SZINTETIKUS KEROZIN GYÁRTÁSA

Átírás

1 SZINTETIKUS KEROZIN GYÁRTÁSA SYNPETROL Plazma és Pirolizis Rendszerek Kft. Környezetvédelmi Divízió Budapest, Dr Kozéky László 1

2 1.) Üzemanyagok Az üzemanyagok szénből és hidrogénből álló paraffin vegyületek. Telített, el nem ágazó, és kettős kötést nem tartalmazó vegyületek. Ha az üzemanyag el nem ágazó szénlánc szénatomjainak a száma 5-12, akkor benzinről beszélünk, ha az közé esik, akkor petróleumról, vagy kerozinról, míg a szénatomszám a dízelolaj. (Itt rögtön rámutatunk, hogy a mezőgazdasági eredetű bioüzemanyagok tartalmaznak kettős kötést és elágazó szénláncokat is, ezért ezek nem teljes értékűek és precízebb gépekbe nem alkalmasak.) A gyakorlatban még ennél is rosszabb a helyzet, mert a használatos üzemanyagok (benzin, dízel, kerozin) a természetes kőolaj, ásványolaj lepárlási termékei. Sok bennük a nem jól definiálható, elágazó szénláncú, vagy kettős kötéssel bíró vegyület. A kőolaj eredete folyományaként különféle szennyezőket tartalmaz, úgy, mint kénoxidokat, nitrogénoxidokat, aromás vegyületeket stb. Az ilyen üzemanyag füstöl, kormoz, kellemetlen szagú égésgázai vannak stb. Ezek látszatra környezetvédelmi problémák, de a katonai alkalmazási gyakorlatban sokkal komolyabb hatásúak, különösen a bombázó, vagy teherszállító repülőgépek bevetésekor. Ugyanis a gép terhelése az oda-vissza út üzemanyagából és a hasznos (bomba, lőszer, stb.) teherből áll. Nyilvánvalóan, kevesebb hasznos teher rakodható, ha több üzemanyagot kell vételezni (tonnában), ha annak rosszabb a hatásfoka, vagy bizonytalanabb minősége miatt nagyobb rátartással kell dolgozni. (A szennyezettebb üzemanyag nagyobb infra nyomkövethetőségét itt meg sem említjük.). Tehát katonailag a tisztább és nagyobb hatásfokú, jól tervezhető, következetesen azonos minőségű üzemanyag használata az indokolt! Ilyen üzemanyagokat szintetikusan tudunk előállítani. Dr Kozéky László 2

3 2.) Szintetikus üzemanyagok gyártása Innovatív tevékenységünk megértéséhez, röviden ismertetve elmondjuk, hogy német vegyészek már az 1920-as években kifejlesztették a szintetikus benzin vagy gázolaj, kerozin, stb. gyártását úgy, hogy a levegőtől elzártan, magas hőmérsékleten a szénre vizet fecskendeztek, s az ekkor keletkező szénmonoxid és hidrogén keverékéből (az un. szintézisgázból) egyszerű katalizátorokon és nem nagy nyomás segítségével benzin üzemanyagot állítottak elő. Ehhez először a C + H2O CO + H2 ún. vízgáz reakcióval elgázosították a szenet. Mivel ez a gyakorlatban szennyezett kőszenet jelent, a gázt kitisztították és nagyon tiszta szénmonoxid és hidrogén keveréket - az ún. szintézisgázt - használták fel a továbbiakban. A felfedezőikről elnevezett Fischer-Tropsch eljárásban az FT(a) (2n+1)H2 + nco CnH2n+2 + n(h2o) vagy a FT(b) (n+1)h2 + 2nCO CnH2n+2 + n(co2) összefüggések szerint üzemanyagokat, vagy más vegyipari alapanyagokat állítunk elő célirányosan. Ezek rendkívül tiszták és homogének kémiailag, ideális kerozin állítható elő belőlük. ezt az eljárást a II. világháború Németországában már tömegével alkalmazták, de később az olcsó olajár (kevesebb, mint 60 USD/barrel) miatt feledésbe merült ez a technológia; kivéve a Dél-Afrikai Köztársaságot, ahol az embargó okozta olajhiány miatt a SASOL-Chevron cégek tökélyre fejlesztették ezt a tömegtermelési eljárást. napjainkban ez a technológiai procedúra reneszánszát éli, aminek több oka is van. Pl. a szénből való benzin gyártása USD/barrel felett már rentábilis! A nagy szénvagyonú Kína, USA, Dél-Afrika stb. alapvetően érdekeltek az ilyen termelésben. Másrészt nagyon fontos tény, hogy a csúcstechnikák megkívánják a rendkívüli kémiai tisztaságot, a jól definiált Dr Kozéky László 3

