Transcript როგორ მივიღოთ საწვავი?

ელიზბარ ელიზბარაშვილი
პროფესორი,
ქიმიის მეცნიერებათა დოქტორი
[email protected]
 577 64 01 71
2
რა ტიპის საწვავებს ვიცნობთ?
ქვანახშირი და ტორფი
ნავთობი და მისი პროდუქტები
საწვავის
ტიპები
პროპანი
ბიოდიზელი
მეთანი
წყალბადი
3
საწვავი გვჭირდება ყველას!
ავტომობილი
ელექტრომობილი
დადებითი მხარები:
უარყოფოთი მხარები:
დადებითი მხარები:
ნაკლები წონა,
იაფი ტექნოლოგია,
სწრაფი დატვირთვა,
და ა.შ
ნავთობის მილევადობა,
ეკოლოგია...
ეკოლოგია,
ნაკლები ხმაური,
და ა.შ.
უარყოფოთი მხარები:
დიდი წონა,
ძვირი ტექნოლოგია,
დატვირთვის დიდი
დრო და სიხშირე,
და ა.შ
4
იცით თუ არა, რომ...
ავტომობილი
შევსება: 1 ლ/წმ
1 ლ ბენზინი = 34,000,000 ჯ
ელექტრომობილი
შევსება: 55 ჯ/წმ = 55 ვატი
ბენზინზე მომუშავე მანქანა იტვირთება 600 000 ჯერ უფრო სწრაფად!!!
5
იცით თუ არა, რომ...
ენგურჰესის წარმადობა არის:
4,000,000,000 კვტ/წელიწადში
ანუ
127 კვტ/წამში = 0,127 მეგავატი
ბენზინგასამართი სადგურის წარმადობა
არის:
34,000,000 ჯოული/წმ = 34 მეგავატი!!!
როგორ ავხსნათ ეს ყველაფერი?
6
• დასმულ კითხვაზე პასუხის გასაცემად უნდა ვიცოდეთ:
– ბმის ტიპები (კოვალენტური, იონური და ა.შ. ბმა)
– ბმის ენერგია
– რეაქციის განტოლების შედგენა და
სტექიომეტრიული კოეფიციენტების გასწორება
– ეგზოთერმული და ენდოთერმული რეაქციები
ნავთობი და მასთან დაკავშირებული პრობლემები
• პრობლემა N1. ნავთობი ამოწურვადი ნედლეულია
საღებრები და საღებავები
გამრეცხი საშუალებები
მედიკამენტები
პოლიმერები
ქსოვილები და ბოჭკოები
ნავთობის მარაგი ამოიწურება დაახლოებით 100 წელიწადში!
7
ნავთობი და მასთან დაკავშირებული პრობლემები
• პრობლემა N2. ეკოლოგია
8
9
როგორ დავძლიოთ პრობლემები?
კატალიზატორების გაუმჯებესება
ძრავების გაუმჯობესება
ბიოეთანოლი
წყალბადი
ბიოდიზელი
როგორ მიიღება ბენზინი?
10
როგორ მიიღება ბენზინი?
11
ნავთობგადა–
მამუშავებელი
ქარხნები ერთ–
ერთი ყველაზე
დიდი ქიმიური
საწარმოებია
როგორ მიიღება ბენზინი?
12
13
როგორ მიიღება ბენზინი?
ბუტანი
ზეთები
ნედლი ნავთობი
ბენზინი და დიზელი
ასფალტი
ნავთი
14
ბენზინი და მისი ხარისხი
• აქროლადობა
მკაცრი კლიმატის
ბენზინებში უფრო
მეტი აქროლადი
კომპონენტები
უნდა იყოს
• ოქტანური რიცხვი
ნ–ჰეპტანი
ოქტანური რიცხვი = 0
იზოოქტანი
2,2,4–ტრიმეთილპენტანი
ოქტანური რიცხვი = 100
15
როგორ მივიღოთ მაღალი ხარისხის ბენზინი?
