Мотилогаз как топливная смесь¶

Мотилогаз — тривиальное название горючей газовой смеси, основу которой составляют пары метанола и низшие углеводороды, получаемые при термической переработке древесины, торфа или синтезом из синтез-газа. Термин встречается преимущественно в технической литературе первой половины XX века и в описаниях установок для получения газообразного топлива из жидкого метанола. В современной практике более употребительны названия «метанольный газ», «пары метанола» или «синтез-газ», а сам термин «мотилогаз» считается устаревшим и практически вышел из обращения.

¶Терминология и происхождение названия

Название образовано от «метиловый спирт» (метанол) и слова «газ». Встречаются варианты написания: «метиловый газ», «метилгаз», «мотилогаз». В немецкоязычной технической литературе начала XX века использовался термин Methylgas, во французской — gaz méthylique. Русские переводы немецких руководств по двигателям внутреннего сгорания закрепили форму «мотилогаз», которая затем механически переносилась в справочники и патенты.

Следует отличать мотилогаз от близких понятий:

• синтез-газ — смесь оксида углерода и водорода, получаемая газификацией угля или конверсией метана;
• генераторный газ — продукт газификации твёрдого топлива в газогенераторах;
• метанол-воздушная смесь — топливная композиция для двигателей, где метанол находится в паровой фазе.

¶Состав и физико-химические свойства

Классический мотилогаз представляет собой многокомпонентную смесь. Типовой состав, приводимый в справочниках 1920–1940-х годов:

Теплота сгорания такой смеси составляет примерно 12–18 МДж/м³, что ниже, чем у природного газа (около 35 МДж/м³), но выше, чем у многих видов генераторного газа. Температура воспламенения паров метанола в воздухе — около 464 °C, концентрационные пределы взрываемости метанол-воздушных смесей — примерно 6–36 % об. Эти характеристики определяют повышенные требования к герметичности аппаратуры.

¶Способы получения

Исторически сложилось два основных пути.

¶Термическое разложение древесины

При сухой перегонке древесины без доступа воздуха образуются жидкие продукты (так называемая древесная жидкость), из которых ректификацией выделяли метанол. Несконденсировавшиеся газы — смесь водорода, оксида углерода, метана и паров спирта — собирались в газгольдеры и использовались как топливо. Именно эту фракцию в старой литературе называли мотилогазом.

¶Каталитический синтез

С развитием промышленного синтеза метанола из синтез-газа (реакция CO + 2H₂ → CH₃OH на цинк-хромовых, затем на медно-цинковых катализаторах) появилась возможность получать метанол в больших объёмах. Газообразное топливо стали готовить испарением жидкого метанола с частичным разложением на катализаторе, что давало стабильную по составу смесь.

¶Применение

В первой половине XX века мотилогаз рассматривался как альтернатива бензину и керосину в условиях дефицита нефтепродуктов.

• Двигатели внутреннего сгорания. Смесь подавалась в карбюратор или непосредственно во впускной коллектор; из-за низкой теплоты сгорания требовались увеличенные объёмы подачи и корректировка степени сжатия.
• Газовые горелки и печи. Применялся в лабораторной и мелкой промышленной практике для нагрева, пайки, отопления.
• Аппараты газовой сварки. Метанол-воздушные смеси дают температуру пламени ниже ацетилено-кислородного, поэтому использовались ограниченно.
• Авиамоделизм и малая энергетика. Пары метанола как топливо для калильных двигателей известны и сегодня, хотя термин «мотилогаз» к ним не применяется.

¶Преимущества и недостатки

К достоинствам относили доступность сырья (древесина, торф, уголь), возможность получения в негазифицированных районах и относительно чистый процесс горения без сажи и смол.

Основные недостатки:

• высокая токсичность метанола — поражает зрительный нерв и центральную нервную систему, смертельная доза при приёме внутрь составляет 30–100 мл;
• низкая теплота сгорания, требующая больших расходов;
• агрессивность по отношению к некоторым металлам и уплотнителям;
• пожароопасность и способность образовывать взрывоопасные смеси;
• склонность к поглощению влаги из воздуха.

¶Исторический контекст и современное состояние

Интерес к газообразному метанольному топливу усиливался в периоды топливных кризисов — в годы Первой мировой войны, в 1920-е годы в Германии, отчасти в 1940-е. После Второй мировой войны, с ростом добычи нефти и распространением природного газа, термин вышел из активного употребления. В 1970-е годы, на волне нефтяного кризиса, вновь обсуждались «метанольные» топлива, но уже под другими названиями — M85, M100, метанол-бензиновые смеси.

В современной энергетике метанол рассматривается прежде всего как жидкое топливо и сырьё для химии, а также как перспективный энергоноситель в концепции «метанольной экономики». Газообразные метанольные смеси применяются в узких областях — калильные микродвигатели, лабораторные источники восстановительной атмосферы, некоторые аналитические методики.

¶См. также

• Метанол
• Синтез-газ
• Генераторный газ
• Газификация топлива
• Альтернативные топлива