2/2020
Hydrocracking of Fischer-Tropsch Wax
The low-temperature Fischer-Tropsch synthesis (LTFT) processing of renewable feedstocks combined with the hydrocracking of its solid product is an effective way to produce synthetic renewable engine fuels. The hydrocracking of an FT wax derived from natural gas using the LTFT synthesis was studied in this paper. The hydrocracking was carried out in a tubular fixed-bed reactor with a cocurrent flow of the feedstock and hydrogen. Reaction temperatures in the range of 305– 370 °C, a pressure of 8 MPa, an H2/feed ratio of 500 m3/m3 and weight hour space velocities (WHSV) of 1; 2 and 4 h-1 were tested. The naphtha fraction (boiling up to 200 °C) was the main product of the hydrocracking under all the tested reaction conditions. It could be used as a component into petroleum-derived gasoline in a neat form or the after processing by common refinery processes (isomerization and/or reforming). The production of low-sulfur and low-aromatic paraffinic solvent or the utilization as a feedstock for steam cracking could be some other options of the naphtha fraction utilization. The maximum yield of the gaseous products (depending on the reaction temperatures and WHSV) was 20 wt.%. They were primarily composed of n-alkanes and isoalkanes and could be, therefore, used as an optimal feedstock for steam cracking as well. The C3-C4 fraction of the gaseous products could be also utilized as an LPG fuel. Very low yields (up to 10.4 wt.%) of the middle distillates were obtained under all the tested reaction conditions. Due to their saturated nature, their densities were very low and, additionally, poor low-temperature properties can be expected.
A review on short-range dispersion modelling of gaseous pollutants released from stationary sources
The reliance on solid fuels for heat processing and power generation with low efficiency and inadequately control of gaseous pollutants is strongly related to health impacts and environmental pollution. Atmospheric dispersion modelling is an essential tool to assess the potential impacts of related stationary sources on local air quality. Advanced Gaussian plume models provide an up-to-date assemble of algorithms to estimate contaminant concentrations distributed at a variety of heights and distances. This review presented a comparative evaluation on ADMS and AERMOD performance in different validation scenarios considering SO2 emissions and the NOx chemistry scheme. Terrain, stack height and plume rise influence on emissions, along with modelling uncertainties and limitations were also discussed. Contour plots of maximum daily values and annual averages confirmed a remarkable similarity in patterns within simulations. By this approach, the study extended recent practical information and recommended a complementary instrument for the improvement of the reference model SYMOS´97 implemented in the Czech Republic.
Effect of the hydrogen to feedstock ratio on the hydrotreating of the mixture of petroleum middle distillates and rapeseed oil
The hydrotreating of vegetable oils and animal fats is a possible way to produce a high-quality renewable diesel fuel component. It can be produced by processing the bio-raw material in new units or by the co-pro-cessing of the renewable raw material together with the petroleum middle distillates in existing hydrotreating units. This work was focused on investigating the effect of the hydrogen to the feedstock ratio on the hydrotreating of a mixture of petroleum middle distillates and rapeseed oil in a weight ratio of 8:2 in a tubular fixed-bed reactor. The hydrotreating was performed using a sulfided Ni-Mo/Al2O3 catalyst, a temperature of 345 °C, a WHSV of 1.0 h-1, a pressure of 4.0 MPa and a hydrogen to the feedstock ratio in the range of 120-600 m3∙m-3. The hydrogen to feedstock ratio of 120 m3∙m-3 was not sufficient to desulfurise the feedstock to the level of 10 mg∙kg-1. On the contrary, increasing the hydrogen to feedstock ratio to above 240 m3∙m-3 had no significant effect on the yield and quality of the obtained products. Therefore, the ratio of 240 m3∙m-3 was considered as sufficient for the hydrotreating of the mixture of the petroleum middle distillates and rapeseed oil.
Vliv technického stavu motoru a výfukového systému na emise NOx osobních automobilů poháněných benzínem
Článek je zaměřen na problematiku měření emisí v reálném provozu, kde na konkrétních příkladech ukazuje vliv technického stavu vozidel na emise oxidů dusíku (NOx), konkrétně oxidu dusnatého (NO). Výběr vozidel byl omezen na vozidla s benzínovým zážehovým motorem. V jednom případě se jednalo o nevyhovující stav motoru, ve druhém o sníženou funkčnost součástí pro úpravu spalin. Výsledky měření obou vozidel byly porovnány s referenčním vozidlem, které bylo prokazatelně v dobrém stavu. Stav vozidel byl posuzován na základě uložených chybových kódů v řídicí jednotce a rozboru vzorku motorového oleje metodou hmotnostní spektrometrie, případně informací od majitele vozidla. Emise byly měřeny pomocí mobilního měřicího zařízení, kde NO je stanovováno elektrochemickou metodou. Experiment ukázal, že defektní vozidla vykazovala o jeden až dva řády vyšší hodnoty výsledných emisních faktorů. Vozidlo s prokazatelnými závadami v oblasti přípravy palivové směsi a plnění válců produkovalo v jednotlivých typech provozu přibližně 17 – 167-krát více oxidů dusíku než vybraný automobil v dobrém technickém stavu. Vozidlo s pravděpodobně nefunkčním katalyzátorem emitovalo oxidy dusíku přibližně 55 – 134-krát více.