4 és a nagy hatásfokú üzemanyagok használatát. Ezért az USA-ban, pl. a B-52 bombázó üzemanyagát, szintetikusan állítják elő (a Syntroleum/Shell és a Rentech/Solena cégek) úgy, hogy a kőolajat és/vagy földgázt elemi szintézisgázra bontják, ezt a bontott gázelegyet erőteljesen megtisztítják, majd az így kapott szintézisgázból készítenek gázolajat, kerozint, benzint stb. A jelenlegi termelés a csúcstechnikák üzemanyag szükségletét fedezi, de a cél a teljes repülőflotta ellátása és a polgári életben való alkalmazás is. Szintetikus a Shell V-Power üzemanyaga is, amit földgázból előállított tisztított szintézisgázból gyártanak: CH4 + H2O CO + 3H2 mind a hivatkozott cégek, mind a vezető olajtársaságok (Sasol, Shell, ExxonMobil, PetroSA, Chevron ) észrevették azt is, hogy a cellulóz jellegű biomassza rendkívül gazdaságossá is teszi az üzemanyag termelést, majd később még a kommunális hulladékokat is bekeverték a legázosításba. Dr Kozéky László 4

5 Nagy tisztaságú szintézisgázzá bontható le a legtöbb műanyag is, de a szervesanyag tartalomra szelektíve válogatott egyéb kommunális szilárd hulladék szervesanyag tartalma is. A SZINTÉZISGÁZ TERMELÉSE A LÉNYEG, A LEHETŐ LEGOLCSÓBBAN! A hulladék és biomassza inputtal ez biztosítható, ezért az USAF teljes mértékben a szintetikus üzemanyagra áll rá, melynek tervesített ütemezése az Aviation program ábrán látható, melyhez CTL (Carbon to Liquid) műveket építenek. 3.) Szintetikus üzem-anyagok hazai gyártása Cégünk, a SYNPETROL hatalmas lehetőséget lát a hazai szintetikus üzemanyaggyártás meghonosításában! (összhangban a döntő többséggel megválasztott, de nehéz pénzügyi helyzetben lévő Kormányunk célkitűzéseivel). Évtizedes célirányos szakmai múltunkkal, technológia illesztő szabadalmainkkal és nemzetközi kapcsolatainkkal, egy ilyen feladat megoldására készek és alkalmasak vagyunk! Teljes mértékben helytelenítjük a mezőgazdasági termőterületek kivonását az élelmiszer termelésből. Másrészt látjuk, hogy a nagy kémiai potenciális energiával rendelkező mezőgazdasági hulladékok felhasználása, hasznosítása nem megoldott. Ezen hulladékok közt sok van, amelyik veszélyes minősítésű és maga az ártalmatlanítása is hatalmas költségekkel jár (pl. vágóhídi szennyvíz, hulladék), vagy támogatásokkal stimulált hasznosítása is közel nullszaldós (pl. hígtrágya). Dr Kozéky László 5

