"Eesti Teadusfondi uurimistoetus" projekt ETF9331
ETF9331 "Diktüoneema põlevkivi orgaanilise aine vedeldamine superkriitiliste lahustite ja reagentidega (1.01.2012−31.12.2015)", Hans Luik, Tallinna Tehnikaülikool, Keemia ja materjalitehnoloogia teaduskond.
ETF9331
Diktüoneema põlevkivi orgaanilise aine vedeldamine superkriitiliste lahustite ja reagentidega
Liquefaction of the organic matter of dictyonema oil shale with supercritical solvents and reagents
1.01.2012
31.12.2015
Teadus- ja arendusprojekt
Eesti Teadusfondi uurimistoetus
ETIS klassifikaatorAlamvaldkondCERCS klassifikaatorFrascati Manual’i klassifikaatorProtsent
4. Loodusteadused ja tehnika4.11. Keemia ja keemiatehnikaT370 Süsinikukeemia, naftakeemia, kütuste ja lõhkeainete tehnoloogia1.3. Keemiateadused (keemia ja muud seotud teadused)100,0
PerioodSumma
01.01.2012−31.12.20127 080,00 EUR
01.01.2013−31.12.20137 080,00 EUR
01.01.2014−31.12.20147 080,00 EUR
01.01.2015−31.12.20157 080,00 EUR
28 320,00 EUR

Uuritakse diktüoneema põlevkivi orgaanilise aine termokeemilise vedeldamise ja vääristamise seaduspärasusi eesmärgiga hinnata selle potentsiaali sünteetilise nafta allikana. Konversiooni meetodina kasutatakse superkriitilist ekstraktsiooni autoklaavis erinevate lahustite ja reagentide juuresolekul. Superkriitiliste lahustitena uuritakse vee, benseeni, heksaani, metanooli, etanooli ning atsetooni mõju produktide saagisele ja koostisele. Maksimaalse saagise suure süsivesinike sisaldusega õli saamiseks varieeritakse kerogeeni vedeldamisprotssi parameetreid (temperatuur, vedeldamise aeg, rõhk autoklaavis ja lähteainete kaaluline suhe) laias diapasoonis ning uuritakse mõningate reagentide (vesiniku doonorid, NaOH, tsink) efekti hüdrogeenimise, krakkimise jt. reaktsioonide esilekutsumiseks. Luuakse füüsikalis-keemilised ja tehnoloogilised alused seni veel tööstuslikult mitte kasutatava suure reserviga põlevkivi erimi jätkusuutlikuks kasutamiseks.
Regularities of thermochemical liquefaction and upgrading of the dictyonema oil shale with the aim of estimating its potential as a source for synthetic petroleum will be investigated. As a conversion method supercritical extraction in autoclave in the presence of various solvents and reagents is used. The effect of supercritical water, benzene, hexane, methanol, ethanol and acetone on products yield and composition will be investigated. In order to obtain the maximum yield of oil rich in hydrocarbons parametres of kerogen liquefaction process (temperature, liquefaction time, pressure in autoclave and weight ratio of initial substances) will be largely varied and some selected reagents (H-donors, NaOH, zinc) are added to evoke the hydrogenation, cracking and other reactions. Physical-chemical and technological fundamentals for the sustainable utilisation of the huge reserve of so far industrially unused oil shale type will be created.
Diktüoneema põlevkivi on Eesti teist liiki põlevkivi, mida seni veel tööstuslikult ei kasutata. Projektis teostati diktüoneema põlevkivi pürolüüs Fischeri retordis modifitseeritud tingimustel, superkriitiline ekstraktsioon autoklaavis süsivesinike ja alkoholidega ja vesikonversioon reagentide juuresolekul (leelised, formiaat, tsink)ning kirjeldati erinevate eksperimendi tingimuste mõju vedelprodukti saagisele ja koostisele. On näidatud, et poolkoksistamise kui senini ainsa põlevkiviõli saamise tööstusliku meetodi kasutamine ei ole perspektiivne, kuna laboratoorses Fischeri retordis saadav õli saagis on võrreldes Kukersiitpõlevkiviga äärmiselt väike, vastavalt 1-2 ja 23%. Superkriitiliste lahustite ja reagentide, sealhulgas vesiniku doonorühendite (HCOONa, Zn+H2O) mõju uurimine eksperimentaalselt näitas, et õli on võimalik saada kordades rohkem ja oluliselt madalamal temperatuuril võrreldes pürolüüsiga Fischeri retordis standardsetel või modifitseeritud tingimustel. Õlide kvalitatiivse ja kvantitatiivse koostise uurimine kromatograafiliste, spektroskoopiliste ja elementanalüüsi meetoditega kinnitas diktüoneema põlevkivist moodustunud õlide sarnasust Kukersiidi poolkoksistamise õlile keemiliste ühendite grupikoostise poolest ja erinevust gruppide individuaalse koostise kui ka proportsioonide poolest. Projekt on eeltööks põhjalikule ja komplekssele alusuuringule diktüoneema põlevkivi orgaanilise aine efektiivseks vedeldamiseks.