Дизельное топливо очистят от серы новым методом

ochistka toplivaВ развитых странах лидером среди загрязняющих атмосферу промышленных газов является диоксид серы, или сернистый газ. Мало того, что он весьма токсичен сам по себе, он еще и хорошо растворяется в воде с образованием сернистой кислоты, что, во-первых, приводит к так называемым кислотным дождям, а во-вторых, вызывает интенсивную коррозию оборудования, в котором происходит сжигание топлива.Поэтому многие научные институты активно работают над созданием новых, более совершенных и дешевых методов очистки ископаемых энергоносителей от серы. Насколько актуальна эта проблематика, хорошо видно на примере дизельного топлива для автомобилей. Сегодня оно почти на четверть дешевле бензина, однако уже через 3 года, когда в Европе вступят в силу новые, значительно более жесткие требования к содержанию в нем вредных примесей, в том числе серы, ситуация может разом измениться, поскольку соблюдение этих показателей потребует очень больших расходов. Впрочем, уже и сегодняшние методы очистки дизельного топлива обходятся недешево. Профессор Андреас Йесс, сотрудник кафедры химической технологии Байрейтского университета, поясняет:

– Для этого применяется метод гидрогенизации. Сера вступает в реакцию с водородом, образуя сероводород, газ, который легко может быть удален. Как правило, потом из него получают чистую серу, которая снова используется в химическом производстве. Такая технология требует рабочей температуры 350°С и давления водорода около 50 бар – это в 30 раз выше, чем в автомобильной шине. То есть тут расходуется много энергии, много водорода, и все это функционирует лишь в больших реакторах в присутствии соответствующих катализаторов…

Такой метод позволяет извлекать до 90% содержащейся в нефти серы. Для того же, чтобы довести этот показатель до 99% – а именно такая цифра фигурирует в европейских нормативах, которые вскоре вступят в силу, – потребуются несравненно более высокие расходы. Профессор Йесс разработал более простой, экологичный и в перспективе более дешевый метод очистки дизельного топлива от серы. При этом предложено использовать так называемые ионные жидкости:- Типичным примером ионного соединения может служить поваренная соль – NaCl. Она состоит из положительно заряженного иона натрия и отрицательно заряженного иона хлора. Прочная связь между ионами приводит к тому, что соль плавится лишь при температуре около 800° – это типично для ионных соединений. Однако можно специально подобрать такие пары ионов – это могут быть довольно сложные молекулы, – чтобы полученное соединение находилось уже при комнатной температуре в жидком состоянии.То есть речь идет о низкотемпературных расплавах солей, выполняющих функцию растворителя. Все, что имеет сходную структуру, например сернистые соединения в дизельном топливе, растворяется в этой среде. Профессор Йесс поясняет:

– В принципе такую ионную жидкость добавляют к дизельному топливу, затем все это интенсивно перемешивают и получают эмульсию – дисперсную систему, состоящую из двух жидких фаз, поскольку дизельное топливо на самом деле не смешивается с ионной жидкостью. Одна фаза – это дизельное топливо с пониженным содержанием серы, а другая – ионная жидкость, которая в силу своей химической структуры способна воспринять большое количество сернистых соединений. То есть ионная жидкость оказывается насыщена серой, а топливо, напротив, обеднено. Такую процедуру можно повторять многократно, каждый раз добавляя к частично очищенному топливу свежую порцию ионной жидкости, которая будет поглощать остатки серы, обеспечивая все более и более высокую степень очистки.Такая технология именуется экстракцией, что означает извлечение одного компонента из смеси компонентов.

Экстракционный метод используется, например, при производстве декофеинированного кофе, правда, технология декофеинизации предусматривает применение в качестве растворителей более простых соединений, например воды или двуокиси углерода. Но вернемся к дизельному топливу. Чтобы получить степень очистки, отвечающую будущим строгим нормам, ионную жидкость достаточно добавить к топливу 6-7 раз. К достоинствам метода относится и то, что насыщенная серой ионная жидкость сама поддается регенерации. Профессор Йесс говорит:- Сернистые соединения могут быть извлечены из ионной жидкости посредством дистилляции. В конечном счете остается концентрированный раствор, из которого классическими методами можно получить чистую серу. А она, в свою очередь, является ценным сырьем в химической промышленности, например для производства серной кислоты.

Сегодня профессор Йесс занят оптимизацией своей технологии. Специалисты полагают, что вскоре начнется ее внедрение на нефтеперегонных заводах и что уже в ближайшем будущем она потеснит традиционную гидрогенизацию.

 

Владимир ФРАДКИН, “Немецкая волна”