• იზომერიზაცია
H3C
kat al i zat ori
CH2
CH3
CH2
CH2
H3C
CH
CH2
CH3
H3C
ნ–პენტანი
ოქტანური რიცხვი = 62
2–მეთილბუტანი
ოქტანური რიცხვი = 93
16
როგორ მივიღოთ მაღალი ხარისხის ბენზინი?
• კრეკინგი – ვიყენებთ ნავთობს სრულად
განშტოებული
ალკანი
ალკანი
H3C
განშტოებული
ალკენი
+
CH3
al kani
CH3
H3C
CH3
ganSt oebul i
al kani
+
CH3
H3C
CH3
ganSt oebul i
al keni
კრეკინგის საამქრო
17
18
რიფორმინგი
• რიფორმინგი – მაღალი ხარისხის ბენზინის მიღების
კიდევ ერთი გზა
H3C
ალკანი
ციკლოალკანი
ციკლოალკანი
არენი
CH2
CH2
CH3
CH
CH2
2
heqsani
oqt anur i r i cxvi = 25
H2C
H2C
CH2
CH2
CH2
CH2
ci kl oheqsani
oqt anur i r i cxvi = 83
H2C
CH2
CH2
H2C
CH2
CH2
ci kl oheqsani
oqt anur i r i cxvi = 83
CH3
H3C
CH
HC
HC
C
CH
CH
H2C
CH2
HC
CH
H2C
CH2
CH2
HC
CH
benzol i
oqt anur i r i cxvi = 83
meTi l ci kl oheqsani
oqt anur i r i cxvi = 70
CH
CH
CH
meTi l benzol i
oqt anur i r i cxvi = 120
19
რიფორმინგი
რიფორმინგის საამქრო (ზევით)
რიფორმინგის საამქროს სქემა
(მარცხნივ)
მეთანოლი – შესაძლოა მომავლის საწვავი
20
მეთანოლის დადებითი მხარეები:
უფრო სრულად იწვის, ვიდრე
ბენზინი...
კარგად იწვის ავტომობილის ძრავაში
იაფია, ვიდრე ბენზინი
მეთანოლი არის
განახლებადი წყარო
გამონაბოლქვი აირები უფრო
მცირეა და ნაკლებტოქსიკური
(მაგ. არ გამოიყოფა კანცეროგენული
ბენზოლისა და სხვა არომატული
ნაერთების ორთქლი)
მაღალი ოქტანური რიცხვი (114)
21
როგორ მიიღება მეთანოლი?
• მეთანოლი მიიღება ხია ნახერხის გამოხდით.
ამიტომ მას ხის სპირტსაც უწოდებენ.
H
გამოხდა
H
C
H
O
H
22
როგორ მიიღება მეთანოლი?
CH4
H3C
OH
როგორ მიიღება მეთანოლი?
23
მეთანოლი – შესაძლოა მომავლის საწვავი
24
• მეთანოლის უარყოფითი მხარეები:
– არ იხსნება ბენზინში, ამიტომ საჭიროებს დამატებითი
(ძვირადღირებული) კომპონენტების გამოყენებას
– ბენზინისა და მეთანოლის ნარევი ჰიგროსკოპულია, ანუ
ატმოსფეროდან შთანთქავს ტენს, რაც იწვევს ძრავების
კოროზიას.
– მეთანოლი ძლიერ ტოქსიკური ნაერთია
– 1 ლიტრი მეთანოლი ბენზინთან შედარებით 40%–ით ნაკლებ
ენერგიას იძლევა. ამიტომ მანქანას უფრო დიდი (მძიმე)
საწვავის რეზერვუარი სჭირდება ან უფრო ხშირად უნდა იყოს
შევსებული.
25
არსებობს სხვა ალერნატიული საწვავები?
• ბიოდიზელი
მზესმზირა
ზეთი
ბიოდიზელი
სოიო
ბიოდიზელი – ოცნება თუ რეალობა?
26