Маслото може да се получи от кафяви въглища. История на технологията и абиогенна хипотеза за произхода на този течен минерал

Не всеки знае, че в историята на нашата съвременна технократска цивилизация е имало период на масово производство на гориво (бензин, керосин и дизелово гориво) от кафяви въглища и минерали, близки до него (лигнит). Историята на тази технология се разви така.

История на производството на синтетични масла

През 1913 г. Фридрих Бергиус, по-късно Нобелов лауреат, въвежда технологията за създаване на синтетични горива от въглеводороди като въглища и лигнит. Две години по-късно той стартира първото производство, в което е използван неговият метод. По-късно правата върху процеса "Бергинизация" са придобити от големи компании.

Процесът включва смесване на натрошени въглища с катализатори и добавки за създаване на суспензия, която след това се смесва с водород, произведен от въглищата. След това сместа се изпраща в реактори, където се поддържат високи температури и налягания (до 450-485 ° C и налягане до 500-700 atm.). В резултат на това се образува синтетично масло, което се обработва допълнително за получаване на различни горими вещества (горива: средни и тежки масла, бензин и газове).

А опитите за получаване на гориво от въглища са направени още по-рано, в началото на 19 век.

Ако някаква органична материя се постави в херметически затворен контейнер и след това се нагрее без достъп на кислород, можете да получите гъсто и замърсено масло. Естествено, такъв продукт ще съдържа много примеси и за да се превърне в чисто гориво, ще е необходима сложна система от оборудване и филтриране. В резултат на това процесът на пречистване ще отнеме много време, а количеството на крайното чисто гориво ще бъде изключително ограничено.

Процесът на Бергиус започва да се използва в промишлеността в средата на 1910 г., а 10-12 години по-късно методът на Фишер-Тропш започва да се използва в практиката.

През 1926 г. химиците Франц Фишер и Ханс Тропш въвеждат нова технология с определени предимства. Той позволява използването както на черни, така и на кафяви въглища, чиито залежи са изобилни в Германия. До края на 20-те години на миналия век процесът на Фишер-Тропш е въведен в различни предприятия, които осигуряват на страната необходимите енергийни ресурси.

Процесът на Фишер-Тропш започва с производството на синтезен газ или воден газ, който е смес от въглероден оксид и водород. Това вещество се получава чрез обработка на натрошени въглища с прегрята водна пара. Синтезният газ може да се произвежда по други методи. Може да се използва директно в двигатели с вътрешно горене или да се преобразува в течно гориво чрез смесване с други компоненти. Въпреки че технологията позволяваше производството на различни горива, синтетичният бензин остава икономически най-добрият вариант.

Завод Leuna-Werke, един от основните производители на синтетичен бензин в Германия през 30-те и 40-те години

През 1936 г. в Германия стартира програма, насочена към разработване на синтетични горива. Беше планирано да се създадат няколко нови фабрики, които да работят с помощта на тези две основни технологии. Това трябваше да увеличи производството на гориво и да намали зависимостта от вноса.

Оказа се, че термодинамичните закони за синтеза на Фишер-Тропш са както следва:

- възможно е да се образуват сложни въглеводороди с всякакво молекулно тегло от CO и H2.

- увеличаването на общото налягане в системата насърчава образуването на по-тежки продукти, а увеличаването на парциалното налягане на водорода в синтезния газ благоприятства образуването на алкани.

Първите фабрики са пуснати в експлоатация през 1938 г., като се използва методът "бергенизация". През 1939 г. няколко предприятия започват да работят, използвайки технологията на Фишер-Тропш. До 1940 г. обемът на производство на ново гориво достига 70-80 хиляди барела на ден, което задоволява 1/3 от нуждите на страната. Индустрията продължи да расте през следващите години. Най-високото ниво на производство е регистрирано през 1944 г., когато 25 завода произвеждат 5,7 милиона тона синтетично гориво.

Япония също използва същата технология по време на Втората световна война.

Поради избухването на войната Германия не беше снабдена с петрол, но самата тя осигури собствените си нужди от оборудване на заводи за синтетично гориво от въглища.

През май 1944 г. бомбардировките на фабрики, продължили няколко месеца, нанасят сериозни щети на тази индустрия и влошават положението на нацистите. До пролетта на 1945 г. останалите заводи за производство на синтетично гориво са преустановени, а страните победителки по-късно забраняват възобновяването на това производство.

Но специалистите и технологиите бяха транспортирани в САЩ. През 1950 г. е пуснат завод в Браунсвил (Тексас) с капацитет 360 хиляди тона годишно. През 1955 г. южноафриканската компания Sasol изгражда собствена производствена база. В СССР, в Новочеркаск, от 1952 г. работи завод с капацитет около 50 хиляди тона годишно, използващ оборудване, изнесено от Германия.

Те все още се опитват да произвеждат синтетично гориво в индустриален мащаб. Освен това по напълно екологичен начин, от въглероден диоксид и вода (предварително подложена на хидролиза).

Екологично чист завод във Верлте

Германската компания Atmosfair, с подкрепата на Федералното министерство на околната среда и Siemens, разработи и реализира проект за „зелен“ завод за производство на авиационно гориво. До началото на 2022 г. се очаква заводът Atmosfair да достигне проектния си капацитет от приблизително 8 барела реактивно гориво на ден. Очакваше се цената на такова гориво да бъде около 5 евро на литър, което е значително по-високо от цената на обикновения авиационен керосин.

В момента само Южна Африка произвежда 5-6 милиона тона въглеводороди годишно по този метод.

В наше време методът на Фишер-Тропш започва да се използва за производство на водород.

През 2023 г. промишленото производство на водород започна в Австралия като част от проекта за веригата за доставки на водородна енергия (HESC). Този проект включва етапи:

- Първоначално кафявите въглища се добиват в мината Loy Yang, разположена в щата Виктория в Югоизточна Австралия. След това въглищата се раздробяват и газифицират. По време на тази процедура, когато въглищата реагират с кислород при високо налягане, се образува синтезен газ, състоящ се от въглероден оксид (CO) и водород (H2).

- Следващата стъпка е отделянето на водород, който се получава чрез третиране на синтезния газ с пара. Полученият водороден газ се транспортира в резервоари под високо налягане до пристанището Хейстингс, откъдето след втечняване при температура от -253 градуса по Целзий ще бъде изпратен до пристанището Кобе, разположено на японския остров Ханшу.

Първият в света превозвач на водород

Хипотеза за синтез на нефт в недрата на Земята

Защо толкова дълга екскурзия в технология, която беше забравена, а сега се опитват да възобновят производството на синтетично гориво? Освен това подобни процеси могат да възникнат в недрата на Земята, където нефтът може и трябва да се образува от метан, вода и други газове под въздействието на висока температура и високо налягане.

Неговият вече произведен обем, проучените находища и потенциално неизследваните на големи дълбочини показват, че толкова много петрол не може да се образува от органична материя, която преди това е растяла и се е движила по повърхността на Земята, особено в такива локални области на находища. Всичко това е благодарение на синтеза в земните пластове. Възможно е да копаем само горното им течение на повърхността. И има още повече петрол по-дълбоко, който се издига на повърхността под налягане по разломи.

Естествено маслено езеро

Учените през 20 век само възпроизвеждат естествените условия за синтез на нефт в недрата на Земята. И след като на практика се появиха доказателства за обезгазяване на Земята с водород (според теорията на В. Ларин), този модел на синтез на петрол според Фишер-Тропш вътре в Земята не изглежда фантастичен. Излиза доста много водород.