Процесс — бергиус — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1
Cтраница 1
Процесс Бергиуса 293 основан на наблюдении, что как металлическое железо, так и тонко измельченный уголь реагируют с жидкой водою при температурах около 300 С, причем, кроме водорода, получается в первом случае окись железа, во втором — углекислота. [1]
Где превосходство процесса Бергиуса вполне очевидно, так это в качестве получаемого бензияа. Неоспоримо показано, что в случае процесса Бергиуса получаются более насыщенные углеводороды, нежели при обычном крэкинге. [2]
| Упрощенная схема огахарнванил древесины по методу. [3] |
Гидролиз в процессе Бергиуса протекает при низкой температуре, поэтому получается лучший выход, чем при осахаривании разбавленной кислотой под давлением. Целлюлоза почти количественно переходит в глюкозу.
Чтобы заранее не вызывать слишком большого разбавления соляной кислоты, необходимо хорошо высушивать древесину. Заслугой Бергиуса и Хэгглунда является перенесение этих основных наблюдений в промышленные условия. Несмотря на исключительные трудности, связанные с применением сверхконцентрированной соляной кислоты, гидролиз удалось, наконец, оформить в виде гладко идущего промышленного процесса.
[4]
Следовательно, различие процесса Бергиуса от крекинга заключается главным образом в качестве получаемых, продуктов. [5]
Таким образом приложение процесса Бергиуса к превращению нефтяных остатков не заключает таких преимуществ, которые позволили бы рассчитывать на развитие процесса за счет существующих фо) р) м крэкинга. Однако значительное развитие исследований по физической химии, посвященных катализу, показало, что в области деструктивного гидрирования удачно выбранные катализаторы могут значительно увеличить скорость взаимодействия водорода с тяжелыми молекулами углеводородов.
Средства, применяемые при крэкинге и в процессе Бергиуса, достаточно различны. Не имеется процессов крэкинга, где бы применяемые. Бергиуса давление в 100 да1 является минимальный. [7]
Английские исследователи, которые, впрочем, усматривали в процессе Бергиуса главным образом широкие перспективы для соответственной утилизации британских — углей и смол, внесли в исследование этого процесса особенно ценный: вклад. [8]
Не приходится поэтому удивляться, что процессы, как, напри-мер процесс Бергиуса, который не смог даже через 20 лет, найти широкого промышленного применения, требуют длительного совершенствования для того, чтобы использование их представило некоторые выгоды. Фишера, работающего под атмосферным давлением, необходимо создание громадной аппаратуры для.
Процессы каталитического гидрирования используют при получении жидкого топлива, например по методу Фишера — Тропша ( см. стр. В процессе Бергиуса получают взвесь измельченного угля при 400 в эквивалентном по весу количестве тяжелого масла и подвергают каталитическому гидрированию. Тяжелое масло содержит гидроароматические соединения, например тетрагидронафталин, являющийся переносчиком водорода. Топливо может быть получено также гидрированием дегтя. [10]
Где превосходство процесса Бергиуса вполне очевидно, так это в качестве получаемого бензияа. Неоспоримо показано, что в случае процесса Бергиуса получаются более насыщенные углеводороды, нежели при обычном крэкинге. [11]
| Схема получения бензина по способу Бергиуса. [12] |
Однако понадобилось почти два десятилетия, чтобы процесс Бергиуса стал экономически выгоден в крупных промышленных масштабах.
[13]
В свое время были разработаны два промышленных процесса ожижения угля. Первый из них — по методу Бергиуса ( процесс Бергиуса) ( рис. 6.3), который в настоящее время больше нигде не используется. Тонкоизмельченный уголь, перемешанный с маслом, полученным из угля в этом же процессе, образует суспензию. [14]
Потребность в-продуктах, добываемых из нефти, в особенности в бензине, быстро растет. В этом отношении представляют интерес опыты Бергиуса по превращению каменного угля в жидкое топливо, по составу и свойствам отвечающее нефти.
Страницы: 1 2
БЕРГИУС, ФРИДРИХ | Энциклопедия Кругосвет
БЕРГИУС, ФРИДРИХ (Bergius, Friedrich) (1884–1949) (Германия). Нобелевская премия по химии, 1931 (совместно с К.
Бошем).
Родился 11 октября 1884 в Гольдшмидене, Германия (теперь это территория Польши), в семье Генриха Бергиуса и Марии Хаазе. Посещал школу в расположенном неподалеку Бреслау (польский город Вроцлав).
Там он приходил на химическую фабрику отца и наблюдал промышленные процессы, а по окончании школы отец послал его на полгода на металлургический завод в Руре для более широкого ознакомления с производством.
