Система впрыска воды, метанола, водометанола JTlab Basic

Система впрыска метанола JTlab Basic — это система подачи воды или метанола в двигатель. Такая система подойдет и любителям тюнинга ( доработки двигателей ) и владельцам обычных автомобилей, особенно если автомобиль оборудован ЭБУ с возможностью перепрошивки и настройки. Дополнительная адаптация прошивки двигателя под впрыск воды позволит значительно повысить эффективность системы подачи воды и метанола, а так же снизить расход топлива и температуру выпускных газов. Система позволяет осуществлять высокоточную подачу воды, метанола, водометанола в двигатель, обьем подачи рассчитывается либо от уровня загрузки форсунок, либо по сигналу MAP сенсора. 

Для тех, кто не в курсе, система впрыска воды подает распыленную на мельчайшие капли воду во впускной коллектор двигателя. Подача воды в двигатель позволяет активно бороться с детонацией, использовать низкооктановое топливо, повышает крутящий момент, чистит камеру сгорания, оптимизирует температуру выхлопных газов, снижает расход топлива и уровень вредных выбросов.

Если хочется почитать подробнее о том, как работает впрыск воды в двигателе, читайте нашу статью: Впрыск воды в двигатель, впрыск водометанола.

Изначально эта система разрабатывалась для применения в мощных ТУРБО двигателях, для которых детонация это самое страшное зло. После двух лет ежедневной круглогодичной эксплуатации на двигателе 1.6 мощностью более 400 сил при наддуве 2.2 бара на 95м бензине, возникла мысль — а почему бы не адаптировать эту систему для гражданских автомобилей. Спустя некоторое время мы произвели несколько тестовых образцов, которые были установлены на различные автомобили с АТМО и ТУРБО двигателями обьемом от 2 до 5.6л, мощностью до 450 л.с., степенью сжатия до 12:1. Автомобили с нашей системой впрыска воды проехали десятки тысяч километров и побывали в самых разных уголках нашей страны от крайнего севера до побережья Крыма. Собрав отзывы и пожелания владельцев, мы доработали систему таким образом, чтобы ее могли установить практически в любом автосервисе, а настроить и пользоваться ей мог любой человек со средним образованием. Фактически нам удалось создать систему впрыска воды для повседневного использования в обычном автомобиле.

Зачем мне нужна система впрыска воды ?

Плюсы для АТМОсферного бензинового двигателя:

• — впрыск воды снижает расход топлива до 15-20%
• — возможность использовать 92й бензин вместо 100го (это не шутка, проверено на нескольких автомобилях со степенью сжатия 11:1 и 12:1)
• — повышение крутящего момента, машина едет легче и лучше во всем диапазоне оборотов
• — впрыск воды хорошо охлаждает впускной воздух, за счет этого повышается мощность на 1-3%
• — очистка камеры сгорания, клапанов, свечей, выпускной системы
• — снижение вредных выбросов

Плюсы для ТУРБО бензинового двигателя:

• — впрыск воды снижает расход топлива до 10-30%
• — возможность использовать 95й бензин вместо 100го с огромным запасом по детонационной стойкости
• — улучшается раскрутка турбины
• — впрыск воды хорошо охлаждает впускной воздух, за счет этого повышается мощность на 5-15%
• — повышение крутящего момента, машина едет легче и лучше во всем диапазоне оборотов
• — очистка камеры сгорания, клапанов, свечей, турбины, выпускной системы
• — оптимизация температуры выпускных газов
• — снижение вредных выбросов

Плюсы для дизельного двигателя:

• — снижение расхода топлива на 20-30%
• — увеличение крутящего момента до 30%
• — снижение температуры впускного воздуха
• — очистка камеры сгорания, клапанов, свечей накаливания, турбины, выпускной системы
• — снижение вредных выбросов

На какой автомобиль можно установить систему впрыска воды JTlab Basic?

Система впрыска воды JTlab Basic может быть установлена на АТМО и ТУРБО бензиновый двигатель с распределенным или прямым впрыском топлива, а так же на АТМО и ТУРБО дизельный двигатель с механическим или электронным ТНВД, возможна так же установка на карбюраторные двигатели.

Система может рассчитывать обьем подачи воды в двух режимах:
— режим работы по загрузке форсунок ( Injector Duty )
— режим работы по сигналу собственного MAP сенсора

В режиме работы по загрузке форсунок система может работать с бензиновыми АТМО и ТУРБО двигателями, оснащенными распределенным впрыском ( топливные форсунки во впускном коллекторе ).

В режиме работы по сигналу МАР сенсора система может работать с бензиновыми и дизельными двигателями с прямым впрыском топлива с наддувом и без, а так же с карбюраторными двигателями и дизельными двигателями с механическим ТНВД.

Описание системы впрыска метанола JTlab Basic.

Система JTlab Basic может быть установлена практически на любой автомобиль, простота настройки и контроля параметров позволяет использовать такую систему на любом обычном автомобиле с бензиновым или дизельным ДВС. Высокая надежность системы, заложенная при ее разработке не доставит проблем при эксплуатации, а система контроля и защиты не позволит сломать систему или двигатель. Наша система впрыска воды работает под постоянным давлением 10 бар, это позволяет достичь наилучшего распыления воды и точно дозировать обьем подаваемой в двигатель воды. Измеренная погрешность подачи системы менее 1%. Использование электромагнитных форсунок позволяет очень точно дозировать уровень подачи воды, исключает задержки в срабатывании начала / конца впрыска. Благодаря особой конструкции система JTlab Basic может работать и на чистой воде и на чистом спирте и даже на незамерзающей жидкости.

Система построена по модульному принципу, т.е. каждый основной узел можно заменить без проблем аналогичной деталью в случае повреждения / порчи. Любой из модулей системы можно приобрести отдельно, как запчасть.

Система впрыска воды JTlab Basic состоит из:

• — шестеренного насоса высокого давления из нержавеющей стали, предназначенного для постоянной работы под высоким давлением
• — регулятора давления из нержавеющей стали
• — двух электромагнитных форсунок особой конструкции
• — контроллера системы впрыска воды
• — контроллера насоса
• — внешнего дисплея для настройки системы и контроля параметров работы
• — датчиков уровня и давления воды
• — распределителя из нержавеющей стали
• — многоразового фильтра 50мкм
• — бака для воды
• — фиттингов из нержавеющей стали, шлангов, обжимных муфт
• — проводки и контроллера насоса

( Комплектация может изменяться в зависимости от версии набора )

Устройство системы впрыска водометанола JTlab Basic.

Механическая часть системы впрыска воды состоит из:

• насоса высокого давления
• регулятора давления
• распределителя
• электромагнитных форсунок высокого давления
• фиттингов и шлангов

Насос высокого давления

Блок насос-регулятор особой конструкции специально разработан для постоянной работы под высоким давлением и обеспечивает стабильное давление в системе. Благодаря применению нержавеющей стали все детали насоса и регулятора имею неограниченный срок службы и позволяют использовать воду и спирты в любой концентрации. Система оснащается шестерённым насосом, работающим под постоянным давлением. Конструкция насоса позволяет ему выдерживать замерзание воды до -10С, а так же исключает попадание воды из насосной части в электродвигатель насоса. Насос может быть установлен в подкапотном пространстве и не требует дополнительной защиты от температуры или воды. Контроллер питания насоса защищает насос от перегрузки и короткого замыкания.

Электромагнитные форсунки высокого давления

Система оснащена электромагнитными форсунками высокого давления особой конструкции, распыляющими воду каплями размером 0,1-0,2мм. Использование электромагнитных форсунок позволяет очень точно дозировать уровень подачи воды и регулировать обьем подачи в широком диапазоне. Применение электромагнитных форсунок исключает задержки в срабатывании начала / конца впрыска. Использование двух форсунок, работающих в определенной последовательности позволяет очень точно дозировать подачу воды и получать равномерную взвесь капель воды в потоке впускного воздуха, что значительно улучшает равномерность смеси воды-бензин-воздух. 

Распределитель

Распределитель из нержавеющей стали равномерно подает воду к форсункам, в торце распределителя так же установлен датчик давления для максимально точного контроля давления перед форсунками.  

Фитинги и шланги

Все фитинги изготовлены из нержавеющей стали и имеют особую конструкцию для наилучшего уплотнения деталей и шлангов, проверены давлением 14 бар. Специальные обжимные муфты надежно фиксируют шланги на деталях, без их повреждения. Шланг высокого давления изготовлен из резины, не боится высокой температуры подкапотного пространства, достаточно гибкий и не боится продолжительного контакта с чистым спиртом.

Электрическая и электронная части системы впрыска воды состоят из:

• контроллера
• внешнего дисплея
• датчиков давления и уровня
• проводки 

Функции контроллера системы впрыска метанола JTlab Basic.

Контроллер системы JTlab Basic имеет широкий набор возможностей по настройке, управлению и контролю параметров работы системы подачи воды в двигатель. Большая часть решений и функций уникальна среди систем впрыска воды и не имеет аналогов в мире. Контроллер оснащён OLED дисплеем 1.3 дюйма, на дисплей выводится информация о состоянии системы: уровень в баке, обьем подачи воды, активная в данный момент точка впрыска, выбранная карта впрыска, давление в системе, температура впускного воздуха. Процедура настройки системы максимально упрощена для удобства пользователя и производится с помощью внешнего дисплея. В корпус внешнего дисплея встроен слот для SD карты, на которую можно записывать логи работы системы. Дополнительный светодиодный индикатор с пищалкой позволяет установить систему скрыто, при этом контролировать параметры работы системы. Интерфейс контроллера максимально адаптирован для пользователя и использования системы на обычном автомобиле. Контроллер имеет встроенный Bluetooth модуль, в будущем контроль и управление системой сможет осуществляться через приложение на смартфоне / головном устройстве (Android / iOS).

Список функций контроллера JTlab Basic:

• — удобный внешний дисплей для управления системой и контроля параметров работы системы
• — удобный для пользователя интерфейс на русском языке
• — простая настройка системы, не требующая специальных знаний и навыков
• — автоматический расчет процентного соотношения топливо / вода в режиме работы по сигналу форсунок
• — 4х ступенчатый контроль за уровнем в баке ( 100% / 50% / 25% / 0% ), данные постоянно выводятся на дисплей
• — контроль давления в системе, данные постоянно выводятся на дисплей
• — многоступенчатый контроль превышения / снижения давления в системе с автоматическим выводом сообщений на дисплей
• — вывод информационных сообщений на дисплей в случае аварийных ситуаций (снижение давления, окончание воды в баке) + звуковая и светодиодная индикация
• — возможность настройки 2х карт впрыска воды с переключением в режиме реального времени нажатием одной кнопки (для примера экономичная и мощностная настройка)
• — активация впрыска воды по данным датчика температуры впускного воздуха ( контроль температуры впускного воздуха )
• — активация впрыска воды по данным датчика температуры двигателя
• — возможность подачи воды в широком диапазоне от 25 сс/мин до 500 сс/мин (для стандартной комплектации), параметр максимального обьема подачи может быть увеличен до 2000сс/мин
• — возможность установки любого вида прогрессии подачи воды в зависимости от нагрузки на двигатель
• — возможность установки начала подачи под с ХХ до режима максимальной нагрузки
• — дополнительный светодиодный индикатор с пищалкой отображает статус работы системы и информирует в случае перехода в аварийный режим
• — Bluetooth модуль, в будущем появится приложение ( iOS / Android ) для управления и настройки системы со смартфона или через Android головное устройство
• — спящий режим, в который система уходит автоматически и отключает насос, если впрыск воды не нужен, как только впрыск воды понадобится система автоматически включит насос заранее
• — возможность сохранения даталога и всех параметров работы системы на SD карту
• — возможность обновления прошивки контроллера и добавления новых функций
• — аварийное отключение системы в случае критического изменения давления или в случае окончания воды
• — аварийный выход, который может отключать соленоид буста / подавать сигнал ЭБУ для переключения настройки

Защита системы и двигателя

Система JTlab Basic имеет функцию защиты двигателя, которая реализована посредством аварийного выхода и может управлять буст соленоидом или подавать управляющий сигнал на ЭБУ или управлять любым другим устройством для перевода работы ДВС в защитный режим. Защитный режим активируется при снижении / превышении давления в системе или окончании воды в баке.

Так же система оснащена дополнительным датчиком температуры впускного воздуха, при помощи которого контролируется оптимальная температура впускного воздуха, при превышении заданного порога система автоматически активирует впрыск для снижения температуры.

Так же контроллер обеспечивает защиту самой системы впрыска, при активации защитного режима насос и форсунки отключаются, постоянный контроль давления в системе не позволяет выйти ее элементам из строя.

Карты впрыска воды

Карты впрыска воды — это оригинальное решение JTlab по управлению подачей воды, впервые примененное в системах впрыска воды, которое не используется больше ни в одной другой системе. Говоря проще, карта впрыска — это сохранненая в памяти настройка системы, позволяющая гибко регулировать обьем подачи воды. Контроллер имеет возможность настройки двух карт впрыска — это позволяет настроить систему под впрыск чистой воды или впрыск воды со спиртом (для примера).

Карта впрыска содержит параметры 5ти точек впрыска, изменяя параметры которых можно гибко изменять обьем подачи воды в зависимости от нагрузки на двигатель, которая определяется либо сигналом МАР сенсора, либо сигналом загрузки форсунок. Каждая точка впрыска имеет два параметра: уровень нагрузки на двигатель и необходимый обьем подачи воды, это значит, что для 5ти диапазонов нагрузки на двигатель можно задать свой обьем подачи воды, который будет плавно изменяться от точки к точке. Такая схема управления позволяет максимально гибко настроить подачу воды в двигатель с различным уровнем прогрессии, в зависимости от нагрузки на двигатель.
Так же система контролирует параметр точки начала впрыска — этот параметр устанавливает момент активации впрыска, например можно отключить подачу воды при ХХ или активировать подачу при определенной нагрузке на двигатель.

Все настройки системы сохраняются в энергонезависимой памяти, а значит Вы их не потеряете даже при долговременном отключении аккумулятора. Переключение карт впрыска происходит в режиме реального времени, при работающем ДВС, нажатием одной кнопки на внешнем дисплее.

На схеме изображен принцип работы карт впрыска в контроллере впрыска воды JTlab. Вы можете видеть увеличение обьема подачи воды при увеличении нагрузки на вдигатель в промежутке между точками А — В, затем снижение обьема подачи в промежутке между точками В — Г, а затем снова увеличение обьема подачи воды начиная с точки Г и до максимальной нагрузки на двигатель.

