Szintetikus folyékony tüzelőanyag - gázok ( CO és H 2 ) keverékéből szintetizált ( mesterségesen szintetikus úton előállított) éghető folyadékok , amelyeket belső égésű motorok üzemanyagaként használnak [1] . Jelenleg korlátozott mennyiségben gyártják.
A folyékony üzemanyagok szintézisével kapcsolatos kutatások Németországban kezdődtek az első világháború előtt . 1915-ben Friedrich Bergius megépítette az első kísérleti üzemet szintetikus üzemanyagok előállítására Rheinauban ., Mannheim közelében . Bergius és az IG Farbenindustrie elnöke, Carl Bosch 1931 -ben megkapta a kémiai Nobel-díjat a szintetikus üzemanyagok előállítására szolgáló módszer kifejlesztéséért , amelyet később "berginizálásnak" neveztek . A szintetikus üzemanyagok előállításának második alapvető módszerét 1926-ban Franz Fischer és Hans Tropsch fejlesztette ki . Az első olyan üzem, amely ipari méretekben kezdett el szintetikus üzemanyagokat gyártani, egy Leuna városában található üzem volt (innen ered a "leuna-benzin" kifejezés). Ennek az üzemanyagnak az ára nagyon magas volt, és gazdaságilag nem volt kifizetődő az előállítása, de miután a nácik 1933-ban hatalomra kerültek Németországban, az autarkia irányát választották , vagyis Németország importfüggőségét csökkentették. Ez elengedhetetlen volt a háborúra való felkészüléshez. 1936-ban jóváhagytak egy programot a szintetikus üzemanyagok termelésének hatszorosára növelésére. 1938-ban kezdte meg működését az első 7 berginizációs módszerrel működő üzem (az év végére 1,6 millió tonna tüzelőanyagot állítottak elő), a következő évben pedig további 7 Fischer-Tropsch módszerrel működő üzem . barnaszén . Minden üzem gyorsan elérte tervezett termelési kapacitását. A szintetikus üzemanyag aránya Németország teljes üzemanyagmérlegében rohamosan növekedni kezdett, és már 1940-ben a szintetikus üzemanyag termelése fedezte Németország teljes üzemanyag-szükségletének több mint egyharmadát [2] .
Így a náci Németország a második világháború alatt nagyrészt kielégítette motorüzemanyag-szükségleteit azzal, hogy létrehozta a szenet folyékony tüzelőanyaggá feldolgozó saját termelő létesítményeit . A szerves szintézist kobalt alapú katalizátor jelenlétében , +170...200°C hőmérsékleten és 0,1-1 MN/m 2 (1-10 am) nyomáson végeztük. A kimenet a következő volt:
Ezt követően továbbfejlesztették a technológiát és a szintézist vasalapú vegyületet katalizátorként használva , amelyet +220 °C feletti hőmérsékleten, 1-3 MN/m 2 (10-30 óra ) megnövelt nyomás mellett végeztek. ) lehetővé tette a magas oktánszámú benzin előállítását a kimeneten. Az ezzel a technológiával szintetizált benzin 60-70%-ban normál és elágazó szerkezetű olefines szénhidrogéneket tartalmazott , oktánszáma elérte a 75-78-at.
A felhasznált katalizátorok magas költsége és alacsony hatásfoka miatt a szintetikus folyékony tüzelőanyagok CO-ból és H 2 -ből történő további előállítása nem terjedt el széles körben. Figyelemre méltó a Dél-Afrikában kialakult helyzet , amikor az apartheid idején a nemzetközi szankciók hátterében a Sasol Limited szintetikus folyékony tüzelőanyagok gyártásával foglalkozott, ami elősegítette az állam gazdaságának sikeres működését a nemzetközi elszigeteltség körülményei között.
Tehát a szintetikus folyékony tüzelőanyagok földgázból és szilárd fosszilis tüzelőanyagból történő előállításának további bővítését korlátozza annak magas költsége, amely jelentősen meghaladja a kőolaj desztillációjával nyert üzemanyag költségét. A tudósok a világ számos országában intenzíven keresik az új gazdaságos műszaki megoldásokat a szintetikus üzemanyagok ipari gyártása terén. Ez a keresés elsősorban a már ismert technológiai folyamatok egyszerűsítését célozza:
Emellett a szintetikus folyékony üzemanyagok gyártásánál fontos probléma a magas vízfogyasztás: akár 5-7 liter/liter üzemanyag.
A szintetikus folyékony tüzelőanyagokat jellemzően szén-monoxid ( CO ) és hidrogén (H 2 ) keverékéből állítják elő, amelyet földgázokból és szénből nyernek a gázátalakítás és az üzemanyag-elgázosítás során. A szintézist katalizátorok ( Ni , Co , Fe és mások) jelenlétében, megemelt hőmérsékleten és megemelt nyomáson végezzük ( Fischer és Tropsch módszer ). A keletkező szintetikus folyékony üzemanyag a technológiai folyamat körülményeitől függően többnyire normál szerkezetű (elágazás nélküli) szénhidrogéneket ( olefinek , paraffin ) tartalmaz. Ezenkívül (szintetikusan) különféle üzemanyag-adalékokat kapnak a kopogásgátló tulajdonságok és az oktánszám növelésére: