सिंथेटिक गैसोलीन: विवरण, विशेषताओं, प्रदर्शन, उत्पादन के तरीके

2024 लेखक: Howard Calhoun | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2023-12-17 10:28

विज्ञान और प्रगति आपको ऐसी चीजें बनाने की अनुमति देती है जो पहले कभी नहीं देखी गईं, जिनके बारे में कई लोग सोच भी नहीं सकते थे। उदाहरण के लिए, सिंथेटिक गैसोलीन जैसे अपेक्षाकृत नए विकास को लें। बहुत से लोग जानते हैं कि यह ईंधन तेल से आसवन द्वारा प्राप्त किया जाता है। लेकिन इसे कोयले, लकड़ी, प्राकृतिक गैस से भी संश्लेषित किया जा सकता है। सिंथेटिक गैसोलीन का उत्पादन, हालांकि यह उत्पादन के पारंपरिक मार्ग को पूरी तरह से प्रतिस्थापित नहीं कर सकता है, फिर भी इसका अध्ययन किया जाना चाहिए। इसलिए, इसके इतिहास पर विचार किया जाएगा, साथ ही इसे प्राप्त करने के तरीकों पर भी विचार किया जाएगा।

परिचय

मोटर ईंधन के बिना आधुनिक सभ्यता की कल्पना करना मुश्किल है - डीजल, मिट्टी का तेल, गैसोलीन। उनके लिए कार, प्लेन, रॉकेट, वाटर ट्रांसपोर्ट का काम करते हैं। लेकिन आंतों में तेल की मात्रा सीमित होती है। बहुत पहले नहीं, यह माना जाता था कि मानवता जल्द ही अनिवार्य रूप से ईंधन की कमी का सामना करेगी। लेकिन यह निकला,यह सब इतना दुखद नहीं है। हार्ड-टू-रिकवरी रिजर्व निकालने के लिए नई तकनीकों का विकास किया जा रहा है, और वैकल्पिक विकल्प उभर रहे हैं। हम हरित ऊर्जा का भी उल्लेख कर सकते हैं और संसाधन उपयोग की दक्षता में वृद्धि कर सकते हैं (आधुनिक छोटी कारें आसानी से प्रति सौ किलोमीटर में 4-6 लीटर ईंधन का प्रबंधन करती हैं, हालांकि हमारी सहस्राब्दी की शुरुआत में उन्हें लगभग 10 की आवश्यकता होती है)। और उच्च गुणवत्ता वाला ईंधन, जैसा कि यह निकला, विभिन्न गैर-पेट्रोलियम कच्चे माल से प्राप्त किया जा सकता है।

यह सब कैसे शुरू हुआ?

हमें उन घटनाओं से शुरुआत करने की जरूरत है जो 150 साल पहले हुई थीं। यह तब था जब वाणिज्यिक तेल उत्पादन शुरू हुआ था। तब से, मानव जाति ने तथाकथित हल्के कच्चे माल के आधे से अधिक का उपयोग किया है। प्रारंभ में, तेल का उपयोग तापीय ऊर्जा के स्रोत के रूप में किया जाता था। हमारे समय में, यह दृष्टिकोण आर्थिक रूप से व्यवहार्य नहीं है। जब ऑटोमोबाइल युग आया, तो तेल अंश के उत्पाद मोटर ईंधन की भूमिका में व्यापक हो गए। उसी समय, जितना अधिक कच्चा माल समाप्त हो गया, विकल्प की तलाश करना उतना ही अधिक लाभदायक हो गया।

तेल क्या है? यह हाइड्रोकार्बन का मिश्रण है, और अधिक विशेष रूप से, साइक्लोअल्केन्स। वे क्या हैं? सबसे सरल एल्केन को कई लोग मीथेन गैस के रूप में जानते हैं। इसके अलावा, तेल में नाइट्रोजनस और सल्फरस अशुद्धियाँ होती हैं। और अगर इसे सही तरीके से संसाधित किया जाता है, तो आप बहुत सारी अलग-अलग सामग्री प्राप्त कर सकते हैं। उदाहरण के लिए, प्रसिद्ध गैसोलीन को लें। वह क्या प्रतिनिधित्व करता है? वास्तव में, यह एक कम-उबलते तेल अंश है जो शॉर्ट-चेन हाइड्रोकार्बन द्वारा एक राशि के साथ बनता हैपाँच से नौ तक परमाणु। यात्री कारों के साथ-साथ छोटे विमानों के लिए गैसोलीन मुख्य ईंधन है। अगला हाइलाइट किया गया प्रकार केरोसिन है। यह अधिक चिपचिपा और भारी होता है। यह हाइड्रोकार्बन से बनता है जिसमें 10 से 16 परमाणु होते हैं। मिट्टी के तेल का उपयोग जेट विमानों और इंजनों में किया जाता है। एक और भी भारी अंश गैस तेल है। इसका उपयोग डीजल ईंधन में किया जाता है, जो कि मिट्टी के तेल का मिश्रण होता है।

