточной электроники Владимир Кривоносенко, дисперсным измельчением угля – химик Владимир Баев из Новосибирской строительной академии, а наносоставляющей – Михаил Астахов из наноцентра Московского института стали и сплавов. Дело в том, что процесс происходит на наноуровне, когда молекулы угля «сращиваются» с молекулами водорода. На наше изобретение в 2010 году был получен патент, но чтобы войти в федеральную программу РОСНАНО, нужно теоретически доказать, что это именно нанотехнология. После этого мы планируем представить свой проект в Сколково, чтобы получить помощь от государства и выйти на промышленный масштаб».

По мнению сотрудника ГРЦ Якупова, при дальнейшем усовершенствовании «угольного бензина» есть резон использовать и элементы космических технологий. Сам он награжден Знаком отличия Юрия Гагарина, медалями Роскосмоса, в свое время не раз ездил на космодром Байконур, где запускали сконструированные в Миассе научно-исследовательские спутники. К примеру, контролировал работу космического аппарата «Компас» для мониторинга сейсмоситуации земной коры и предсказания землетрясений. А в середине 90-х как представитель ГРЦ сотрудничал с Германским космическим агентством и Берлинским техническим университетом по созданию космических аппаратов.

К слову, синтетическое горючее и космос «вполне совместимы». Ученые считают, что в перспективе, наряду с автотранспортом, это дешевое топливо можно будет использовать и в ракетной технике, авиации, где применяется керосин – это одна из фракций «угольных нефтепродуктов». Значит, появится возможность существенно удешевить и авиаперевозки, сделать их доступными и для пассажиров со средним достатком.

И все-таки, в чем особенность миасской технологии, за счет чего ученые добились таких потрясающих результатов?

По словам Игоря Якупова, изюминка новой технологии – в кавитационном поле, процессе закипания жидкости при механическом воздействии. При кипении энергия схлопывания пузырьков в 40 раз больше энергии, необходимой для их образования. При этом даже без сверхвысоких температур и давления создаются условия для реакции сжижения угля и синтеза жидкого продукта. Кавитационные насосы уже применяются в теплогенераторах для нагрева жидкости, причем разработчики утверждают, что КПД чудо-технологии якобы выше 100 процентов! С этим ученые не согласны (рассчитывать КПД можно по-разному), но факт налицо: «кавитационная энергия», затраченная на привод прибора, меньше, чем необходимая на нагрев жидкости. Раньше этот принцип использовался только для измельчения угля, применяемого в качестве воднотоплива для паротурбин ТЭЦ, а авторы ноу-хау пошли дальше – использовали его для синтеза нефтепродуктов.

Ученые поясняют, что для этого они воздействовали на смесь токами высокой частоты, а также с помощью электрического ударного эффекта, открытого в 70-х годах прошлого века украинским ученым Юткиным. При прохождении разряда тока через жидкость происходит преобразование электрической энергии в механическую – своего рода ударная волна. Она-то, работая на наноуровне, и разрушает молекулярную структуру угля, насыщая ее водородом.

«Лабораторная стадия у нас в целом завершена, – продолжает Игорь Якупов. – Уже получены дизтопливо и бензин, вполне соответствующие российским ГОСТам. На них в Кемеровской области, где смонтированы экспериментальные установки, уже проехались трактора и машины. Мы продолжаем усовершенствовать синтетический бензин, чтобы он был экологически чистым, соответствовал зарубежным стандартам «Евро». Но главное, на очереди – производственная стадия. Перспективы самые обнадеживающие (такой бензин, по прогнозам, будет стоить 7–8 рублей за литр), но все упирается в деньги. Для создания промышленной установки нужно 3–4 миллиона долларов, а в целом на реализацию инвестпроекта – десятки миллионов. Но наши потенциальные инвесторы пока не спешат вкладывать средства, и дело замедлилось. И все же мы не теряем надежды, ведем переговоры. К нашему проекту уже проявляют интерес в Казахстане, Кыргызстане, Узбекистане, появились и челябинские партнеры, такие как компании «Минигидро», «Оптимальные решения»».

По мнению разработчиков технологии «угольных нефтепродуктов», за ними будущее. Они обладают целым рядом преимуществ и по сравнению с «модным» на Западе биотопливом – не нужно использовать ценное пищевое сырье, которое лучше применять для производства продуктов, на корм скоту. Да и затраты небольшие, и почти никакого ущерба для экологии! Мало того, в перспективе планируется вырабатывать из угля не только моторное топливо, но и самый широкий спектр синтетических углеводородов – ценное полимерное сырье для легкой промышленности, электронной, оборонной и прочих отраслей.

Особенно ценной использование этой технологии может стать на Южном Урале, где угольные месторождения далеко не исчерпаны, при этом из-за нерентабельности — следствие низкой цены бурого угля – многие шахты и разрезы закрываются. Если такой уголек превратить в горючее, другую востребованную на рынке продукцию, думается, ситуация может кардинально измениться…

Источник - http://www.nanonewsnet.ru/news/2014/na-yuzhnom-urale-s-pomoshchyu-nanotekhnologii-poluchili-deshevye-nefteprodukty-iz-kamennog

 

Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта