Fischer Tropsch süreci: sentetik yakıt
Anahtar Kelimeler: balıkçı, Tropsh, süreç, sıvılaşma, yakıt, katı, sıvı, kömür, karbon, biyokütle, syncrude, sentez gazı, sentetik yakıt, biyoyakıt, biyoyakıt.
Fischer Tropsch süreci, katı veya gaz halindeki yakıtlar için oldukça karmaşık bir sıvılaştırma işlemidir. Diğer bir deyişle katı yakıt veya gazdan sıvı yakıt elde etmeyi mümkün kılar.
Sıvılaştırma sürecinin ilgisi açıktır, işte 2 ana argümanı:
- bir sıvı yakıt genellikle çok ilginç bir hacim kalorifikyani aynı potansiyel kimyasal enerji, yakıt sıvı haldeyken katı haldeyken çok daha küçük ve hatta gaz için daha fazla hacim alacaktır. Bu, daha kolay saklama ve taşıma sağlar.
Örnek: Aynı depolanan enerji, ahşap pelet yağ daha 3,5 kat daha fazla hacim üzeresiniz.
- bir sıvı yakıt genellikle çok daha kolay "tutuşabilir" ve gücün çok daha kolay düzenlenmesine izin verir. Ne örneğin ulaşım gibi bazı enerji alanlarında, temel bir kriter olabilir.
(Wikipedia göre) Fischer-Tropsch işlemiyle
Fischer-Tropsch süreci, karbon monoksit ve hidrojeni hidrokarbonlara dönüştürmek için katalize eden kimyasal bir reaksiyondur. En yaygın katalizörler demir veya kobalttır.
Dönüşümün ilgisi kömür, odun veya gazdan sentetik sıvı yakıt, Syncrude üretmektir. Fischer-Tropsch dönüşümü, verim açısından çok verimli bir süreçtir, ancak çok ağır yatırımlar gerektirir ve bu da onu bir varil petrol fiyatındaki aşağı yönlü dalgalanmalara karşı ekonomik olarak savunmasız kılar. Ayrıca, sentez gazı üretme aşaması (H2 ve CO karışımı) oldukça zayıf bir verim sergiler ve bu da işlemin genel verimini olumsuz etkiler.
Fischer-Tropsch reaksiyonu
aşağıdaki gibi, iki buluş sahipleri tarafından keşfedilen Fischer-Tropsch sentezi:
CH4 + 1 / 2O2 -> 2H2 + CO
(2n + 1) H2 + nCO -> CnH (2n + 2) + nH2O
Karbon monoksit ve hidrojenin karışımına sentez gazı veya sentez gazı denir. Elde edilen üretim (sentetik ham veya eş-ham), istenen sentetik yakıtı elde etmek için rafine edilir.
Vikipedi'de (Wikipedia göre) bu süreci vardır
Fischer Tropsch sürecinin icadı 1925 yılına dayanıyor ve Kaiser Wilhelm Enstitüsü (Almanya) için çalışan iki Alman araştırmacı, Franz Fischer ve Hans Tropsch'a atfediliyor. Bu işlem, karbon oksitlerin hidrokarbona dönüştürülmesi için hidrojen tarafından katalitik indirgenmesine dayanır. İlgi alanı, kömür veya gazdan sentetik bir petrol (syncrude) üretmektir ve daha sonra sentetik sıvı yakıt (synfuel) sağlamak için rafine edilir.
Alman menşeli: 124'te günde 000 sentetik varil ...
Bu süreç, petrol ve petrol kolonileri bakımından fakir, ancak 1934. Dünya Savaşı sırasında Almanlar ve Japonlar tarafından yoğun olarak kullanılan sıvı yakıt üretmek için kömür bakımından zengin olan Almanya tarafından geliştirildi ve kullanıldı. Böylece 1936 yılında Ruhrchemie AGS tarafından ilk pilot tesis kurulmuş ve XNUMX'da sanayileşmiştir.
1944'ün başında, Reich, havacılık yakıtı ihtiyacının% 124'ından fazlasını ve ülkenin toplam yakıt ihtiyacının% 000'sinden fazlasını temsil eden yaklaşık 90 varil / gün kömürden yakıt üretiyordu.
Elde edilen yakıt petrol kaynaklı yakıttan daha düşük kalitede (ve özellikle tutarlı) idi, bu nedenle mühendisler oldukça düşük oktan sayılarını telafi etmek için su enjeksiyonuna başvurdular. Daha fazlasını bul: Messerschmitt'e su enjeksiyonu.
Bu üretim, bazı 18 9 varil / gün üretti 14 doğrudan sıvılaştırma tesisleri değil aynı zamanda küçük fabrikalar 000 FT, geldi.
