>
В 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”