Контроль за уровнем в баке

Контроллер JTlab Basic имеет развитую функцию контроля за уровнем в баке. Благодаря 3м датчикам уровня и постоянному их контролю, пользователь всегда может оценить остаток воды в баке без лишних проблем. Информация об уровне в баке постоянно выводится на внешний дисплей. Система отображает 4 фиксированных уровня воды в баке: 100% / 50% / 25% / 0% (критический уровень). При активации датчика критического уровня включается защитный режим по низкому уровню воды в баке, соответствующее сообщение выводится на дисплей, раздается предупреждающий звуковой сигнал и активируется светодиодная индикация.   

Проводка и разьемы

Проводка системы изготовлена из высококачественных медных автомобильных проводов с применением герметичных автомобильных разьемов, что повышает надежность системы, а так же упрощает ремонт / обслуживание автомобиля. Автомобильные клеммы имеют особую конструкцию, которая обеспечивает надежный контакт всех элементов системы и исключает ложные срабатывания или неисправности.

В комплектах для самостоятельной установки поставляются почти готовые жгуты с уже обжатыми клеммами и установленными разьемами с одной стороны. Длина проводов в готовых жгутах рассчитана с запасом, чтобы исключить лишние соединения. Благодаря такому решению установка электрической части системы упрощается до уровня установки сигнализации или автомагнитолы. 

Возможна поставка проводки в наборах для полноценной самостоятельной сборки, состоящих из набора клемм, проводов и разьемов. ( Требует профессионального инструмента для обжима клемм и профессиональных навыков )

Видео работы системы впрыска воды JTlab Basic

На видео показан тест системы, работающей по сигналу MAP сенсора, в контроллер настроен на различный обьем подачи воды в зависимости от нагрузки на двигатель. Система автоматически изменяет обьем подачи воды в соответствии с показаниями MAP сенсора.

Статья об истории впрыска воды, принципах работы, плюсах и минусах.

Впрыск воды в двигатель, подача воды в двигатель, описание

Метанол спасет человечество от перегрева / НГ-Энергия / Независимая газета

Тэги: экология, метанол, морской транспорт, выбросы, парниковые газы, россия, япония

Яхты различной конфигурации и назначения были показаны в Монте-Карло.

В Монте-Карло в конце сентября – начале октября прошла юбилейная, 30-я международная выставка яхт, известная в мире как Яхт-шоу (Monaco Yacht Show). В прошлом году из-за пандемии ее провести не удалось, поэтому к сентябрю 2021 года верфи подготовили вдвое больше новинок.

Главным направлением нынешней выставки стала экология. Не секрет, что международный морской транспорт занимает 6-е место в мире по эквивалентному выбросу парниковых газов. Морские перевозки находятся среди лидеров в мире по загрязнению окружающей среды и вредным выбросам. Морской транспорт выбрасывает около 940 млн т углекислого газа (CO2) в год. На морские перевозки приходится около 2,5% годового общемирового объема выбросов парниковых газов.

Как известно, еще в прошлом году Международная морская организация (ИМО) одобрила новые требования по снижению выбросов парниковых газов в международном судоходстве, а также запрет на использование тяжелого топлива в Арктике. Прошедшая с 16 по 20 ноября 2020 года в режиме видеоконференции 75-я сессия Комитета по защите морской среды ИМО собрала более 1200 представителей делегаций свыше 100 государств, включая межведомственную делегацию Российской Федерации.

Основным вопросом стало обсуждение проекта краткосрочных мер по снижению выбросов парниковых газов в международном судоходстве – поправок к Конвенции МАРПОЛ. Эти поправки разрабатывались с 2019 года в рамках стратегии ИМО – программного документа, содержащего цели, уровень амбиций, планы и конкретные шаги, которые должны быть предприняты судоходной отраслью в контексте реагирования на климатические изменения.

По результатам переговоров комитет одобрил пакет краткосрочных мер технического и эксплуатационного характера. Поправки предполагают введение с 1 января 2023 года новых требований энергоэффективности для морских судов, эксплуатирующихся за пределами национальных вод. Суда должны будут обеспечить соответствие установленным показателям энергоэффективности, а также ежегодно понижать показатель углеродной интенсивности. Судам будет ежегодно присваиваться рейтинг в зависимости от достигнутых показателей. При получении низких рейтингов судну необходимо будет разработать и выполнить план действий по его улучшению.

Одобренный пакет мер стал результатом компромисса между государствами – сторонниками радикальных действий, направленных на декарбонизацию судоходной отрасли, а также государствами, выступавшими за более взвешенный и гибкий подход, учитывающий важную роль международного судоходства в обеспечении мировой торговли и в необходимости обеспечения бесперебойного функционирования поставок при достижении возможных экологических результатов.