... ama aynı zamanda Japonya'da
Japonya da kömürden yakıtlar üretmek için çalıştı, üretim düşük sıcaklık karbonizasyon, biraz etkili ama basit bir süreç ağırlıklı olarak gerçekleştirildi.
Bununla birlikte, Mitsui şirketi, Miike, Amagasaki ve Takikawa'da tasarım sorunları nedeniyle hiçbir zaman nominal kapasitelerine ulaşmayan üç fabrika kurmak için Ruhrchemie'den Fischer Tropsch sürecinin bir lisansını satın aldı.
1944'lerde Japonya, kömürden 114 ton yakıt üretti, ancak bunlardan yalnızca 000'i FT işlemi kullanılarak yapıldı. 18.000 ile 1944 arasında Alman ve Japon fabrikaları Müttefik bombardımanından ağır hasar gördü ve çoğunluğu savaştan sonra söküldü.
Güney Afrika dışında savaştan sonra teknolojinin Vazgeçme
FT sürecini geliştiren Alman bilim adamları Amerikalılar tarafından yakalandı ve bunlardan yedisi Paperclip Operasyonu kapsamında Amerika Birleşik Devletleri'ne gönderildi. Ancak petrol piyasasının yapılanması ve fiyatlarındaki keskin düşüşten sonra, Amerika Birleşik Devletleri arama ve Fischer-Tropsch kullanılmaz hale düştü terk.
Ancak 1950'lerde Güney Afrika'daki ilgisini yeniden kazandı: Bol kömür kaynaklarına sahip olan bu ülke, üretimine dayalı CTL birimleri tedarik eden oldukça mekanize madenler (Sasol) inşa etti. iki farklı Fischer Tropsch sentezi:
- Gaz yağı ve mumlar gibi yüksek kaynama noktalı hidrokarbonların üretimi için Arge işlemi (Ruhrchemie-Lurgi tarafından geliştirilmiştir).
- Benzin, aseton ve alkoller gibi düşük kaynama noktalı hidrokarbonların üretimi için Synthol işlemi.
onun yol yakıtları sağlamak için yeterli üretimi.
Hala şu anda kullanılan
2006 yılında, bu birimler Güney Afrika ihtiyaçlarının yaklaşık üçte birini karşıladı ve Sasol şirketi bu alanda dünya uzmanlarından biri haline geldi.
Ham petrol fiyatlarının, çeşitli şirketler ve araştırmacılar artışa neden ilk petrol şoku 1973, benzer süreçlerin çeşitli oluşmasına neden oldu Fischer-Tropsch, temel sürecini iyileştirmek için çalıştık sonra bileşen sentezi ya da Fischer-Tropsch kimyası Fischer-Tropsch altında toplanabilir.
ABD'de kömür çalmak A B-52
2000'lerden bu yana süreç, ekonomik ilgiyi yeniden kazandı. Bu nedenle Amerikan Savunma Bakanlığı, Eylül 2005'te Fischer-Tropsch süreci ile yakıt üretmek için Amerika Birleşik Devletleri'nin kömürdeki enerji kaynaklarının sömürülmesine dayalı bir petrol endüstrisinin geliştirilmesini tavsiye etti ve bu nedenle kendi ihtiyaçları için dış doğal kaynaklara bağımlı olmak.
2006 yılından bu yana, bir ABD Hava Kuvvetleri B52,% 50 harmanlanmış veya saf Fischer-Tropsch yakıtı ile testler yapmaktadır. Şimdilik, ABD ordusunun askeri yakıtı için stratejik bağımsızlığını yeniden kazanmasını sağlayacak bir başarıdır.
éconologiques ve sürdürülebilir uygulamalar
Kömürün veya gazın sıvılaştırılması gerçeği, sera etkisine ve fosil kaynaklarının tükenmesine hiçbir şeyi değiştirmez ya da çok fazla değiştirmez; Er ya da geç karbon atmosfere salınacak ve kullanılan doğal kaynak yenilenemez.
Bu biyokütle, biyogaz, hatta endüstriyel organik atıklardan Fischer-Tropsch işlemini kullanarak oldukça başka bir şeydir.
Bu nedenle, Fischer-Tropsch reaksiyonunun genel prensibi başından beri çok çeşitlendi ve CtL (Kömürden Sıvıya), GtL (Gazdan Sıvıya) ve özellikle BtL gibi daha genel süreçlere ve adlara yol açtı. (Biyokütleden Sıvılara). Ekonolojiye özel ilgi duyan bu son sektördür.
CEA dahil pek çok kuruluş, dönüşüm süreçleri geliştirmek için çalışıyoruz, aslında, bu teknolojinin genel enerji verimliliği de bir zayıf nokta olmaya devam etmektedir.
Örnek, endüstriyel atıkların bir Alman şirketi tarafından sıvılaştırılması (Kasım 2005'te Autoplus'ta yayınlanmıştır):