Кислородсодержащие органические соединения как моторное топливо или добавки к ним

1. Спирты (метиловый, этиловый, третбутиловый)

Их преимущества: 1)высокое октановое число;

2)низкие температуры кипения;

3)высокие теплоты сгорания.

Из спиртов наиболее широкими сырьевыми ресурсами обладает метанол. Его можно производить из угля, древесины, биомассы и органических отходов. Например, парокислородной конверсией угля получают СО+Н₂, а затем проводят процесс:

СО+2Н₂↔ СН₃ОН – Q

катализатор: ZnO, давление 200-400 атм.

Безводный метанол хорошо смешивается с бензином в любых соотношения, поэтому его в настоящее время используется как антидетонационную добавку к бензину. Но если попадет даже малейшее количество воды, то смесь “метанол-бензин” сразу расслаивается. К тому же, МеОН очень токсичен. Но, несмотря на это, МеОН рассматривается как топливо будущего.

2. Эфиры (метилтретбутиловый эфир МТБЭ, этилтретбутиловый эфир ЭТБЭ, и др.)

Их преимущества:

1) высокая антидетонационная стойкость;

3. хорошо смешиваются с бензином;

4. практически не вызывают коррозии;

5. не требуют переделок в системах питания автомобиля;

6. меньшая плотность;

7. соизмеримая с углеводородами теплота испарения.

Среди эфиров по ресурсам производства наиболее перспективным является МТБЭ. В настоящее время его получают каталитическим О- алкилированием метанола изобутиленом. Изобутилен выделяют из газов каталитического крекинга. На основании положительных государственных испытаний в России разрешено производство и применение автобензинов с созданием МТБЭ до 11%. Добавление МТБЭ в бензины снижает содержание СО, углеводородов и полициклических ароматических углеводородов в выхлопных газах автомобилей.

Недостатки МТБЭ: повышенное давление насыщенных паров, что иногда препятствует его применению в летний период в связи требованиями по испаряемости.

По антидетонационным свойствам МТБЭ уступает ЭТБЭ, а по экологическому воздействию ЭТБЭ и ТАМЭ. Но ресурсы сырья для производства ЭТБЭ и ТАМЭ не такие доступные, как для производства МТБЭ.

Искусственная сырая нефть

Производство искусственной сырой нефти основано на пиролизе осадков сточных вод и других отходов.

Продукты биотехнологии в качестве альтернативных источников моторных топлив

Биогаз, образующийся при анаэробном сбраживании органич. отходов. Он состоит из метана и СО₂. Метановое брожение – результат прир. биоценоза анаэробных бактерий – протекает при температурах от 10 до 55 ⁰С при оптимальной влажности 92-93 %. Содержание метана в биогазе в зависимости от химсостава сырья сост. 50-90 %.

Аппаратом для проведения сбраживания является метатенк. Он представляет из себя металлический или железобетонный резервуар, в котором осуществляется сбраживание осадка с подогревом и перемешиванием.

Сырье для брожения.

1. Городская канализация

2. Твердые быт. отходы

3. Сельскохозяйственные отходы (сточные воды животноводческих ферм, навоз)

Однако, у биогаза есть отрицательные стороны: низкая теплота сгорания. Поэтому целесообразнее использовать не биогаз, а получаемый из него биометан. Для этого из биогаза удаляют СО₂ и др. примеси. Получается газ с содержанием СН₄ 90-97 % с теплотой сгорания 35-40 мДж/м³.

Но все-таки, теплота сгорания бензина в 10 раз больше. Поэтому биометан может применяться в автомобилях как моторное топливо, либо в сжатом, либо в сниженном состоянии. Другие показатели (октановое число, токсичность выхлопных газов и т.д.) такие же, как у СПГ.