विकल्प की वैज्ञानिक खोज

हालांकि मुख्य अंश तेल से प्राप्त होते हैं, यह पता चला है कि इस उद्देश्य के लिए अन्य कार्बन कच्चे माल का भी उपयोग किया जा सकता है। इस समस्या को रसायनज्ञों द्वारा 1926 की शुरुआत में हल किया गया था। तब वैज्ञानिकों फिशर और ट्रॉप्स ने वायुमंडलीय दबाव में कार्बन मोनोऑक्साइड की कमी प्रतिक्रिया की खोज की। यह पाया गया कि उत्प्रेरक की उपस्थिति में गैस मिश्रण से तरल और ठोस हाइड्रोकार्बन का निर्माण किया जा सकता है। रासायनिक संरचना के संदर्भ में, वे तेल से प्राप्त उत्पादों के करीब थे। रासायनिक अनुसंधान के परिणाम को "संश्लेषण गैस" कहा जाता था। यह काफी आसान निकला। इतना कि इसे कोई भी व्यक्ति घर पर दोहरा सकता है जिसने स्कूल में रसायन विज्ञान और भौतिकी को नहीं छोड़ा है। यह कोयले के ऊपर जलवाष्प प्रवाहित करके प्राप्त किया गया था (यह इसका गैसीकरण है) या साधारण प्राकृतिक गैस को परिवर्तित करके (इसमें मुख्य रूप से मीथेन होता है)। दूसरे मामले में, धातु उत्प्रेरक का अतिरिक्त रूप से उपयोग किया गया था। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि संश्लेषण गैस न केवल मीथेन और कोयले से बनाई जा सकती है। एक आशाजनक दिशा को अब एंजाइमेटिक पर काम माना जाता है औरसब्जी कच्चे माल के कचरे का थर्मोकेमिकल प्रसंस्करण। हमें बायोगैस के रूपांतरण के बारे में भी नहीं भूलना चाहिए, यानी जैविक कचरे के अपघटन से प्राप्त वाष्पशील पदार्थ।

आवेदन कैसे विकसित हुआ है?

नाजी जर्मनी ने इस संबंध में उत्कृष्ट प्रदर्शन किया। द्वितीय विश्व युद्ध के दौरान, उन्हें ईंधन आपूर्ति के मामले में महत्वपूर्ण समस्याएं थीं। इसलिए, पूरे परिसर बनाए गए जो संसाधित कोयले को तरल ईंधन में बदलते हैं। और तीसरे रैह के सिंथेटिक गैसोलीन ने अपना महत्वपूर्ण योगदान दिया, इस भयानक राज्य के पतन को काफी मजबूती से स्थगित कर दिया। तब पायरोलिसिस ईंधन प्राप्त होने तक कोयले के रासायनिक द्रवीकरण की विधि का उपयोग किया गया था। युद्ध के अंत तक, नाजी जर्मनी प्रति दिन 100,000 बैरल सिंथेटिक तेल के स्तर तक पहुंचने में कामयाब रहा। अधिक सामान्य शब्दों में, यह 130 टन से अधिक है! समान रासायनिक संरचना के कारण कोयले का उपयोग समीचीन है। तो, इसमें हाइड्रोजन की मात्रा 8% है, जबकि तेल में 15% है। यदि आप एक निश्चित तापमान शासन बनाते हैं और कोयले को हाइड्रोजन के साथ एक महत्वपूर्ण मात्रा में संतृप्त करते हैं, तो यह एक तरल अवस्था में चला जाएगा। इस प्रक्रिया को हाइड्रोजनीकरण कहा जाता है। इसके अलावा, यदि उत्प्रेरक का उपयोग किया जाता है तो इसे त्वरित और मात्रा में बढ़ाया जा सकता है: लोहा, टिन, निकल, मोलिब्डेनम, एल्यूमीनियम और कई अन्य। यह सब विभिन्न भिन्नों को अलग करना और आगे की प्रक्रिया के लिए उनका उपयोग करना संभव बनाता है।

