!- Детонационная стойкость топлив

Основная причина производства углеводородов из угля синтезом Фишера — Тропша (ФТ-синтеза) - быстро растущая потребность в моторных топливах в связи с увеличивающейся моторизацией хозяйства.

Технология на немецких заводах ФТ-синтеза до и во время II мировой войны была ориентирована главным образом на получение автомобильного бензина и дизельного топлива. Небольшая потребность в моторных топливах, возникшая сразу после войны, подорожание угля и появление на рынке доступных по стоимости нефтепродуктов обусловливали неэкономичность производства моторных топлив синтезом Фишера—Тропша; кроме того, этот синтез не был настолько гибким и селективным, чтобы его дальнейшее применение в Германии для производства химического сырья было возможно и целесообразно. Однако пример высокопроизводительного синтеза ARGE, реализованного фирмой Sasol, доказывает, что при ограниченных возможностях этот синтез вполне может быть экономически обоснованным (при условии низкой стоимости угля) для совместного производства моторных топлив и химического сырья из угля.

Расчеты и оценки, проведенные еще до энергетического кризиса 1973 г., привели к заключению, что в ФРГ полная замена нефти углеводородами, получаемыми синтезом Фишера—Тропша и гидрогенизацией отечественных углей, не будет экономичной в течение еще многих лет. Значительно более благоприятные перспективы появились бы в том случае, если бы удалось ограничить фракционный состав продуктов ФТ-синтеза в большей степени, чем это достигнуто до сих пор, так чтобы можно было получать только очень ценные продукты. Прежде всего, имеется потребность в следующих углеводородах, являющихся сырьем для химической переработки:

1) газообразные олефины С2 - С4 для полимеризации и синтезов;

2) олефины С5 - С11 для переработки в спирты-пластификаторы;

3) углеводороды C9 - C18 для производства синтетических моющих средств.

Для химической промышленности особенно важно получение газообразных олефинов, так как это уменьшило бы зависимость органического синтеза от поставок нефтяного бензина, стоимость которого в дальнейшем, вероятно, еще больше возрастет.

Известные и опробованные в промышленности способы ФТ-синтеза позволяют получать относительно широкий (по числу углеродных атомов) набор продуктов с различным содержанием олефинов в отдельных фракциях углеводородов. Поэтому важнейшая задача исследовательских работ — повышение селективности путем узкого ограничения синтезируемых углеводородов по числу атомов С. Разработка селективных катализаторов должна при этом явиться первым шагом. С производственно-технологической точки зрения, ставится задача проводить синтез в масштабах, требуемых в настоящее время для рентабельного производства, причем при условии повышения удельной производительности катализаторов и реакторов.

Прямоцепочечное строение углеводородов, преимущественное образование альфа-олефинов, отсутствие сернистых соединений и других примесей, затрудняющих дальнейшую переработку, говорят о применимости первичных продуктов ФТ-синтеза в ряде важных химических производств. Часть продуктов, вырабатываемых известными способами Фишера — Тропша, можно без затруднений подвергать дальнейшей переработке, например в оксосинтезе, для производства синтетических моющих средств, производных жирных кислот, смазочных материалов. Правда, оценка расходов, основанная на стоимости европейского угля и существующей в настоящее время технологии, позволяет считать, что на ближайшее будущее в ФРГ синтез Фишера — Тропша останется нерентабельным.

Другое положение складывается в странах, располагающих дешевым углем, например в РФ, США, Австралии, Южно-Африканской Республике. В этих странах при существующем уровне технически уже обозначаются возможности для экономически эффективного производства химического сырья синтезом Фишера — Тропша.

Применительно к европейским условиям можно сформулировать две разные задачи (и одновременно возможности) для будущих разработок. Одна из них — усовершенствование известных способов ФТ-синтеза с целью сузить фракционный состав получаемых продуктов и при этом достигнуть определенной селективности, чтобы можно было получать фракции, обогащенные желаемыми продуктами, с высокой селективностью и без промежуточных дополнительных производств. Вторая возможность состоит в создании нового поколения процессов ФТ-синтеза. В этом плане следовало бы рассмотреть комбинирование катализаторов и способов, позволившее бы непосредственно вырабатывать с высоким выходом олефины С2 — С4 и ограничивающее образование более высококипящих углеводородов, чтобы получать из угля углеводороды, имеющие: наибольшее значение. Для решения первой задачи можно обратиться (по крайней мере, частично) к существующему опыту и на его основе совершенствовать процесс синтеза, в то время как управление синтезом газообразных олефинов требует фундаментальных научно-исследовательских работ.

Если исходить из того, что необходимое повышение селективности синтеза Фишера — Тропша должно достигаться прежде всего за счет применения новых катализаторов, потребующих иных, чек: известные, условий реакции, то в настоящее время нельзя прогнозировать направление технологических работ. Время покажет, что необходимо сделать исходя из результатов вновь предпринятых исследований по видоизменению реакции Фишера — Тропша.