Proces Fischera Tropscha: paliwo syntetyczne
Słowa kluczowe: Fisher, Tropsh, proces upłynniania, paliwo stałe, ciekłe, węgiel, węgiel, biomasa, syncrude, gaz syntezowy, paliwo syntetyczne, biopaliwa, biopaliwa.
Proces Fischera Tropscha jest dość złożonym procesem upłynniania paliw stałych lub gazowych. Innymi słowy, umożliwia uzyskanie ciekłego paliwa z paliwa stałego lub gazu.
Zainteresowanie procesem skraplania jest oczywiste, oto jego 2 główne argumenty:
- na ogół paliwo płynne najbardziej interesujące opałowa objętośćOznacza to, że ta sama potencjalna energia chemiczna zajmie znacznie mniejszą objętość, gdy paliwo jest w postaci płynnej niż w postaci stałej, a nawet więcej w przypadku gazu. Pozwala to na łatwiejsze przechowywanie i transport.
Przykład: dla samego zmagazynowanej energii, Pelety są o 3,5 razy więcej niż objętość oleju.
- paliwo ciekłe jest generalnie dużo łatwiej „zapalne” i pozwala na dużo łatwiejszą regulację mocy, Co może być podstawowym kryterium w niektórych dziedzinach energii, takich jak transport, na przykład.
Proces Fischera-Tropscha (według Wikipedia)
Proces Fischera-Tropscha to reakcja chemiczna, która katalizuje tlenek węgla i wodór w celu przekształcenia ich w węglowodory. Najpopularniejszymi katalizatorami są żelazo lub kobalt.
Konwersja polega na produkcji syntetycznego paliwa ciekłego Syncrude z węgla, drewna lub gazu. Konwersja Fischera-Tropscha jest procesem bardzo wydajnym pod względem uzysku, ale wymaga bardzo dużych inwestycji, co czyni go ekonomicznie podatnym na spadkowe wahania ceny baryłki ropy. Ponadto etap wytwarzania gazu syntezowego (mieszanina H2 i CO) ma dość niską wydajność, co wpływa niekorzystnie na ogólną wydajność procesu.
Reakcja Fischera-Tropscha
Synteza Fischera-Tropscha, jak odkrył dwóch wynalazców jest następujący:
CH4 + 1 / 2O2 -> 2H2 + CO
(2n + 1) H2 + nCO -> CnH (2n + 2) + nH2O
Mieszanina tlenku węgla i wodoru nazywana jest gazem syntezowym lub gazem syntezowym. Uzyskana produkcja (syntetyczna ropa lub syncrude) jest rafinowana w celu uzyskania pożądanego paliwa syntetycznego.
Wikipedia ma ten proces (wg Wikipedii)
Wynalazek procesu Fischera Tropscha datuje się na 1925 r. I przypisuje się go dwóm niemieckim badaczom, Franzowi Fischerowi i Hansowi Tropschowi, pracującym dla Kaiser Wilhelm Institut (Niemcy). Proces ten polega na katalitycznej redukcji tlenków węgla wodorem w celu przekształcenia ich w węglowodór. Interesuje się produkcją z węgla lub gazu syntetycznej ropy naftowej (syncrude), która jest następnie rafinowana w celu uzyskania syntetycznego paliwa płynnego (synfuel).
Niemieckie pochodzenie: 124 syntetycznych beczek dziennie w 000 r ...
Proces ten został opracowany i wykorzystany przez Niemcy, ubogie w ropę naftową i kolonie naftowe, ale bogate w węgiel do produkcji paliwa płynnego, które było szeroko wykorzystywane przez Niemców i Japończyków podczas II wojny światowej. W ten sposób powstał pierwszy zakład pilotażowy Ruhrchemie AGS w 1934 roku i uprzemysłowiony w 1936 roku.
Na początku 1944 roku Rzesza produkowała około 124 000 baryłek paliwa dziennie z węgla, co stanowiło ponad 90% jej zapotrzebowania na paliwo lotnicze i ponad 50% całkowitego zapotrzebowania kraju na paliwo.
Uzyskane paliwo było nadal gorszej jakości (a zwłaszcza konsystencji) niż paliwo ropopochodne, dlatego inżynierowie zdecydowali się na wtrysk wody w celu skompensowania dość niskich liczb oktanowych. Dowiedz się więcej: wtrysk wody do Messerschmitt.
Produkcja ta pochodziła z 18 roślin bezpośredniego upłynniania węgla, ale także małych zakładach 9 FT, które produkowane niektóre 14 000 baryłek / dzień.
... ale także w Japonii
Japonia próbowała również do produkcji paliw z węgla, produkcja została dokonana głównie przez niskotemperaturowego odgazowywania, nieco skuteczne, ale prosty proces.
Jednak firma Mitsui kupiła licencję na proces Fischer Tropsch od Ruhrchemie na budowę trzech fabryk w Miike, Amagasaki i Takikawa, które nigdy nie osiągnęły swoich nominalnych mocy produkcyjnych z powodu problemów projektowych.
W 1944 roku Japonia wyprodukowała 114 000 ton paliwa z węgla, ale tylko 18.000 1944 z nich zostało wyprodukowanych w procesie FT. W latach 1945-XNUMX niemieckie i japońskie fabryki zostały poważnie uszkodzone przez alianckie bombardowania, a większość z nich została rozebrana po wojnie.
Porzucenie technologii po wojnie z wyjątkiem RPA
Niemieccy naukowcy, którzy opracowali proces FT, zostali schwytani przez Amerykanów, a siedmiu z nich wysłano do Stanów Zjednoczonych w ramach operacji Paperclip. Jednak po strukturyzacji rynku ropy naftowej i gwałtownego spadku cen, Stany Zjednoczone zrezygnowały z poszukiwań i Fischera-Tropscha spadła do użycia.
W latach 1950. odzyskał jednak zainteresowanie RPA: kraj ten, dysponujący dużymi zasobami węgla, zbudował silnie zmechanizowane kopalnie (Sasol) zaopatrujące jednostki CTL, których produkcja oparta jest na dwa różne syntezy Fischera Tropscha:
- Proces Arge (opracowany przez Ruhrchemie-Lurgi) do produkcji węglowodorów o wysokiej temperaturze wrzenia, takich jak olej napędowy i woski.
- Proces Synthol do produkcji węglowodorów o niższych temperaturach wrzenia, takich jak benzyna, aceton i alkohole.
Produkcja wystarczy dostarczyć swoje paliw drogowych.
Jeszcze obecnie stosowane
W 2006 roku jednostki te pokryły około jednej trzeciej potrzeb Republiki Południowej Afryki, a firma Sasol stała się jednym ze światowych specjalistów w tej dziedzinie.
Po pierwsze 1973 szok naftowy, który spowodował wzrost cen ropy naftowej, kilka firm i naukowców próbowało poprawić podstawowy proces Fischera-Tropscha, który zrodził wiele podobnych procesów zgrupowane w syntezie składnika lub chemia Fischera-Tropscha Fischera-Tropscha.
A B-52 kradzieży węgla w USA
Od 2000 roku proces ten odzyskał zatem zainteresowanie gospodarcze. Dlatego amerykański Departament Obrony zalecił we wrześniu 2005 r. Rozwój przemysłu naftowego w oparciu o eksploatację zasobów energetycznych Stanów Zjednoczonych w węglu w celu produkcji paliwa w procesie Fischera-Tropscha, a tym samym nie być uzależniony od zewnętrznych zasobów naturalnych na własne potrzeby.
Od 2006 roku US Air Force B52 przeprowadza testy z paliwem Fischer-Tropsch, zmieszanym w 50% lub czystym. Na razie jest to sukces, który pozwoli amerykańskiej armii odzyskać strategiczną niezależność za paliwo wojskowe.
éconologiques i trwałych zastosowań
Fakt skraplania węgla lub gazu nie zmienia nic, a nawet niewiele, w efekcie cieplarnianym i wyczerpywaniu się zasobów kopalnych; prędzej czy później węgiel zostanie uwolniony do atmosfery, a wykorzystywane zasoby naturalne nie są odnawialne.
To jest zupełnie inna w procesie Fischera-Tropscha z biomasy, biogazu, a nawet odpadów przemysłowych organicznej.
Tak więc ogólna zasada reakcji Fischera-Tropscha znacznie się zróżnicowała od samego początku i doprowadziła do powstania bardziej ogólnych procesów i nazw, takich jak CtL (Coal to Liquids), GtL (Gas to Liquids), ale przede wszystkim BtL (Biomasa do cieczy). To właśnie ten ostatni sektor ma szczególne znaczenie dla ekonologii.
Wiele organizacji, w tym CEA, pracują nad poprawą procesów konwersji, w rzeczywistości, ogólna sprawność energetyczna tej technologii również pozostaje słaby punkt.
Przykład skraplania odpadów przemysłowych przez niemiecką firmę (transmisja w Autoplus w listopadzie 2005):
Znakomity artykuł o bardzo pełnym historycznym charakterze, jednak brakuje niektórych szczegółów.
Głównym procesem wytwarzania paliwa syntetycznego z węgla podczas 2GM było „uwodornienie węgla”, zwane też syntezą Bergiusa, produkujące głównie 87-oktanową benzynę lotniczą, w nomenklaturze nazywaną B4.
W najlepszym razie niemieckie lotnictwo miało trochę benzyny krakingowej katalitycznej (indeks 96, nomenclaturé C3), otrzymywanej z rafinacji ropy naftowej.
Synteza FT odgrywała wówczas bardzo ograniczoną rolę.
Po adaptacji z innych źródeł; gaz ziemny w latach 70., biomasa w latach 90.; odtąd będą to źródła niekopalne, z których najtańszymi i najbogatszymi będzie ostatecznie wodór słoneczny i atmosferyczny CO2.