सिंथेटिक गैसोलीन का उत्पादन अभी जर्मनी में होता है। द्वितीय विश्व युद्ध के बाद, दक्षिण अफ्रीका ने भी इसका अनुसरण किया। फिरचीन, ऑस्ट्रेलिया और संयुक्त राज्य अमेरिका शामिल होने लगे। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि हमारे पास इस क्षेत्र के विकास की क्षमता भी है।

गिरने और उठने के बारे में

सोवियत संघ में, द्वितीय विश्व युद्ध की शुरुआत से पहले भी, भूरे कोयले से गैसोलीन के संभावित निष्कर्षण की खोज की गई थी। लेकिन, अफसोस, औद्योगिक उत्पादन के लिए उपयुक्त परिणाम प्राप्त करना संभव नहीं था। संघर्ष की समाप्ति के बाद, तेल की कीमत गिर गई, और इसके साथ सिंथेटिक ईंधन की आवश्यकता गायब हो गई। अब, तेल भंडार में कमी के कारण, यह क्षेत्र पुनर्जन्म का अनुभव कर रहा है। सिंथेटिक गैसोलीन का उत्पादन अधिक से अधिक व्यापक होता जा रहा है, जो अक्सर राज्य के समर्थन से मिलता है। उदाहरण के लिए, संयुक्त राज्य अमेरिका में, ऐसे ईंधन के निर्माता सरकारी सब्सिडी पर भरोसा कर सकते हैं। सभी पूर्वापेक्षाओं के बावजूद, तरल ईंधन का उत्पादन सीमित पैमाने पर किया जाता है। तथ्य यह है कि मौजूदा क्षमताओं का विस्तार उच्च लागत से सीमित है, जो परंपरागत कच्चे माल से प्राप्त होने वाली तुलना में काफी अधिक है। उदाहरण के लिए, जर्मनी में सिंथेटिक गैसोलीन पानी और कार्बन डाइऑक्साइड से बनाया जा सकता है, लेकिन सिर्फ एक साल में इसकी कीमत एक नई कार होगी। और सभी स्थापना की उच्च लागत के कारण। काम की मुख्य दिशा आर्थिक तकनीकी समाधानों की खोज है। उदाहरण के लिए, कोयला द्रवीकरण के लिए दबाव में कमी का मुद्दा खुला है। अब 300-700 वायुमंडल बनाना आवश्यक है, और 100 और उससे कम के मान को प्राप्त करने के लिए खोज की जाती है। जनरेटर की उत्पादकता बढ़ाने, नए उत्प्रेरकों के विकास (अधिक कुशल) के मुद्दे भी प्रासंगिक हैं। हां, और हमें यह नहीं भूलना चाहिए कि इतना उच्च गुणवत्ता वाला प्राकृतिक कोयला नहीं है।इसलिए, इसे गैस से प्राप्त करना अधिक आशाजनक माना जाता है। यहां क्या अवसर हैं?

प्राकृतिक गैस से उत्पादित

यह मौजूदा परिवहन समस्याओं के कारण विशेष रूप से सच है। इसलिए, यदि आप प्राकृतिक गैस का परिवहन करते हैं, तो इसकी लागत अंतिम उत्पाद की लागत का 30-50% होगी। इसलिए, उच्च गुणवत्ता वाले गैसोलीन और डीजल ईंधन में निष्कर्षण के स्थान के पास तुरंत इसका प्रसंस्करण बहुत प्रासंगिक है। यह प्रतिष्ठानों की कॉम्पैक्टनेस के लिए कई आवश्यकताओं को सामने रखता है। यदि अंतिम उत्पाद मेथनॉल चरण के माध्यम से प्राप्त किए जाते हैं, तो ऐसी प्रक्रिया सुविधाजनक होती है क्योंकि यह एक ही रिएक्टर में होती है। लेकिन बहुत अधिक ऊर्जा की आवश्यकता होती है, यही वजह है कि सिंथेटिक ईंधन तेल से दोगुना महंगा होता है। इस सामान्य पद्धति का एक विकल्प रूसी विज्ञान अकादमी के पेट्रोकेमिकल संश्लेषण संस्थान द्वारा प्रस्तावित किया गया था। इसमें एक अन्य मध्यवर्ती - डाइमिथाइल ईथर के साथ काम करना शामिल है। इस तरह से काम करना मुश्किल नहीं है अगर परिणामी संश्लेषण गैस में कार्बन मोनोऑक्साइड का अनुपात बढ़ जाता है। इस मामले में सिंथेटिक गैसोलीन का उत्पादन एक अतिरिक्त और पर्यावरण के अनुकूल ईंधन है। विशेष रूप से इसकी उच्च सीटेन संख्या के कारण ठंडे इंजन शुरू करते समय खुद को अच्छी तरह से दिखाया। और गैसोलीन के उत्पादन के लिए, यह विकल्प खराब नहीं है। तो, आप 92 की ऑक्टेन रेटिंग के साथ ईंधन बना सकते हैं। प्राकृतिक गैस से सिंथेटिक गैसोलीन में एक ही समय में तेल से बने लोगों की तुलना में कम हानिकारक अशुद्धियाँ होती हैं। रूसी विज्ञान अकादमी द्वारा प्रस्तावित स्थापना संचालन की एक योजना प्रदान करती है, जिसके अनुसार, प्रतिक्रिया तापमान जितना अधिक होगा, उतना ही अधिकप्रदर्शन।

