Fischer Tropsch: fast bränsle med flytande bränsle


Dela den här artikeln med dina vänner:

Fischer Tropsch-processen för att syntetisera ett flytande bränsle

Nyckelord: fisher, tropsh, process, flytande, bränsle, fast, flytande, kol, kol, biomassa, syncrude, syngas, syntes, bränsle, biobränslen, agrobränslen.

Fischer Tropsch-processen är en ganska komplex kondensationsprocess för ett fast eller gasformigt bränsle. Med andra ord gör det möjligt att erhålla ett flytande bränsle från ett fast bränsle eller gas.

Ljusfaktionsprocessens intresse är uppenbart, här är huvudargumenten 2:

- ett flytande bränsle i allmänhet närvarande ett värmevärde mer intressantdet vill säga att samma potentiella kemiska energi kommer att ta en mycket mindre volym när bränslet är i flytande form än fast och ännu mer för gasen. Detta möjliggör enklare lagring och transport.
Exempel: för samma lagrade energi, träpellets tar cirka 3,5 gånger mer volym än bränsleolja.

- ett flytande bränsle är vanligtvis mycket lättare att antända och möjliggör mycket enklare effektreglering. Detta kan vara ett grundläggande kriterium inom vissa energifält som exempelvis transport.

Fischer-Tropsch-processen (enligt Wikipedia)

Fischer-Tropsch-processen är en kemisk reaktion för att katalysera kolmonoxid och väte för att omvandla dem till kolväte. De vanligaste katalysatorerna är järn eller kobolt.

Konverteringsintresset är att producera syntetiskt syntetiskt flytande bränsle från kol, trä eller gas. Fischer-Tropsch-omvandling är en mycket effektiv process när det gäller avkastning, men det kräver mycket stora investeringar, vilket gör det ekonomiskt sårbart för nedåtgående fluktuationer i priset på ett fat olja. Dessutom har syntesgasproduktionssteget (blandningen av H2 och CO) ett relativt dåligt utbyte, vilket straffar det totala utbytet av processen.

Fischer-Tropsch ekvation

Fischer-Tropsch-processen som upptäckts av dess två uppfinnare är följande:

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

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

Blandningen av kolmonoxid och väte kallas syntesgas eller syngas. Den resulterande framställningen (syntetisk rå eller synkruv) förädlas för erhållande av det önskade syntetiska bränslet.

Ursprung och historia för denna process (enligt Wikipedia)

Uppfinningen av Fischer Tropsch-processen kommer från 1925 och tillskrivs två tyska forskare, Franz Fischer och Hans Tropsch, som arbetar för Kaiser Wilhelm-institutet (Tyskland). Denna process bygger på katalytisk reduktion av koloxider med väte för att omvandla dem till kolväte. Dess intresse är att producera, från kol eller gas, en syntetisk olja (syncrude) som sedan raffineras för att tillhandahålla syntetiskt flytande bränsle (synfuel).

Det tyska ursprunget: 124 000 syntetiska fat per dag i 1944 ...

Denna process utvecklades och drivs av Tyskland, fattig i olja och oljekolonier, men rik på kol för att producera flytande bränsle, som massivt användes av tyskar och japaner under andra världskriget. Således inrättades den första pilotanläggningen av Ruhrchemie AGS i 1934 och industrialiserades i 1936.

I början av 1944 producerade riket några 124 000 fat / dag bränsle från kol, vilket stod för mer än 90% av sina bränslebehov och mer än 50% av landets totala bränslebehov.

Det erhållna bränslet var fortfarande av mindre god kvalitet (och framförallt konsistens) än petroleumets bränsle, så ingenjören använde vatteninjektion för att kompensera för relativt låga oktantal. Läs mer: vatteninsprutning i Messerschmitt.

Denna produktion kom från 18 direkta likriktningsanläggningar men även 9 små FT-växter, vilket gav några 14 000 fat per dag.

... men också i Japan

Japan har också försökt producera bränslen från kol, produktionen var främst genom låg temperaturkolning, en process som inte är mycket effektiv men enkel.