В 1903 Бергиус изучал химию в университете Бреслау, занимаясь у знаменитых химиков Альберта Ладенбурга (Albert Ladenburg, 1842–1911) (обучение органическому синтезу) и Рихарда Вильгельма Генриха Абегга (Richard Wilhelm Heinrich Abegg, 1869–1910) (подготовка по неорганической химии). Следующий год он провел на военной службе, а затем поступил в Лейпцигский университет, где под руководством еще одного крупного ученого Артура Ганча (Arthur Hantzsch, 1857–1935) (подготовка в области органической и физической химии) защитил в 1907 диссертацию о концентрированной серной кислоте как растворителе.
Следующие два года Бергиус работал ассистентом у В.Нернста (обучение термодинамике) в Берлинском университете, а затем у Ф.Габера (подготовка к работе с высокими давлениями) в Карлсруэ, где изучал проблемы синтеза аммиака. В 1909 исследовал диссоциацию пероксидов кальция под давлением до 300 атмосфер в физико-химической лаборатории Эрнста Августа Mакса Боденштейна (Ernst August Max Bodenstein, 1871–1942) (еще один специалист мирового класса, на сей раз в области химической кинетики) при Техническом университете в Ганновере.
Промышленные и экономические потребности первой четверти 20 в. поставили перед химиками проблему поисков альтернативных нефти и природному газу источников углеводородов (автомобили требовали жидкого топлива) и некоторых простых органических веществ, например, метанола. Такие процессы нуждались для своей реализации в промышленности разработки соответствующих синтетических технологий при высоких давлениях и температурах. Усилиями русского химика академика Владимира Николаевича Ипатьева (1867–1952) были созданы успешные предпосылки для проведения синтетических работ при высоких давлениях и температурах.
В этот период Бергиус начал разрабатывать герметический аппарат, в котором можно было бы создавать высокое давление.
В начале 1910-х в собственной лаборатории в Ганновере Бергиус занялся превращением тяжелых масел в более легкие и изучал влияние высоких давления и температуры на древесину и торф в процессе образования угля.
К концу 1913 он получил жидкие углеводороды, действуя на древесный уголь водородом под давлением.
Бергиус считал, что после гидрогенизации нефти выход бензина в ходе ее последующей очистки будет увеличиваться, и запатентовал открытый им процесс гидрогенизации тяжелых фракций нефти под высоким давлением. Каталитическая гидрогенизация тяжелых фракций нефти стала со временем важным способом повышения эффективности моторных топлив.
В 1915 Бергиус на свои собственные средства и при финансовой поддержке двух немецких компаний по очистке нефти построил в Рейнау (близ Мангейма) завод для гидрогенизации угля, однако после Первой мировой войны потребность в нефти временно сократилась и реализация проекта Бергиуса затянулась.
Лишь в 1921 ему удалось собрать дополнительные средства, продав свое право на патент германским компаниям и промышленным объединениям других стран.
В 1922–1925 Бергиус добился непрерывности разработанного им процесса, возможности контролировать температуру в ходе реакции и открыл эффективный источник получения водорода путем сжигания смеси метана и кислорода.
После того как в 1925 он продал свои патенты БАСФ, его работу продолжил К.Бош. Бош предложил своим сотрудникам доказать техническую осуществимость превращения каменного угля в жидкое топливо. В 1926 Матиас Пиер (Matthias Pier, 1882–1965), один из учеников В.Нернста), который в БАСФ руководил научно-исследовательской деятельностью, усовершенствовал процесс Бергиуса и добился увеличения выхода бензина. Два года спустя в г.Лёйне был построен завод по производству масел из угля.
В 1931 Бергиусу и Бошу совместно была присуждена Нобелевская премия «за заслуги по введению и развитию методов высокого давления в химии».
Ко времени получения Нобелевской премии Бергиус занялся изучением процесса гидролиза целлюлозы – главного компонента древесины – под действием соляной кислоты.
В результате этого процесса, который окрестили «получением еды из дерева», образуются сахара, которые, в свою очередь, можно превращать в спирт или питательные дрожжи. В 1930–1940-е Бергиус продолжал исследования гидролиза древесины и в 1943 построил промышленный завод в Рейнау. Оба эти процесса – гидрогенизация угля и превращение целлюлозы – обеспечили Германию в период Второй мировой войны важными ресурсами.
После войны ему не удалось найти подходящую работу на родине, и он сначала недолгое время жил в Австрии, а затем переехал в Испанию, где основал химическую компанию. В 1947 по приглашению правительства Аргентины он переехал жить в эту страну и работал научным консультантом в Министерстве промышленности.