Естественно, что устроители выставки яхт в Монако не могли обойти вниманием принятые международные решения. Об этом свидетельствуют технические параметры двух самых крупных яхт, представленных в Монте-Карло. Одна из них от Studio De Voogt впечатляет не только размером и элегантным экстерьером, но и своей экологичностью. Гибридная силовая установка собственной разработки Feadship позволяет разгоняться до 20 узлов на дизеле и поддерживать крейсерскую скорость 12 узлов в дизель-электрическом режиме, при этом выхлопные газы обрабатываются каталитическими нейтрализаторами по стандарту IMO Tier II, снижая вредные выбросы практически до нуля. Другая, являющаяся второй по размерам, спущенная на воду в 2020 году, отличается монументальной архитектурой. Студия Gregory C. Marshall оснастила яхту гибридными двигателями, которые позволили снизить шум, вибрацию, расход топлива и выбросы, а система динамического позиционирования помогает судну удерживать положение без отдачи якоря, чтобы не повредить морское дно.

Но главным хитом выставки явились обнародованные планы судостроителей по переводу яхт на метанол. Как считает один из экспертов выставки Ромас Курыло, на яхтах в будущем планируется установить оборудование для опреснения и электролиза. С помощью этих процессов из обычной морской воды будут добываться водород и углекислый газ, необходимые для синтеза простейшего одноатомного спирта метанола (Ch4OH).

Напомним читателю, что метанол, или метиловый, а также древесный спирт, представляет собой простейший одноатомный спирт. Он ядовит. Это тот самый метанол, который, бывает, путают с этиловым спиртом. При попадании метанола в организм человека он превращается в формальдегид. Это токсичное вещество вызывает серьезные нарушения обмена веществ, слепоту, постоянную неврологическую дисфункцию. Поэтому смертельная доза метанола – 40 мл. Получить ее в быту можно, только выпив метанол: несмотря на запрет использования этого вещества в ликеро-водочной промышленности, метанол употребляют, путая его с винным спиртом (этанолом).

Известно несколько способов получения метанола: сухая перегонка древесины и лигнина, термическое разложение солей муравьиной кислоты, синтез из метана через метилхлорид с последующим омылением, неполное окисление метана и, наконец, получение из синтез-газа. Современное производство метанола из монооксида углерода и водорода впервые было осуществлено в Германии еще в 1923 году.

Что такое метанол

Метанол в чистом виде применяется в качестве растворителя и как высокооктановая добавка к моторному топливу, а также как самый высокооктановый (октановое число равно 150) бензин. Это тот самый бензин, которым заправляют баки гоночных мотоциклов и автомобилей.

Как показывают зарубежные исследования, двигатель, работающий на метаноле, служит во много раз дольше, чем при использовании обычного автобензина, мощность его повышается на 20% (при неизменном рабочем объеме двигателя). Выхлоп двигателя, работающего на метаноле, экологически чист, и при проверке его на токсичность вредные вещества практически отсутствуют. Применение метанола в качестве топлива для морских судов более экологично: если случится авария и метанол попадет в воду, он растворится в больших объемах воды, а его остатки уничтожают морские микроорганизмы.

Синтез из морской воды

Синтез метилового спирта из морской воды имеет два перспективных преимущества: в связи с огромным ресурсом соленой воды на планете можно уменьшить зависимость мировой экономики от энергоресурсов на основе природных ископаемых, а вовлечение в технологический процесс углекислого газа уменьшит его содержание в атмосфере, провоцирующее негативные изменения климата. Полная электрификация морского транспорта, авиации, грузового автотранспорта представляется нереалистичной в обозримом будущем, поэтому переход на экологически чистое жидкое топливо кажется наиболее оптимальным промежуточным этапом развития энергетики.

Основной расход электричества будет приходиться на оборудование по опреснению и установку электролиза, то есть производство водорода электрического расщепления путем молекулы воды на водород и кислород. Подвергнуть электролизу соленую воду напрямую невозможно, потому что соль испортит катализаторы, из-за этого первым этапом технологического процесса является опреснение.

Необходимый для синтеза метанола углекислый газ установка будет брать не непосредственно из воздуха, а из океана. Вода океана абсорбирует CO2, повышая кислотность среды, и извлечь химическое соединение из океана намного проще, чем из воздуха, потому что концентрация растворенного CO2 в морской воде в 125 раз выше, чем в атмосфере.

Для экстракции CO2 на яхте будет установлен аппарат, который разделяет воду на кислотную среду и основу с помощью мембраны, меняющей уровень рН. Извлеченный из морской воды водород и углекислый газ превратятся в метанол с помощью селективного катализатора, а тепло, являющееся побочным продуктом первых двух процессов, повысит эффективность завершающего этапа в производственном цикле.