क्या आप यह सब स्वयं कर सकते हैं?

इस तथ्य के बावजूद कि वैकल्पिक ऊर्जा को अपेक्षाकृत युवा विज्ञान माना जाता है, एक घर में अपनी उपलब्धियों को दोहराने में कोई समस्या नहीं है। इसलिए, हाँ, अपने हाथों से सिंथेटिक गैसोलीन बनाना काफी संभव है। इसके अलावा, उन परिस्थितियों की बारीकियों को देखते हुए जिनमें किसी का अस्तित्व होना चाहिए, लकड़ी, कोयले और बायोगैस पर भरोसा करना संभव है। उनमें से किसे घर पर वरीयता देनी है - हर कोई अपने लिए फैसला करता है।

सबसे सरल के रूप में, सबसे प्रासंगिक यह सवाल है कि लकड़ी से सिंथेटिक गैसोलीन अपने हाथों से कैसे प्राप्त किया जाए। कई लोग इसे केवल खिलौनों के लिए निर्माण सामग्री या कच्चे माल के रूप में मानते हैं। लेकिन यह कम से कम लकड़ी की शराब को याद रखने योग्य है, और यह स्पष्ट हो जाता है कि क्षमता मौजूद है। इस मामले में संश्लेषण गैस कैसे प्राप्त करें? लकड़ी लेना आवश्यक है (या उसका कचरा, जो वास्तव में महत्वपूर्ण नहीं है)। घर पर, आप तीन भागों से एक उपकरण बना सकते हैं, जिनमें से प्रत्येक अपना कार्य करेगा। प्रारंभ में, उनके सुखाने और हीटिंग को 250-300 डिग्री सेल्सियस के तापमान तक सुनिश्चित करना आवश्यक है। इसके बाद पायरोलिसिस की बारी आती है। यहां तापमान 700 डिग्री तक बढ़ना चाहिए। और अंतिम चरण गैस उत्पादन है। यह भाप सुधार शुरू करता है। प्रक्रिया 700-1000 डिग्री के तापमान पर होती है। परिणाम एक बहुत ही शुद्ध संश्लेषण गैस है। अतिरिक्त हस्तक्षेप की आवश्यकता नहीं है। अगला, हम उत्प्रेरक का उपयोग करते हैं, और सिंथेटिक गैसोलीन तैयार है!

कोयले से बनाओ

और एक और छोटी बात जिसका पहले उल्लेख नहीं किया गया था - घर पर काम करते समय, निश्चित रूप से, इंस्टॉलेशन काफी बड़े हो जाएंगे। इसलिए, उन्हें एक अपार्टमेंट में रखने की अनुशंसा नहीं की जाती है। लेकिन उन्हें अपने घर में या उसके पास बनाना एक बहुत ही वास्तविक चीज़ है।