6 Számításaink szerint, ha az agráriummal szinkronizálni tudnánk a szerves hulladékokból történő szintézis gáztermelést, illetve üzemanyag előállítást, akkor a magyar mezőgazdaság jövedelem termelő képessége 50%-kal növelhető lenne, csak ezen eljárás miatt! Teljesen improduktív módon, nagyon drága hulladéklerakókba vermeljük el a háztartási hulladékainkat - noha ezek is potenciális energiahordozók! Ezekből is szintetikus üzemanyag, villamos áram és távhő termelhető. A szelektív hulladékgyűjtők is be fognak telni az anyagukban nem hasznosítható műanyagokkal - noha számunkra ezek is alapanyagok. Még az autó gumiabroncsok is, éppúgy, mint a fáradt olajok és a veszélyes hulladék trafóolajok is. Ha a lakossági hulladékgyűjtést jól irányítanánk, akkor az üzemanyag termelés mellett még a távhő ára és a szemétszállítási díj is drasztikusan csökkenthető lenne. Magyarországon a hulladékkezelés neuralgikus pontja a szennyvíz tisztítás is. Az álladóan emelkedő lakossági szennyvízdíjak csak egy improduktív eljárás költségei. Noha maga a szintetikus üzemanyaggyártás alapgondolata is sugallja a megoldást! Hiszen a Fischer- Tropsch eljárás nem ioncserélt vizet követel meg, jó oda a szennyvíz, vagy a szennyvíz-tisztítási iszapmaradék is! Hazánkban csak szennyvíz iszap is több millió tonna képződik évente. Ha ezt hasznosítani és ártalmatlanítani akarjuk, akkor ehhez kb. ugyanennyi kőszenet kell hozzáadnunk. Ehhez akár három mélyművelésű bányánk újranyitására is szükség lehet, tehát tömegesen teremt munkahelyet úgy, hogy a profit is a nemzetgazdaságot fogja gyarapítani (szemben a külföldi befektetőkkel...). Dr Kozéky László 6

7 Az extraprofit forrása, hogy ebből több millió tonna/év nagyságrendben ultratiszta szintetikus üzemanyag termelhető (és / vagy üzemanyag+távhő+villamos áram). Ennek már számottevő kihatása van a GDP növelésére is, sőt lépés az energia függetlenség felé. Nem elhanyagolandó tényező az sem, hogy az így termelt energia(hordozó)biodegradábilis és zöld minősítésű (a karbon láblenyomata %-kal kisebb a hagyományos üzemanyagokhoz képest). Ezért hazánk nemzetközi vállalásaiban is meghatározó jelentőségű. Ez a szintetikus üzemanyag biodegradálódó (!!!), az égetésével termelt energia pedig a jelenlegi nemzetközi jog szerint zéróemissziós. Honvédelmileg, a hazai üzemanyag szükségleteken túlmenően, erősen megfontolandó, hogy geopolitikai helyzetünknél fogva a NATO logisztikai bázisa lehetünk, s a bázis gépeit (is!) extraprofitábilisan termelt, ultratiszta üzemanyaggal tudjuk ellátni. Mivel a termelés egyik technológiai lépése a katonai hulladékkezelésben is alkalmazott plazmaenergiás pirolízis (Vanguard Research Inc. / Plasma Energy Pyrolysis System - Navy, Army, Lorton), ezért lehetőség lenne a NATO térségi hulladék megsemmisítőjeként is funkcionálni - miáltal a beruházás egyben Hazánk NATO hozzájárulása is lehetne. TECHNOLÓGIAI ELJÁRÁSUNKBAN gyakorlatilag minden szerves hulladékból minden releváns üzemanyag és vegyipari termék legyártható (ld. SASOL folyamatábrát). Ez együttesen és keverve is járható út, tehát a kőszénhez hozzáadható, bekeverve a lakossági hulladék és a biomassza is, vagy egyéb nagy széntartalmú hulladékok, mint pl. az ábránkon is látható. (Megjegyezzük, hogy több millió tonna/év szén mellett eltörpül a biomassza és a lakossági hulladék logisztikailag értelmezhető volumene, de gazdasági jelentősége így is fontos lehet). Hasonlóan, műszakilag együtt értelmezhető "víz"-ként a szennyvíz(iszap), a hígtrágya, a vágóhídi hulladék különféle arányú keveréke is. Dr Kozéky László 7

