Fischer Tropsch: combustibil solid cu combustibil lichid


Distribuiți acest articol cu ​​prietenii dvs.:

Procesul Fischer Tropsch de sintetizare a unui combustibil lichid

Cuvinte cheie: fisher, tropsh, proces, lichefiere, combustibil, solid, lichid, carbune, carbon, biomasa, syncrude, syngas, sinteza, combustibil, biocombustibil, agrocombustibil.

Procesul Fischer Tropsch este un proces de lichefiere destul de complex pentru un combustibil solid sau gazos. Cu alte cuvinte, face posibilă obținerea unui combustibil lichid dintr-un combustibil solid sau gaz.

Interesul procesului de lichefiere este evident, aici sunt principalele sale argumente 2:

- un combustibil lichid prezent în general o valoare calorică mai interesantăceea ce înseamnă că aceeași energie chimică potențială va avea un volum mult mai mic atunci când combustibilul este în stare lichidă decât solid și chiar mai mult pentru gaz. Acest lucru permite stocarea și transportul mai ușor.
Exemplu: pentru aceeași energie stocată, Peletele de lemn au aproximativ 3,5 ori mai mult volum decât combustibilul.

- un combustibil lichid este de obicei mult mai ușor de aprins și permite o reglare a puterii mult mai ușoară. Acesta poate fi un criteriu fundamental în anumite domenii energetice, cum ar fi transportul, de exemplu.

Procesul Fischer-Tropsch (în funcție de Wikipedia)

Procesul Fischer-Tropsch este o reacție chimică pentru a cataliza monoxidul de carbon și hidrogenul pentru a le transforma în hidrocarburi. Catalizatorii cei mai obișnuiți sunt fierul sau cobaltul.

Interesul conversiei este de a produce combustibil lichid sintetic sincron din cărbune, lemn sau gaz. Conversia Fischer-Tropsch este un proces foarte eficient din punct de vedere al randamentului, dar care necesită investiții foarte grele, ceea ce îl face vulnerabil din punct de vedere economic la fluctuațiile descendente ale prețului unui baril de petrol. Mai mult, etapa de producere a gazului de sinteză (amestecul de H2 și CO) are un randament relativ scăzut, ceea ce penalizează randamentul global al procesului.

Ecuația lui Fischer-Tropsch

Procesul Fischer-Tropsch descoperit de cei doi inventatori este următorul:

CH4 + 1 / 2O2 -> 2H2 + CO

(2n + 1) H2 + nCO -> CnH (2n + 2) + nH2O

Amestecul de monoxid de carbon și hidrogen se numește gaz de sinteză sau gaz natural. Producția rezultată (brut sintetic sau sincrudă) este rafinată pentru a obține combustibilul sintetic dorit.

Originea și istoria acestui proces (în conformitate cu Wikipedia)

Invenția procesului Fischer Tropsch datează de la 1925 și este atribuită a doi cercetători germani, Franz Fischer și Hans Tropsch, care lucrează pentru Institutul Kaiser Wilhelm (Germania). Acest proces se bazează pe reducerea catalitică a oxizilor de carbon cu hidrogen pentru a le transforma în hidrocarburi. Interesul său este de a produce, din cărbune sau gaz, un ulei sintetic (syncrude) care este apoi rafinat pentru a furniza combustibil lichid sintetic (sinfuel).

Originea germană: Butoaie sintetice 124 000 pe zi în 1944 ...

Acest proces a fost dezvoltat și operat de Germania, săraci în colonii de petrol și petrol, dar bogat în cărbune pentru a produce combustibil lichid, utilizat în mod masiv de germani și japonezi în timpul celui de-al doilea război mondial. Astfel a fost înființată prima instalație pilot de către Ruhrchemie AGS în 1934 și industrializată în 1936.

La începutul anului 1944, Reich-ul a produs unele butoaie 124 000 / zi de combustibil din cărbune, care reprezenta peste 90% din necesarul de combustibili pentru aviație și mai mult de 50% din necesarul total de combustibili țări.

Combustibilul obținut a fost încă de o calitate mai mică (și mai presus de toate consistența) decât combustibilul de origine petrolieră, astfel încât inginerul a recurs la injecția de apă pentru a compensa numerele octanice relativ scăzute. Aflați mai multe: injecție de apă în Messerschmitt.

Această producție a provenit de la centralele 18 de lichefiere directă, dar și de la fabricile mici FT de la 9, care au produs câteva butoaie 14 000 / zi.

... dar și în Japonia

Japonia a încercat, de asemenea, să producă combustibili din cărbune, producția fiind în principal prin carbonizarea la temperatură joasă, un proces ineficient, dar simplu.