Синтез метилового спирта из морской воды поможет уменьшить зависимость от ископаемого топлива.    Фото Reuters

Метанол гораздо труднее воспламенить, чем бензин, и он горит примерно на 60% медленнее. При горении метанола выделяется энергия примерно на 20% от скорости горения бензина, в результате чего пламя становится намного холоднее. Это приводит к гораздо менее опасному пожару, который легче локализовать с помощью соответствующих протоколов. В отличие от бензиновых возгораний вода является приемлемой и даже предпочтительной в качестве средства пожаротушения при возгорании метанола, поскольку она одновременно охлаждает огонь и быстро разбавляет топливо ниже концентрации, при которой оно сохраняет самовоспламеняемость. Эти факты означают, что в качестве топлива метанол имеет большие преимущества в плане безопасности по сравнению с бензином.

Поскольку пары метанола тяжелее воздуха, они будут задерживаться у земли или в яме, если там нет хорошей вентиляции, а если концентрация метанола в воздухе выше 6,7%, он может загореться от искры и взорваться при температуре выше 12 градусов Цельсия. После возгорания неразбавленный метанол излучает очень мало видимого света, что делает потенциально очень трудным увидеть огонь или даже оценить его размер при ярком дневном свете, хотя в подавляющем большинстве случаев существующие загрязнители или воспламеняющиеся вещества (например, пластик, резина) окрашивают и улучшают видимость огня.

Этанол, природный газ, водород и другие существующие виды топлива создают аналогичные проблемы пожарной безопасности, и для всех таких видов топлива существуют стандартные протоколы безопасности и пожаротушения.

Снижению последствий послеаварийного экологического ущерба способствует тот факт, что метанол с низкой концентрацией является биоразлагаемым, малотоксичным и нестойким в окружающей среде. В случае аварии метанол не образует непрозрачного облака дыма. В отличие от нефтяных пожаров возгорания метанола можно потушить простой водой. Огонь на основе метанола горит невидимо в отличие от бензина, который горит видимым пламенем. При возникновении пожара в окружающей среде или на трассе нет пламени или дыма, препятствующих обзору быстро приближающихся иных транспортных средств, и это также может задержать визуальное обнаружение пожара и начало тушения пожара.

Для очистки после пожара часто просто требуется большое количество воды для разбавления пролитого метанола с последующим вакуумированием или абсорбционным восстановлением жидкости. Любой метанол, который неизбежно попадает в окружающую среду, будет иметь небольшое долгосрочное воздействие, а при достаточном разбавлении будет быстро биоразлагаться с минимальным или нулевым ущербом для окружающей среды.

В любом случае нужно соблюдать правила безопасности в обращении с этим веществом, и тогда оно не принесет никакого вреда.

Российско-японское сотрудничество по метанолу

Российская пресса развитие метанолового производства в России связывает с промышленной группой ECH и двумя японскими компаниями. Впервые в РФ суда на метаноле, меморандум о строительстве которых группа ЕСН подписала с японскими компаниями Marubeni и Mitsui, будут предназначены для транспортировки продукции метанольного завода ЕСН на Дальнем Востоке. Предполагается строительство двух-трех судов дедвейтом до 50 тыс. т. Стоимость одного судна, по оценкам аналитиков, может составить 50–55 млн долл.

Группа ЕСН Григория Березкина, строящая завод по выпуску метанола в Амурской области, и ее японский партнер Marubeni могут выбрать суда на метаноле в качестве средства транспортировки продукции завода из портов Приморского края на рынки Азии. По данным массмедиа в отрасли, стороны в качестве пилотного проекта прорабатывают строительство двух-трех двухтопливных судов (на метаноле и дизтопливе) дедвейтом до 50 тыс. т. Первое судно дедвейтом участники проекта хотят заложить на российской верфи в 2022 или 2023 годах.

И действительно, на нтернет-портале ship-technology появилось в начале сентября объявление, что крупнейшая венгерская нефтегазовая компания MOL и японская Marubeni подписали соглашение по метанольному проекту в России. В нем утверждается, что Marubeni и MOL разработают проект по поставке метанола в качестве судового топлива.

Во время Восточного экономического форума во Владивостоке MOL и Marubeni подписали меморандум о взаимопонимании (МоВ) с Министерством Российской Федерации по развитию Дальнего Востока о проведении совместного исследования по созданию, эксплуатации и использованию двухтопливного метаноловоза. Меморандум о взаимопонимании, подписанный во время Восточного экономического форума во Владивостоке, направлен на развитие Дальнего Востока и арктических регионов. Среди других вовлеченных организаций – Российская государственная корпорация развития ВЭБ.РФ, Банк ВТБ и уже отмеченная выше группа ЕСН.

По сравнению с судами, работающими на обычном мазуте, новое судно, как ожидается, сократит выбросы оксидов серы (SOx) до 99%, твердых частиц (PM) до 95%, оксидов азота (NOx) до 80% и CO2 до 15%. Это будет достигнуто за счет использования метанола в качестве бункера для перемещения судна. А группа ЕСН планирует производить метанол из природного газа в Амурской области России для морских перевозок.

