Új Szó - Vasárnap, 1980. január-június (12. évfolyam, 1-26. szám)
1980-06-01 / 22. szám
TUDOMÁNY TECHNIKA Á szén és a kőolaj nemcsak halmazállapotában különbözik egymástól. A szén körülbelül 20 százalék oxigént tartalmaz, a kőolaj oxigéntartalma viszont az 1 százalékot . sem éri el. Ezzel szemben a szén fele annyi hidrogént tartalmaz, mint a kőolaj. A szénben emellett sok nitrogén és kén is előfordul. A szén még ..dúsítása után is 3—4 százalékban tartalmaz ásványi anyagokat, amelyek egyenletesen vannak elosztva a szerves anyagban. Ahhoz tehát, hogy a szénből folyékony üzemanyagot készíthessünk, három alapvető kérdést kell megoldani. Az első: hidrogént kell juttatni a szerves anyag tömegébe, s egyúttal ammónia, kénhidrogén és víz formájában el kell távolítani a nitrogént, a ként és a fölösleges oxigént. A második: el kell különíteni az ásványi anyagokat. A harmadik: csökkenteni kell a keletkező szénhidrogének molekulasúlyát a természetes kőolajban jelenlevő szénhidrogének szintjére. E három feladat közül legegyszerűbb az 'utolsó: a szén- hidrogének termikus lebontása jól ismert, s a petrolkémiában széles körben alkalmazott folyamat. A szén cseppfolyósítá- sán-aik első két szakasza azonban naigyon sok nehézséggel jár együtt. A hidrogénezést elterjedten alkalmazzák a szerves vegyü- latek ipari méretekben történő szintézisénél. Ez a reakció azonban csak bizonyos katalizátorok jelenlétében valósítható meg. A szén hidrogénezésénél azonban a hamu elkeveredik a katalizátorral, s ezt a keletkező keveréket folyamatosan el kell távolítani. Ez jelentősein megdrágítja a folyamatot. A múltban a szintetikus üzemanyaggyártásban úgy oldották meg ezt a problémát, hogy olcsó, de csekély aktivitású katalizátort alkalmaztak, vörösiszapot, ún. Bayer-üledé- ket, az alumíniumgyártás hulladékanyagát. A vörösiszappal azonban nagyon lassú volt ez a folyamat; ezt azzal gyorsították meg, hogy 700 atmoszféráig növelték a nyomást s 450 C fokig a hőmérsékletet. Ennek a folyamatnak rendkívül nagy volt a hidrogénszükséglete. Mivel a szükséges hidrogént is a szén gázosításával — vízgáz készítésével — állították elő, így 1 tonna folyéköny üzemanyag előállításához 10—12 tonna szénre volt szükség. A nagynyomású berendezés szintén sokba ikerült, nem is beszélve az eljárás nagyfokú veszélyességéről. Ezek a körülmények idézték elő, hogy a vegyipari vállalatok lemondtak a szintetikus 'üzemanyagok szénből való gyártásáról. Később azonban a szén oseppfolyósításának az alapgondolata is megváltozott. Ma nem a különböző késztermékek előállítása a cél, hanem a kutatók és a termelőik igyekezete bizonyos félkész termékek, afféle mesterséges kőolaj gyártására irányul, amelyet természetes kőolajhoz keverve hagyományos petrolkémiai módszerekkel dolgozhatnak fel. Ez a magyarázata annak, hogy miért kezdték újból kutatni a látszólag régen megoldott problémát. Milyen eredményekhez jutott az újabb, sokéves kutatás? A szén cseppfolyósításának a folyamata összehasonlíthatatlanul gazdaságosabbá vált: a technológiai nyomást általában 300 atmoszférára, egyes folyamatoknál 100—140 atmoszférára sikerült csökkenteni. Kidolgozták és kísérleti berendezéseken ki is próbálták a hamu eltávolításának különböző módszereit: folyamatos szűréssel, centrifugálással, nedves és száraz lepárlással, hidrociklonos kezeléssel. Ma még nem egészen világos, hogy az említett eljárások közül melyik lesz a legcélszerűbb, de imár eddig is sok tapasztalat halmozódott fel a kísérleti alkalmazások során, s a nagyüzemi technológiák bevezetése rövidesen erre a kérdésre is megadja a választ. Újabb aktív katalizátorokat is kipróbáltak, amelyeknek különösen előnyös tulajdonságuk, hogy ifelújíthatók. Ezeknél az új eljárásoknál 1 tonna folyékony tüzelőanyag előállításához 2,2—3 tonna szenet használnak fel. Mindazonáltal ezek a technológiai folyamatok még mindig igen bonyolultak és költségesek. Jelenleg 1 tonna szénből gyártott szintetikus kőolaj önköltsége — a felhasznált szén árától függően — 150—200 dollár között mozog. Egyelőre tehát a szintetikus kőolaj nemcsak a benzinnél, de még a természetes kőolajnál is drágább. Am a jövedelmezőség, 11HA FOGYTÁN VAN A KŐOLAJ, CSINÁLNI KELL! II. RÉSZ letve a ráfizetés