Cu toate acestea, compania Mitsui a cumpărat o licență de la Fischer Tropsch proces Ruhrchemie pentru a construi trei fabrici în Miike, Amagasaki și Takikawa, care niciodată nu a ajuns la capacitatea lor nominală, care se datorează probleme de design.

În anii 1944, Japonia a produs 114 000 tone de combustibil din cărbune, dar numai 18.000 dintre ele au fost fabricate în conformitate cu procesul FT. Între 1944 și 1945, fabricile germane și japoneze au fost grav afectate de bombardamentele aliate, iar majoritatea au fost dezmembrate după război.

Abandonarea tehnologiei după război, cu excepția Africii de Sud

Cercetătorii germani care au dezvoltat procesul FT au fost capturați de americani și șapte dintre aceștia au trimis în Statele Unite ca parte a Operațiunii Paperclip. Cu toate acestea, după structurarea pieței petrolului și scăderea bruscă a prețurilor, Statele Unite au abandonat cercetarea și procesul Fischer-Tropsch a scăpat din uz.

Cu toate acestea, în anii 1950, el și-a recâștigat interesul în Africa de Sud: această țară, cu resurse abundente de cărbune, a construit mine miniere foarte mecanizate (Sasol) care furnizează unități CTL a căror producție se bazează pe două sinteze separate Fischer Tropsch:
- Procesul Arge (dezvoltat de Ruhrchemie-Lurgi) pentru producerea de hidrocarburi cu punct de fierbere ridicat, cum ar fi motorina și cerurile.
- procedeu Synthol pentru producerea de hidrocarburi cu puncte de fierbere scăzute, cum ar fi benzina, acetona și alcoolii.

Producția a fost suficientă pentru furnizarea de combustibili rutieri.

Întotdeauna folosit astăzi

În 2006, aceste unități acoperă aproximativ o treime din necesitățile Africii de Sud, iar Sasol a devenit unul dintre cei mai importanți specialiști din lume în domeniu.

După primul șoc petrolier al companiei 1973, care a cauzat creșterea prețului la țiței, mai multe companii și cercetători au încercat să îmbunătățească procesul de bază al companiei Fischer-Tropsch, care a dat naștere la o mare varietate de procese similare , grupate sub sinteza Fischer-Tropsch sau componentă chimică Fischer-Tropsch.

Un B-52 care zboară în SUA

De la anii 2000, procesul este, prin urmare, de interes economic. De exemplu, Departamentul Apărării al SUA în septembrie 2005 a susținut dezvoltarea unei industrii petroliere bazată pe exploatarea resurselor energetice ale SUA în cărbuni pentru a produce combustibil prin procesul Fischer-Tropsch și, prin urmare, să nu să depindă de resursele naturale externe pentru propriile nevoi.



Din moment ce 2006, un B52 al Forțelor Aeriene ale SUA efectuează teste cu combustibil Fischer-Tropsch, amestecat cu 50% sau pur. Pentru moment, acesta este un succes care va permite armatei americane să-și recâștige independența strategică pentru combustibilul militar.

Aplicații econologice și durabile

Lichidarea cărbunelui sau a gazelor nu face deloc sau deloc diferența față de efectul de seră și de epuizarea resurselor fosile; carbonul va fi eliberat mai devreme sau mai târziu în atmosferă, iar resursele naturale utilizate nu pot fi reînnoite.

Este destul de diferită prin utilizarea procesului Fischer-Tropsch din biomasă, biogaz sau chiar deșeuri industriale organice.

Deci, principiul general al reacției Fischer-Tropsch a diversificat foarte mult de la început, și a dat naștere la mai multe procese generice și nume, cum ar fi ctl (cărbune în lichide), GTL (gaz la lichide), dar mai ales BtL (Biomasa pentru lichide). Ultimul sector este interesat în special de econologie.

Multe organizații, inclusiv CEA, lucrează în prezent pentru a îmbunătăți procesele de conversie, într-adevăr, eficiența energetică globală a acestei tehnologii este, de asemenea, un punct slab.

Exemplu de lichefiere a deșeurilor industriale de către o companie germană (publicată în Autoplus în noiembrie 2005):

fischer tropsch în autoplus

Citește mai mult:

- Lichefierea biomasei de către CEA
- O altă lichefiere a cărbunelui: procesul Makhonnine
- Amestecul energetic, soluția energetică a viitorului?


Facebook Comentarii

Lasă un comentariu

Adresa ta de email nu va fi publicată. Câmpurile obligatorii sunt marcate *