В заявлении MOL говорится: «Поскольку метанол является жидким при нормальной температуре и давлении, его преимущество заключается в низких затратах на морскую транспортировку. На суше его также можно хранить в обычных цистернах для жидкостей в качестве базы снабжения».

В соответствии с договоренностью Marubeni и MOL разработают проект по поставке метанола в качестве судового топлива на случай, если спрос на метанол в перспективе будет расти в Восточноазиатском регионе. 

Монте-Карло. Монако

10.3. Преобразование синтез-газа в метанол

Метанол является важным первичным химическим продуктом, используемым в качестве химического сырья для производства ряда важных промышленных химикатов, прежде всего уксусной кислоты, формальдегида, метилметакрилата и метил-трет-бутилового эфира (МТБЭ). Метанол также используется непосредственно в качестве топлива или в топливных смесях (например, в M85, состоящем из 85% метанола и 15% бензина). В качестве топлива метанол можно использовать для запуска быстродействующих турбин внутреннего сгорания, снижающих пиковые нагрузки; заменять или смешивать с бензином для приведения в действие транспортных средств; для преобразования в бензин с помощью процесса ExxonMobil превращения метанола в бензин (MTG); или для преобразования в диметиловый эфир (ДМЭ) для питания дизельных двигателей.

Большая часть метанола производится из синтез-газа. Около 55-65% мирового производства метанола используют в качестве сырья природный газ, около 30-35% — уголь, а остальное — коксовый газ и другое сырье. (Альварадо М. Обзор индустрии метанола, 35-я Всемирная конференция по метанолу, Берлин, Германия, 2017 г.). В 2021 году мировое производство метанола достигло 107 миллионов метрических тонн.

Химия технологических процессов
Каталитическая конверсия водорода (H ₂ ) и монооксида углерода (CO) из синтез-газа, полученного из угля, в метанол может осуществляться с помощью обычных газофазных процессов или с использованием жидкофазного метанола (LPMEOH™) процесс, разработанный Air Products and Chemicals. Интересующие реакции:

Все три реакции сильно экзотермичны. В обычном промышленном газофазном процессе конверсия осуществляется в реакторах с неподвижным слоем при высоком давлении. В зависимости от поставщика катализатора реакция синтеза обычно проводится при манометрическом давлении от 600 до 1700 фунтов на кв. дюйм и температуре от 400 до 600°F. Значительная рециркуляция технологического газа H ₂ насыщенный газ сдерживает повышение температуры в адиабатическом реакторе. Концентрация CO на входе в реактор обычно ограничивается примерно 10-15% после разбавления рециркулируемым H ₂ .

Каталитические системы, используемые для синтеза метанола, обычно представляют собой смеси меди, оксида цинка, оксида алюминия и оксида магния. Недавние достижения также привели к возможному новому катализатору, состоящему из углерода, азота и платины. Этот катализатор основан на более раннем катализаторе, созданном доктором Роем Перианой из Исследовательского института Скриппса. Этот новый катализатор представляет собой твердый материал, взвешенный в серной кислоте для облегчения катализа. Материал легко перерабатывается, так как его можно отфильтровать от кислоты.

Из трех реакций синтеза метанола последняя является хорошо известной реакцией конверсии водяного газа (WGS). Поскольку отношение H ₂ / CO в синтетическом газе из шлакообразующих газификаторов обычно находится в диапазоне от 0,3 до 1, для достижения стехиометрического соотношения H ₂ / CO, равного 2, для полной конверсии в метанол требуется значительная конверсия водяного газа.

Примеры технологий и установок:
Производство метанола из синтез-газа представляет собой коммерчески продемонстрированную технологию, использующую в качестве сырья как природный газ, так и уголь. Современные заводы по производству метанола мирового класса обычно имеют мощность порядка 2000–2500 метрических тонн в день (т/сутки). Предлагаются более крупномасштабные (5000 т/сутки) однолинейные технологии производства метанола. Основные поставщики технологий включают:

• Хальдор Топсе
• Казале
• Инженерная корпорация Тойо
• Лурги Хеми ГмбХ
• Джонсон Матти/Дэви
• Уде

С 2011 по 2014 год на нескольких новых заводах по газификации угля или лигнита в Китае были запущены мощности синтез-газа для производства метанола мощностью почти 11 ГВт.

Жидкое топливо

• Бензин и дизельное топливо
• Синтез Фишера-Тропша
• Конверсия синтез-газа в метанол
  • Конфигурации процесса производства метанола
  • Процесс LPMEOH™
• Преобразование метанола в бензин
• Процессы непрямого сжижения
• Процессы прямого сжижения
• Министерство энергетики США поддержало исследования и разработки в области синтеза жидкого топлива/усовершенствованного топлива

Метанол | Blue Fuel Energy

Навигация

Химические и физические характеристики метанола

Метанол — это жидкий нефтехимический продукт, состоящий из четырех атомов водорода, одного атома углерода и одного атома кислорода. Богатый водородом литр метанола содержит больше водорода, чем литр водорода, что объясняет, почему это такой превосходный энергоноситель.