Умер 30 марта 1949 в Буэнос-Айресе.
Работы: Die Verflussigung der Kolhe // Zeitschrift des vereins Deutscher Ingenieure. 1926. Bd. 69; Gewinnung von Alkohol und Glucose aus Holz // Chem. Age. 1933.
Кирилл Зеленин
Проверь себя!
Ответь на вопросы викторины «Неизвестные подробности»
Какой музыкальный инструмент не может звучать в закрытом помещении?
Пройти тест
Черное золото из угля
16 марта 2007 г.
175 просмотров
6 минут чтения
Рост цен на нефть делает прямое сжижение угля с помощью процесса Бергиуса все более и более прибыльным. В этом процессе угольно-нефтяной шлам преобразуется водородом при высоких температурах и под высоким давлением. Для работы с этой чрезвычайно абразивной смесью компания Uraca разработала плунжерный насос высокого давления, который соответствует жестким условиям сжижения угля.
Текущие высокие цены на нефть, которые, по всей вероятности, продолжат расти, делают процесс сжижения очень интересной технологией будущего. Китай и Южная Африка лидируют, а для многих других стран с огромными запасами угля сжижение угля становится все более рентабельным. При нынешних ценах на нефть даже ведущие промышленно развитые страны находят этот процесс экономически привлекательным. Поэтому можно ожидать глобального роста спроса на сжижение угля. Помимо экономических факторов, главную роль в энергетической политике играет, прежде всего, независимость от импортируемой нефти.
Уголь — это ископаемое топливо, которое в течение миллионов лет образовалось из мертвых растений, отрезанных от воздуха и под давлением лежащих наверху слоев горных пород. Инженеры давно и без проблем меняют уголь на нефть. Для получения жидких продуктов из угля, начиная от бензина и заканчивая тяжелой нефтью, существуют два альтернативных процесса – косвенное и прямое сжижение.
Процесс сжижения угля
С помощью синтеза Фишера-Тропша производится газ с паром из раскаленного угля, который реагирует с катализаторами с образованием углеводородов (непрямое сжижение). В настоящее время этот процесс используется только в Южной Африке, где ежегодно производится 9 миллионов тонн нефтепродуктов (бензин, химикаты) стоимостью ок. 25 долларов США за баррель.
В 1913 году Фридрих Бергиус изобрел процесс прямой гидрогенизации угля под высоким давлением, за что впоследствии был удостоен Нобелевской премии. Он широко использовался как процесс Pott-Broche или IG-Farben. В процессе Бергиуса мелкоизмельченный уголь взвешивается в тяжелой нефти.
При давлении от 200 до 300 бар водороду дают вступить в реакцию при 500 °C. Весь процесс и желаемый конечный продукт можно точно контролировать с помощью различных параметров, таких как время пребывания в реакторе, температура и добавление катализатора. В настоящее время в Монголии строится первая в мире промышленная установка по прямому гидрированию угля. На первом этапе разработки получится 0.9млн тонн бензина, керосина, дизельного и других видов топлива из 2,1 млн тонн угля ежегодно. Через четыре года эти цифры умножатся на пять. Ключевыми технологическими компонентами этой установки являются плунжерные насосы высокого давления компании Uraca.
Детали конструкции
Требования к плунжерным насосным агрегатам высокого давления для перекачивания угольного шлама при сжижении угля огромны. Насосы должны не только выдерживать высокие температуры и давление, но и справляться с высоким содержанием твердых частиц и абразивными свойствами среды. В то же время насосы работают непрерывно для этого применения, и пользователи требуют высокой степени доступности и эксплуатационной безопасности, а также низких эксплуатационных расходов, чтобы сделать процесс прибыльным.
Рабочая среда представляет собой угольный шлам, состоящий на 50 % из масла-носителя и на 50 % из мелкоизмельченного угля. Рабочая температура составляет 290 °C при давлении 210 бар.
Из-за специфических периферийных условий для сложной погрузочно-разгрузочной работы требуется конструкция насоса, сильно отличающаяся от технического стандарта. Особые свойства перекачиваемой среды, особенно высокое содержание твердых частиц и, следовательно, абразивность и высокая вязкость, являются не только причиной огромной нагрузки на клапаны насоса, но и всей проточной части и всех частей насоса, которые соприкасаются со средой. . Высокопрочные, термостойкие материалы насоса вместе со специально интегрированным оборудованием для охлаждения и нагрева обеспечивают плавное тепловое расширение. Плунжерный насос высокого давления имеет ряд замечательных конструктивных особенностей.
Референтный проект в Китае
Китай в настоящее время является одним из крупнейших производителей нефти в мире, однако из-за быстрого экономического роста он становится все более зависимым от импорта нефти.