Hodnocení stability námořních paliv pomocí mikroskopu
Stabilita námořních paliv patří dlouhodobě mezi často diskutovaná témata. V posledních letech byl tento fakt ještě umocněn společně s blížícím se snížením maximálního možného obsahu síry v námořních palivech (tzv. sulphur cap), a to z původních 3,5 % hm. na současných 0,5 % hm. Nový limit platí pro otevřená moře a oceány (tzv. deep sea) od 1. 1. 2020. Od tohoto data je celá řada námořních paliv produkována jako směs dvou a více různorodých komponent tak, aby byl splněn předepsaný limit obsahu síry. Nárůst množství nově používaných ředicích složek však zvyšuje pravděpodobnost zhoršení stability či kompatibility finálního paliva. Z tohoto důvodu je pro nadcházející období klíčová dostupnost vhodných analytických metod pro hodnocení či predikci výsledné stability. Jako standardní metoda je však v souladu s ISO 8217a ve spojitosti se stabilitou definován pouze celkový obsah sedimentů po stárnutí. Tato metoda není zcela bezproblémová a vhodná pro všechny typy námořních paliv, proto jsme se zabývali možností použití mikroskopické analýzy. Sada vzorků námořních paliv byla hodnocena pomocí optického mikroskopu a získané výsledky byly zpracovány a korelovány s dalšími vybranými kvalitativními parametry. Mikroskopická analýza se ukázala jako vhodná metoda pro testování stability námořních paliv. Tuto metodu lze, v kombinaci se standardně používanými metodami, použít pro velmi rychlé vyhodnocení, a to jak v průmyslových, tak ve výzkumných laboratořích.
Druhotné využití opotřebovaných sorbentů připravovaných z popílků
V letech 2017-20 probíhal výzkum využití úletových popílků a ložových popelů z elektráren pro přípravu adsorbentů na záchyt oxidu uhličitého ze spalin. V rámci výzkumu byly adsorbenty připravovány alkalickým tavicím a hydrotermálním postupem. Získané produkty byly podrobovány cyklickým zkouškám adsorpce a desorpce simulujícím průmyslové nasazení. Jedním z dílčích úkolů bylo vyhodnotit, jak je možné opotřebované adsorbenty následně zužitkovat. V rámci zde prezentované studie byly materiály po skončení adsorpčních testů podrobeny procedurám, majícím za cíl ověřit jejich využití v roli substrátu pro rekultivaci vytěžených povrchových dolů. Základní posuzovanou vlastností byla schopnost těchto materiálů zadržovat vlhkost a tím přispívat k bilanci vody v rekultivované krajině. K tomuto účelu byl navržen test hydratace s následným pomalým sušením vzorku v termogravimetrickém analyzátoru. S ohledem na suroviny, z nichž byly adsorbenty připravovány, byla pozornost věnována i riziku nežádoucího vyluhování toxických látek. Posledním testovaným parametrem je průběh desorpce CO2 z pórů použitého adsorbentu. Odpovídá na otázku, zda je adsorbent použitelný pro rekultivaci ve stavu po poslední adsorpci (tj. nasycený CO2), nebo zda vyžaduje jako poslední krok zařadit termickou desorpci. Na základě výsledků zkoušek s hydratací lze usoudit, že by tyto materiály bylo možné aplikovat v rámci rekultivací uzavřených hnědouhelných lomů, a to sofistikovaněji než jen jako stabilizát. U testovaných vzorků byla metodou TGA potvrzena vysoká retence vody a její pomalé uvolňování, které by v případě uvedeného využití materiálů mohlo zlepšit hospodaření s vlhkostí a její distribuci dřevinám použitých při biotechnické rekultivační fázi. Další, ale dosud neprověřenou, možností je též využít porézní strukturu materiálů jako vhodného substrátu pro kolonizaci nitrifikačními bakteriemi. Tyto bakterie by následně zlepšily samočisticí schopnost vodní nádrže vytvořené v případě hydrologického způsobu rekultivace.