kérdése ellenére a szintetikus kőolaj szénből való előállítása teljes mértékben indokolt és szükségszerű. Ma egy tonna természetes kőolaj körülbelül 140 dollárba kerül, tahát még (mindig olcsóbb, mint a szintetikus kőolaj. Nem feledkezhetünk meg azonban egy lényeges körülményről: nyolc-tíz év múlva, amikor a szintetikus kőolaj gyártása nagyüzemi szinten is elkezdődik, a természetes kőolaj lényegesen drágább lesz, mint napjainkban. Nem fér hozzá kétség, hogy az olcsó, felszíni fejtéssel kitermelt szénből készített szintetikus benzin, gázolaj és kőolaj már ma is versenyképes a természetes kőolajjal és a belőle készített termékekkel. Ilyen szempontból a Szovjetunióban található a világ legolcsóbb szénkészlete, éspedig a KansZki-Acsinszki Szénmedencében. A Szovjetunió ma az első helyet foglalja el a világon a kőolaj jövesztésében. Ennek ellenére a Szovjetunióra is vonatkozik a tüzelőanyag-ellátás világproblémája, ha ez nem is nyilvánul meg olyan élesen, mint más országokban. A népgazdaság energiamérlegében ezért a kőolajat először földgázzal, majd pedig szénnel kell helyettesíteni. Tökéletesíteni kell a kőolajfeldolgozás folyamatát, hogy minél kevesebb pakura és minél több értékes késztermék jöjjön létre a felhasznált mennyiségből. A kőolajfinomításban és a petrolkémiában be kell vezetni a kőolajtakarékos, alacsony hőmérsékletű technológiai eljárásokat, 6 fokozatosan be kell vezetni a szintetikus kőolaj szénből való gyártását Is. A Szovjetunióban már korábban is foglalkoztak a szintetikus folyékony üzemanyagok gyártásának kutatásával, egy szakosított intézményt is alapítottak erre a célra, s An- garszkban ipari méretekben folytatták ezeket a kísérleteket. A baskíriai és a Tatár SZSZK területén feltárt új kőolajmezőik azonban átmenetileg háttérbe szorították ezt a munkát. Helytelen volna azonban bárkit is rövidlátással vádolni, hiszen az utóbbi három évtizedben a kőolaj felhasználása az ország tüzelőanyag- energetikai mérlegében több milliárd rubeles gazdasági hasznot eredményezett. Jelenleg a Szovjetunióban az Ásványt Tüzelőanyagok Kutató Intézete foglalkozik a szintetikus kőolajgyártás problémájának kutatásával. Az intézet kísérleti berendezésén szerzett tapasztalatok alapján egy közepes üzemegység épül a Moszkva közelében fekvő Bely- kovszkaja bánya mellett, valamint egy nagyobb egység Krasznojarszkban, ahol a gyorspirolízises eljárást fogják alkalmazni. Ezeknél a berendezéseknél eredeti műszaki megoldásokat alkalmaznak, amelyek hatékonyabbak a külföldön alkalmazott eljárásoknál. Megemlíthetjük például, hogy a nyomás nem éri el a 100 atmoszférát sem, s a felhasznált szerves anyag 85 százalékban térül meg a folyékony termékekben. Jelenleg a szén folyékony üzemanyagokká való feldolgozásának a technológiája még távolról sem tökéletes. Számos elvi és műszaki problémát meg kell még oldani, főleg a gazdaságosság növelése érdekében. Az egyes szénfajták feldolgozása és az egyes termékek gyártása különböző eljárások bevezetését teszi szükségessé. Sok időt és figyelmet igényel a próbaüzemelések bevezetése és kiértékelése. E problémák komplex megoldása érdekében egyetemes célprogramot dolgoztak ki, amely megteremti a szükséges összhangot az adott témakörrel foglalkozó tudományos-kutatóintézetek, kísérleti állomások, tervezőirodák, és az ipari méretekben kísérletező vállalatok között. Az Idő azonban sürget: a természetes kőolaj mennyisége állandóan csökken, még a legoptimálisabb előrejelzések sem biztatők. I. V. KALECSIC A METANOL MINT SOKOLDALI] ENERGIAHORDOZÚ A természetben a különféle formában előforduló energiahordozókat rendszerint át kell alakítani ahhoz, hogy optimálisan lehessen azokat hasznosítani. Ennek az átalakítási folyamatnak lehetőség szerint univerzálisnak, sokoldalúan megoldhatónak kell lennie, és csak minimális veszteséggel járhat. Ezen kívül követelmény, hogy az energiahordozó könnyen és olcsón legyen szállítható és tárolható. Több kutató azon a véleményen van, hogy a felsorolt követelményeket a metanol — közismert néven a metilalkohol vagy if&szesz — teljesíti, és így a jövő legcélszerűbb energiahordozójának tekinthető. A természetes energiaihordozókat jelenleg vagy közvetlenül (pl. földgáztüzelés), vagy közvetve (előbb villamos energiává alakítva) juttatják a fogyasztóhoz, aki újabb energiaátalakító művelettel hasznosítja azt. A jelenleg használt energiahordozók közül a villamos energia használható fel a legsokoldalúbban, de előállításakor nagy a hőveszteség (általában 60 százalék) és emiatt drága. A villamos energia hátránya még,* hogy szállítása viszonylag sokba kerül, és tárolása az összes energiahordozó közül a legköltségesebb. A legkönnyebben és legolcsóbban a folyékony energiahordozók tárolhatók és szállíthatók. Ezek közül a metanol a legkisebb molekulasúlyú, legegyszerűbb kémiai szerkezetű, és a közismert — szén-monoxidiból és hidrogénből álló — szintézisgázból előállítható. A metanolgyártás termikus hatásfoka Is kedvezőbb; a hőveszteség csak 40 százalék. Emellett a környezetszennyezése — a hőerőművekével összehasonlítva — elhanyagolható. A metanol univerzális alkalmazhatósága könnyen bizonyítható. Elégetve hőenergiává, belső égésű motorokban mechanikai munkává, erőiművekben villamos energiává alakul át. Emellett nagyon fontos vegyipari alapanyag is: szinte valamennyi iparilag fontos szerves vegyület előállítható belőle. (Elet-és Tudomány) MINT ÜZEMANYAG A metanol a legegyszerűbb alkohol. Színtelen, jellegzetes szagú és ízű, vízzel és szerves Oldószerekkel korlátlanul keverődő, éghető folyadék. Forráspontja 64,5 °C. Erős méreg, a szervezetbe kerülve elsősorban a szem sok oxigént fogyasztó idegbártyáján okoz nagyfokú károsodást. A metilalkobolt régebben kizárólag a fa száraz desztillá- ciója útján nyerték, ezért faszesznek is hívják. Újabban nagy mennyiségiben 200 bar nyomáson, 400 °C hőmérsékleten, króm-oxid, cink-oxid katalizátorok segítségével vízgázból termelik. A metanolt gépkocsimotor tüzelőanyagaként Is használják, mint például azok a Volkswagen autók, amelyeket a közelmúltban magánautósoknak adtak át Nyugat-Berlin- ben. Olyan Golf modellekről van sző, amelyeknek metanolbenzin keverékkel hajtott 1,3 literes motorja 44 kW-ot teljesít, vagyis ugyanannyit, mint a hagyományos benzinnel üzemeltetett Golf-motor. A „-metanolos Volkswagenek“ magánautósok részére történő átadásával a VM egy széles körű ibemutató és kutatási programban vesz részt, amelynek jelszava: „alternatív energiák a közúti közlekedés számára“. A VM ezzel segíti és alátámasztja a Szövetségi Kutatási és Technológiai Minisztérium ez évi nagyszabású metanolprogramját. Ebben a tervben részt vesz qz NSZK csaknem egész járműipara, és csaknem ezer jármüvet vonnak be a két évig tartó tesztvizsgálatokba. Kezdetben az M 15 jelű metanol-benzin programot valósítják meg, mintegy 600 VW-Audi-val. A további programhoz még kettőszáz gépkocsival járul -hozzá a VW-Audi. Száz gépkocsit tiszta metanolos üzemre, százat alkoholgázolaj keverékre állítanék át. A kísérlet központja Nyugat-Berlln, ahol hatóságok és vállalatok is részt vesznek a programiban. A gyár szakemberei szerint a 15 % metanolból és 85 % szuperbenzinből készített keverék éppen -olyan probléma- mentes üzemeltetést jelent, mint a szokásos benzin. A motor üzemanyagrendszerébe épített néhány alkatrészt -kivéve, minden a régi -ma-radt. Az NSZK-ban harminc üzemanyagkutat állítottak át metanol-benzin -keverékre, ahol a kísérletben részt vevő járművek ugyanazért az árért tankolhatnak, mint a többi jármű. A kísérleti járművek tulajdonosait -kártalanítják azért a ráfordításért, amely együttműködésükből keletkezik. (Technika) A Szovjetunió krasznojarszki kerületében, a Jenyiszej folyón épülő szajano-szusenszkojei vizi erőmű első három blokkja naponta már 12 millió kWh villamos energiát szolgáltat az energetikai hálózatba, habár a turbinák nem nyújtanak teljes teljesítményt, mert a gát még nem érte el a tervezett magasságot. A hatalmas méretű építkezés gyors ütemben halad, az idén több mint 1 millió m3 betont öntenek az emelkedő gátba, s további két blokkot helyeznek üzembe. A teljes befejezés után az erőmű 10 blokkja összesen 6400 MW teljesítménnyel döntő mértékben hozzájárul a környékbeli gazdasági-ipari komplexum és egész Kelet-Szibéria fejlesztéséhez. Emellett a gát mögött keletkező 60 m mély és 300 km hosszú víztározó a hajózás feltételeit is megjavítja a Jenyiszej folyón. (A CSTK felvétele) lfSO VI. 1 N m