Mitsui-företaget köpte emellertid en licens för Fischer Tropsch-processen i Ruhrchemie för att bygga tre fabriker i Miike, Amagasaki och Takikawa, som aldrig nått nominell kapacitet på grund av designproblem.

I 1944-åren producerade Japan 114 000 ton bränsle från kol, men endast 18.000 av dem gjordes enligt FT-processen. Mellan 1944 och 1945 blev de tyska och japanska fabrikerna allvarligt skadade av allierad bombning, och majoriteten demonterades efter kriget.

Övergivande av teknik efter kriget utom i Sydafrika

Tyska forskare som utvecklade FT-processen fångades av amerikanerna och sju av dem skickade till USA som en del av Operation Paperclip. Men efter strukturering av oljemarknaden och den kraftiga prisnedgången lämnade Förenta staterna forskningen och Fischer-Tropsch-processen föll i missbruk.

Under 1950-åren återfick han emellertid intresse för Sydafrika: detta land, med rikliga kolresurser, byggde högmekaniserade gruvor (Sasol) som levererar CTL-enheter, vars produktion baseras på två separata Fischer Tropsch-synteser:
- Arge-processen (utvecklad av Ruhrchemie-Lurgi) för produktion av högkokande kolväten, såsom gasolja och vaxer.
- Syntolprocess för framställning av kolväten med lägre kokpunkter, såsom bensin, aceton och alkoholer.

Produktionen var tillräcklig för leverans av vägbränslen.

Alltid används idag

I 2006 täcker dessa enheter ungefär en tredjedel av Sydafrikas behov, och Sasol har blivit en av världens ledande specialister på området.

Efter den första oljekocken hos 1973, som orsakade ökningen av råoljepriset, försökte flera företag och forskare förbättra den grundläggande processen för Fischer-Tropsch, som födde en mängd olika liknande processer , grupperade under Fischer-Tropsch-syntesen eller Fischer-Tropsch-kemi-komponenten.

En B-52 som flyger i USA

Sedan 2000-åren är processen därför av ekonomiskt intresse. Förenta staternas försvarsdepartement i september 2005 föreslog exempelvis utvecklingen av en oljeindustri baserad på utnyttjandet av amerikanska energiresurser i kol för att producera bränsle genom Fischer-Tropsch-processen och så att inte vara beroende av externa naturresurser för sina egna behov.



Sedan 2006 utför en B52 från US Air Force test med Fischer-Tropsch bränsle, blandat med 50% eller ren. För nu är det en framgång som gör det möjligt för USA: s militär att återta strategiskt oberoende för sitt militära bränsle.

Ekologiska och hållbara applikationer

Liquefying kol eller gas gör liten eller ingen skillnad mot växthuseffekten och uttömningen av fossila resurser, faktiskt; kol kommer att släppas förr eller senare i atmosfären och den använda naturresursen är inte förnybar.

Det är helt annorlunda med Fischer-Tropsch-processen från biomassa, biogas eller till och med organiskt industriavfall.

Således har den allmänna principen för Fischer-Tropsch-reaktionen diversifierats avsevärt sedan början och har lett till fler generiska processer och appellationer, såsom CtL (kol till vätskor), GtL (gas till vätskor) och framför allt BtL. (Biomassa till vätskor). Det är den sista sektorn som är särskilt intresserad av ekonomi.

Många organisationer, inklusive CEA, arbetar för närvarande med att förbättra omvandlingsprocessen, eftersom den totala energieffektiviteten hos denna teknik också är en svag punkt.

Exempel, flytning av ett industriellt avfall av ett tyskt företag (publicerat i Autoplus i november 2005):

fischer tropsch i autoplus

Läs mer:

- Likvidisering av biomassa av CEA
- En annan flytning av kol: Makhonnine-processen
- Energimixen, framtidens energilösning?


Facebook kommentarer

Lämna en kommentar

Din e-postadress kommer inte att publiceras. Obligatoriska fält är markerade *