С другой стороны, запасы угля в Китае составляют более 1 млрд тонн. Для удовлетворения растущего спроса на нефть и обеспечения самодостаточности страны сжижение угля представляет собой экономически эффективную альтернативу. Движения в этом направлении также необходимы Китаю, поскольку растущая автомобилизация страны увеличит ежедневный спрос страны на нефть для дорожных транспортных средств с нынешнего миллиона баррелей до почти пяти к 2020 году — именно это сейчас делают все автомобили в Западной Европе. потреблять. Одна из крупнейших китайских корпораций, базирующаяся в Пекине, строит завод по сжижению угля, который должен начать работу в 2007 году. Уголь, необходимый для этого процесса, добывается поблизости от завода. Цель состоит в том, чтобы произвести 5 миллионов тонн бензина, керосина, дизельного топлива и других видов топлива из 90,7 млн тонн угля ежегодно. Благодаря благоприятным условиям завод будет работать с прибылью, даже если цена сырой нефти достигнет 20 долларов США за баррель.
Департамент энергетики Государственной комиссии по развитию считает этот проект стоимостью 2,45 млрд евро крупным вкладом в оптимизацию энергетической структуры Китая. Дальнейшие проекты такого рода планируются в Китае. Компания Uraca строит для этого завода шесть плунжерных насосных агрегатов высокого давления. Блоки, каждый из которых будет весить 75 тонн, будут снабжать реакторы угольным шламом. Компания Uraca предоставляет все инженерные ноу-хау в области насосов высокого давления, а также свой обширный опыт работы с другими проектами по переработке угольного шлама.
30 лет опыта
Еще 30 лет назад компания Uraca разработала и поставила насосы для добычи нефти из угля для опытной установки в Боттропе. В то время это был трудоемкий и дорогостоящий процесс, но тем временем эта технология стала прибыльным способом добычи нефти во времена нехватки сырья и быстрого роста цен на нефть и газ.
cpp 402
Доля:
Вернуться домой
Влияние катализаторов на ожижение фушуньского угля в процессе Бергиуса.
V. Влияние катализатора FeO (Журнальная статья)- Полная запись
- Другое связанное исследование
- Авторов:
- Абэ, Р
- Идентификатор ОСТИ:
- 5252316
- Тип ресурса:
- Журнальная статья
- Название журнала:
- Когё Кагаку Дзаси
- Дополнительная информация журнала:
- Объем журнала: 35
- Страна публикации:
- США
- Язык:
- Английский
- Тема:
- 01 УГОЛЬ, ЛИГНИТ И ТОРФ; ПРОЦЕСС БЕРДЖИУСА; СЖИЖЕНИЕ УГЛЯ; УГЛЕКИСЛЫЙ ГАЗ; МОНООКСИД УГЛЕРОДА; КАТАЛИЗАТОРЫ; ТОПЛИВНЫЕ МАСЛА; ОКСИДЫ ЖЕЛЕЗА; ВОДА; УГЛЕРОДНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ; ОКСИДЫ УГЛЕРОДА; ХАЛЬКОГЕНИДЫ; ТОПЛИВО; СОЕДИНЕНИЯ ВОДОРОДА; СОЕДИНЕНИЯ ЖЕЛЕЗА; РАЗЖИЖЕНИЕ; МАСЛА; ОРГАНИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ; ПРОЧИЕ ОРГАНИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ; ОКСИДЫ; КИСЛОРОДНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ; НЕФТЯНЫЕ ПРОДУКТЫ; СОЕДИНЕНИЯ ПЕРЕХОДНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ; 010405* — Уголь, бурый уголь и торф — гидрогенизация и сжижение
Форматы цитирования
- MLA
- АПА
- Чикаго
- БибТекс
Абэ, Р.
Влияние катализаторов на сжижение фушуньского угля в процессе Бергиуса. V. Действие катализатора FeO 90–114 . США: Н. п.,
Веб.
Копировать в буфер обмена
Абэ, Р. Влияние катализаторов на сжижение фушуньского угля в процессе Бергиуса. V. Действие катализатора FeO 90–114 . Соединенные Штаты.
Копировать в буфер обмена
Абэ, Р. .
«Влияние катализаторов на сжижение фушуньского угля в процессе Бергиуса. V. Влияние катализатора FeO». Соединенные Штаты.
Копировать в буфер обмена
@статья{osti_5252316,
title = {Влияние катализаторов на сжижение фушуньского угля в процессе Бергиуса. V. Эффект катализатора FeO},
автор = {Абэ, R},
abstractNote = {},
дои = {},
URL = {https://www.