Метанол является спиртовым топливом, как и этанол, бутанол и пропанол. Все эти виды топлива имеют высокое октановое число, что повышает эффективность использования топлива и тем самым компенсирует более низкую плотность энергии по сравнению с бензином и дизельным топливом. Например, в двигателях, оптимизированных для метанола, это приводит к сравнимой экономии топлива в показателях расстояния на единицу объема, таких как километры на литр.

Выбросы автомобилей, работающих на метаноле, содержат мало образующих смог реактивных углеводородов и токсичных соединений. Они также почти не содержат твердых частиц и гораздо меньше оксидов азота, чем выбросы дизельных двигателей.

Производство метанола

Метанол можно производить из всего, что является или когда-либо было растением. На сегодняшний день наиболее распространенным сырьем для производства метанола является природный газ. Его также можно производить из угля, бытовых отходов, свалочного газа, древесных отходов и, конечно же, углекислого газа, который можно улавливать в промышленных процессах или, возможно, в недалеком будущем извлекать из атмосферы и океаны.

Применение метанола

Метанол является универсальным соединением и глобальным товаром, который является основой для сотен химикатов и тысяч продуктов, включая краски, синтетические волокна, растворители, ковры, жидкость для омывания ветрового стекла, изоляцию и древесностружечные плиты. Он также может использоваться в качестве транспортного топлива и носителя водорода для топливных элементов, а также для денитрификации сточных вод, транссертификации биодизеля и производства электроэнергии.

Метанол как транспортное топливо в США

В 1980-х и 90-х годах (в основном в США) ведущие автопроизводители построили и продали около 20 000 автомобилей с гибким топливом на метаноле, способных работать на любой комбинации бензина и метанола. Кроме того, были введены в эксплуатацию сотни автобусов, работающих на метаноле. Проехав миллионы миль без особых проблем с топливом, эти автомобили убедительно доказали, что метанол является превосходным экологически чистым транспортным топливом. Несмотря на это, к середине 90s спрос на метанол как транспортное топливо в США снизился. Причин было множество, в том числе: значительное падение цен на бензин; резкий рост цен на метанол; и агрессивное лоббирование со стороны политически влиятельных фермеров/агробизнеса и лобби этанола.

Хотя метанол исчез с карты транспортных топлив США в середине 90-х годов, за последние 10 лет сторонники топливного метанола сплотились, и перспективы его внедрения улучшились. Появление гидроразрыва пласта и горизонтального бурения для добычи сланцевого газа, значительно увеличившие поставки природного газа, сырья для метанола, ускорило движение топливного метанола. Принимая во внимание неоспоримые, глубокие экономические выгоды (рабочие места и улучшение платежного баланса) и преимущества энергетической безопасности (вытеснение нефти ОПЕК) метанольного топлива на основе газа, разумно сделать вывод, что внедрение открытого топливного стандарта является лишь вопросом времени. внедряется, и метанол становится опцией для американских автомобилистов.

Метанол как транспортное топливо в Китае

Тем временем в Китае, крупнейшем в мире производителе и потребителе метанола и лидере по его смешиванию с бензином, потребление топливного метанола продолжает расти. Отвечая на спрос, китайские автопроизводители, такие как Geely, Chery, Shanghai Automotive и Maple, в настоящее время производят новые автомобили, способные работать на метаноле. В мае 2012 года содиректор Института анализа глобальной безопасности д-р Гал Люфт отправился в Китай, чтобы узнать об опыте Китая в области смешивания метанола. Нажмите здесь, чтобы прочитать его выводы.

Метанол в качестве транспортного топлива в Израиле

Израиль является образцом использования метанола в качестве транспортного топлива для таких стран, как США и Канада, которые имеют избыток природного газа (который в настоящее время находится на грани одну шестую цены на нефть в энергетическом эквиваленте). И подобно США и Канаде (особенно США), Израиль является крупным импортером нефти, что ставит под угрозу платежный баланс и энергетическую безопасность. Поэтому израильское правительство решило, что преобразование определенного процента своего природного газа в метанол для использования в качестве транспортного топлива имеет смысл. Чтобы продемонстрировать, что M15 (15 % метанола/85 % бензина) можно использовать в существующем парке автомобилей, не требуя замены их или заправочных станций, правительство совместно с Dor Chemicals и Ten Petroleum в настоящее время тестирует M15 на дорогах. нации. Результаты испытаний оказались такими, как и предполагалось, что еще больше побудило Dor Chemicals приступить к реализации планов по строительству в Израиле заводов по переработке газа в метанол. Многие сторонники топливного метанола в США имеют корни в Израиле, поэтому известные американские регулирующие органы и политики были проинформированы о положительных результатах израильских испытаний. Один из таких людей, Эяль Аронофф, полагает, что преобразование газа в метанол — это возможность для бизнеса десятилетия в США. Нажмите здесь, чтобы посмотреть, как он объяснит, почему.