8 Másrészt az eljárás még arra is alkalmas, hogy a meglévő széntüzelésű erőműveinket környezetbarát és gazdaságos erőművekké fejlessze fel, hosszú távon is. Az üzemanyag termelés és a villamos energiatermelés szinergikus összekapcsolására mutat példát az INTEGRÁLT fosszilis ábránk. Így egy olyan input mennyiségünk és egy olyan technológiai lehetőségünk van, ami egyrészt egy eltakarítandó hulladékra bazírozott, s aminek eliminálásáért még fizetnek is. Másrészt egy akkora volumen, ami képes ellátni a Magyar Haderő energiahordozó szükségletét, sőt többet is. Mindezt extraprofitábilis termelés mellett, s ha ez egy állami tulajdonú vállalat, akkor a termelt jövedelem visszafordítható a haderő fejlesztésébe is. Nem részletezve a számításainkat, a beruházások 3 év alatti megtérülésűek! Minden jel arra mutat, hogy egy rendkívül hatékony, szinergikus kapcsolat alakítható ki project elképzeléseink közt, ha azokat integrálni tudjuk. Konkrétan, össze kell vonnunk a VÉRT bánya+erőmű megmentési programot a VÉRT tiszta szén technológiára való átállítását a szennyvíztisztítási iszapmaradékok és/vagy iszapok hasznosítását hígtrágyák és vágóhídi mosóvizek energiatermelési hasznosítását a biomassza hulladékokból keletkező energia és energiahordozó termelést nehézfém szennyezett területek biomassza termelésének hasznosítását kommunális szilárd hulladékok szervesanyag hasznosítását ezeket integrálnánk egyetlen - szintetikus üzemanyag-termelési projektben. A projekt lényege, hogy a megjelölt szerves hulladékokat kőszén és szennyvíz segítségével elgázosítjuk. Döntően a C+H2O=CO+H2 vízgáz reakció vezérlésével szintézisgázt gyártunk, majd a szintézisgázból a Fischer--Tropsch eljárással ultratiszta kerozint és ultratiszta dízelt termelünk. A salakolvasztásos, plazmaenergiás gazifikációs eljárás során minden nemkívánatos komponenst egy inert üvegsalakba zárunk be, tehát a termelésnek semmilyen káros végterméke nincs. A tervezett kerozin és dízel céltermékek mellett egyéb - szintén ultratiszta - paraffinok és alkoholok is képződnek. Ezeket az erőmű fűtőanyagául kívánjuk felhasználni. (Az erőművi hulladékhőt pedig távhő szolgáltatásra.). Áramtermelési mélyvölgyben az erőmű meghajt egy vízbontót is, amivel a termelt szintézisgáz keverék aránya vezérelhető (a hidrogénnel), míg az oxigén az erőművi égetés hatásfokát és az emissziós paraméterek jóságát javítja. Az üzemanyag-termelés volumenét jellemzően a szennyvíz (iszap, iszapmaradék stb.) jellegű hulladék volumene határozza meg, s az ehhez készletezhető a kőszén. Mivel ma Hazánkban a szennyvíziszap és iszapmaradék ártalmatlanítás lényegileg megoldatlan, de az egész szennyvíz-tisztítás is egy improduktív, a lakossági befizetésekre alapozott művelet, ez a szegmens egy több millió tonna/év volumenű. Ilyen volumen mellett szinte eltörpül a biomassza és poliolefin jellegű műanyag input, mint kvázi szénforrás, éppúgy, mint az egyéb vízjellegű inputok (olajsaras mosóvíz, konzervgyári és húsipari szennyvíz, stb.). Dr Kozéky László 8

9 Mindez összességében, egy, néhány millió tonna/év nagyságrendű szintetikus, ultratiszta üzemanyag termelést indukál. Ez elég nagy volumen ahhoz, hogy számottevő legyen mind a zöldenergia termelési tervekben, mind a zöld üzemanyagokra való áttérés mértékében. Sőt számottevő hatású Hazánk energia függetlenségének megteremtésében is. A termelés extraprofitábilis és tömeges új munkahely teremtéssel is jár. Ezért ezen témához vannak nemcsak nyitott uniós pénzek, de banki befektetők is. A téma olyan nagy horderejű lehet, hogy érdemes a szintetikus, zöld új üzemanyag-gyártási profilhoz külön kutatóhelyeket is rendelni, amik nemcsak az innovációt, de a szakember képzést és utánpótlást is el tudják látni. A termelt dízel üzemanyaggal a BKV-t is ellátnánk, meghatározó mértékben csökkentve ezzel Budapest légszennyezettségét. A termelt kerozin üzemanyagot elsősorban a légierőnek biztosítanánk, különös tekintettel a pápai logisztikai bázisra. Úgy gondoljuk, hogy ekkor lehetőség lenne arra, hogy a beruházások elismerésre kerüljenek úgy is, mint Magyarország NATO hozzájárulása. Dr Kozéky László 9