भाप के प्रभाव से कोयले से सिंथेटिक गैसोलीन प्राप्त किया जा सकता है। इसका गैसीकरण घरेलू परिस्थितियों के लिए सबसे आसान और सबसे व्यवहार्य तरीका है। तो चलो शुरू करते है। प्रारंभ में, अधिक दक्षता और प्रक्रिया की गति में वृद्धि के लिए, कोयले को कुचल दिया जाना चाहिए। फिर इसे हाइड्रोजन से संतृप्त किया जाता है। फिर 400-500 डिग्री सेल्सियस का तापमान और 50-300 किग्रा/सेमी2 का दबाव बनाना आवश्यक है। और हम तरल अवस्था में संक्रमण के क्षण की प्रतीक्षा कर रहे हैं। यदि किसी विलायक का उपयोग नहीं किया जाता है, तो कोयले के कुल द्रव्यमान का केवल 5-8% ही ऐसा हो पाएगा। इसके बाद उत्प्रेरकों की बारी आती है। कोयले के लिए उपयुक्त: मोलिब्डेनम, निकल, कोबाल्ट, टिन, एल्यूमीनियम, लोहा, साथ ही साथ उनके यौगिक। गैसीकरण के लिए किसी भी प्रकार के कच्चे माल का उपयोग किया जा सकता है। भूरा, पत्थर - सब कुछ करेगा। हालांकि इसकी गुणवत्ता रूपांतरण दक्षता को प्रभावित करती है। पहले कार्बन की मात्रा का पदनाम दिया जाता था और आंकड़ा 8% कहा जाता था। यह पूरी तरह से सच नहीं है। ब्रांड और गुणवत्ता के आधार पर, मूल्य 4% से 8% तक हो सकता है। और गैसोलीन के बाद के प्रसंस्करण और पृथक्करण की न्यूनतम उपयुक्तता के लिए, 11% (15% से बेहतर) का मान प्राप्त करना आवश्यक है। प्रारंभ में, इस तथ्य से नहीं कि सब कुछ ठीक हो जाएगा। खासकर यदि आपने भौतिकी के पाठों को छोड़ दिया है औररसायन विज्ञान। फिर भी, कोयले से सिंथेटिक गैसोलीन को सफलतापूर्वक बनाया और इस्तेमाल किया जा सकता है।

बायोगैस के साथ काम करना

यह एक असामान्य और असाधारण तरीका है, लेकिन यह काम करता है। इसकी सुंदरता इस तथ्य में भी है कि ईंधन के रूप में सिंथेटिक गैसोलीन की तुलना में इसका व्यापक अनुप्रयोग है। सच है, यह बहुत अधिक जगह लेता है। इसलिए, उदाहरण के लिए, एक घन मीटर बायोगैस 0.6 लीटर गैसोलीन के बराबर है। यदि आप इसे संकुचित अवस्था में नहीं उपयोग करते हैं, तो इसे ट्रक पर आंखों तक ले जाने पर भी, आप सौ या दो किलोमीटर से अधिक नहीं चला पाएंगे। इसलिए, इससे वांछित गैसोलीन को कैसे संश्लेषित किया जाए? यह इस तथ्य के कारण संभव है कि, वास्तव में, यह छोटी अशुद्धियों के साथ मीथेन है। व्यावहारिक रूप से आपको यही चाहिए। हालांकि, संश्लेषण समस्याग्रस्त है। आखिरकार, यहां कुछ नया और एक ही समय में सरल का आविष्कार नहीं किया गया है। यही है, हमें संश्लेषण गैस के निर्माण पर काम करना है, और इससे गैसोलीन का निर्माण सुनिश्चित करना है। यह मेथनॉल के माध्यम से (सबसे आम योजना के अनुसार) किया जाता है। हालांकि आप डाइमिथाइल ईथर के जरिए काम कर सकते हैं। जब मेथनॉल की बात आती है, तो आपको हमेशा याद रखना चाहिए कि यह बेहद खतरनाक है। स्थिति इस तथ्य से जटिल है कि इसमें शराब की गंध है, और क्वथनांक 65 डिग्री सेल्सियस है। सामान्य तौर पर, ईंधन संश्लेषण के साथ काम करना कोई बच्चों का खेल नहीं है। इसलिए, यदि यह ज्ञान उपलब्ध नहीं है, तो रसायन विज्ञान और भौतिकी सीखना अतिश्योक्तिपूर्ण नहीं होगा। संक्षेप में, सिंथेटिक गैसोलीन गैस और एक कंडेनसर के आसवन द्वारा प्राप्त किया जाता है। यह तरीका तेज नहीं है, लेकिन अगर सैद्धांतिक पृष्ठभूमि अच्छी हो तो यह मुश्किल नहीं है। लेकिन ज्ञान के बिना काम करना असंभव हैअनुशंसित। आखिरकार, शुद्ध मेथनॉल उच्चतम ओकटाइन ईंधन है, और इसलिए खतरनाक है। और एक साधारण कार का इंजन इसे "पचा" नहीं पाएगा - यह इसके लिए नहीं बनाया गया है।

निष्कर्ष

इस तरह सिंथेटिक ईंधन मिलता है। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि ये खिलौने नहीं हैं, बल्कि एक ज्वलनशील गतिविधि हैं। इसलिए, उचित सैद्धांतिक तैयारी के बिना, इस तरह के मामले में शामिल नहीं होना चाहिए। आखिरकार, यह सुरक्षा नियमों का सीधा उल्लंघन होगा। और उन्हें, यह याद रखना चाहिए, वे हमेशा खून में लिखे जाते हैं।