Fischer Tropsch: kiinteä polttoaine nestemäisellä polttoaineella


Jaa tämä artikkeli kavereillesi:

Fischer Tropschin menetelmä nestemäisen polttoaineen syntetisoimiseksi

Avainsanat: kalastaja, tropiikki, prosessi, nesteytys, polttoaine, kiinteä, neste, hiili, hiili, biomassa, synkronointi, synge, synteesi, polttoaine, biopolttoaine, maatalouden polttoaineet.

Fischer Tropsch -menetelmä on melko monimutkainen nesteytysprosessi kiinteälle tai kaasumaiselle polttoaineelle. Toisin sanoen se mahdollistaa nestemäisen polttoaineen hankkimisen kiinteästä polttoaineesta tai kaasusta.

Nesteytysprosessin etu on ilmeinen, tässä ovat sen tärkeimmät argumentit 2:

- yleisesti läsnä oleva nestemäinen polttoaine lämpöarvo mielenkiintoisempitoisin sanoen sama potentiaalinen kemikaalinen energia ottaa paljon pienemmän tilavuuden, kun polttoaine on nestemäisessä muodossa kuin kiinteä ja vieläkin enemmän kaasua. Tämä helpottaa varastointia ja kuljetusta.
Esimerkki: samaa varastoitua energiaa varten, puupelletit kestävät noin 3,5 kertaa enemmän kuin polttoöljy.

- un carburant liquide est généralement bien plus facilement « enflamable » et permet une régulation de la puissance bien plus facile. Tämä voi olla peruskriteeri tietyissä energia-aloilla, kuten esimerkiksi liikenteessä.

Fischer-Tropsch-prosessi (Wikipediain mukaan)

Fischer-Tropsch-prosessi on kemiallinen reaktio hiilimonoksidin ja vetyjen katalysoimiseksi niiden muuntamiseksi hiilivedyksi. Yleisimmät katalysaattorit ovat rauta tai koboltti.

Konversio on tuottaa synteettistä synteettistä nestemäistä polttoainetta kivihiilestä, puusta tai kaasusta. Fischer-Tropschin muuntaminen on erittäin tehokas tuotannon kannalta, mutta vaatii hyvin raskasinvestointeja, mikä tekee siitä taloudellisesti haavoittuvaksi öljynhinnan hinnan alenemiseen. Lisäksi synteesikaasun valmistusvaiheessa (H2: n ja CO: n seoksessa) on suhteellisen heikko saanto, mikä haittaa prosessin kokonaistuottoa.

Fischer-Tropsch-yhtälö

Fischer-Tropsch-prosessi, jonka sen kaksi keksijä löysi, on seuraava:

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

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

Hiilimonoksidin ja vedyn seosta kutsutaan synteesikaasuksi tai synteesiksi. Syntyneen tuotannon (synteettinen raaka tai synkronointi) puhdistetaan halutun synteettisen polttoaineen saamiseksi.

Tämän prosessin alkuperä ja historia (Wikipediain mukaan)

Fischer Tropsch -hankkeen keksintö on peräisin 1925: lta, ja se johtuu kahdesta saksalaisesta tutkijasta, Franz Fischeristä ja Hans Tropschistä, joka työskentelee Kaiser Wilhelm -instituutissa (Saksa). Tämä prosessi perustuu hiilen oksidien katalyyttiseen pelkistämiseen vedyllä niiden muuntamiseksi hiilivedyksi. Sen etu on tuottaa hiiltä tai kaasua synteettistä öljyä (syncrude), jota sitten jalostetaan synteettisen nestemäisen polttoaineen (synfuelin) tuottamiseksi.

Saksan alkuperä: 124 000 synteettiset tynnyrit päivässä 1944 ...

Tätä prosessia kehitti ja käytti Saksa, joka oli köyhiä öljy- ja öljykasvistoissa, mutta runsaasti kivihiiltä nestemäisen polttoaineen tuottamiseen, jota saksalaiset ja japanilaiset käyttivät massiivisesti toisen maailmansodan aikana. Näin perustettiin Ruhrchemie AGS: n ensimmäinen koelaitos 1934: ssä ja teollistettiin 1936: ssä.

Alkuvuodesta 1944, valtakunnan tuottanut joitakin 124 000 barrelia / päivä polttoainetta hiilestä, jonka osuus yli 90% sen lentopolttoaineen tarpeet ja yli 50% koko tarpeesta polttoaineiden maissa.

Tuloksena polttoaine oli vielä alhaisempi laatu (ja erityisesti johdonmukaisuus) että polttoaine öljyperäiset, insinööri on siis käyttäen vettä injektiota kompensoida suhteellisen alhainen oktaaniluku. Lisätietoja: vesi-injektio Messerschmittissä.

Tämä tuotanto tuli 18 suoran nesteyttämislaitoksissa mutta myös pienet tehtaat 9 FT, joka tuotti joitakin 14 000 barrelia / päivä.

... mutta myös Japanissa

Japani on myös yrittänyt tuottaa polttoaineita kivihiilestä, mutta tuotanto oli pääasiassa matalan lämpötilan hiiltymistä, mikä ei ole kovin tehokas mutta yksinkertainen.

Yhtiö kuitenkin Mitsui osti lisenssin Fischer Tropsch -menetelmällä Ruhrchemie rakentaa kolme tehdasta Miike, Amagasaki ja Takikawa, joka ei koskaan saavuttanut tehollaan mikä johtuu suunnittelun ongelmia.

1944-vuosina Japani tuotti 114 000 tonnia polttoainetta hiiltä, ​​mutta vain 18.000 niistä tehtiin FT-prosessin mukaan. 1944: n ja 1945: n välillä liittoutuneiden pommitukset vahingoittivat saksalaisia ​​ja japanilaisia ​​tehtaita, ja enemmistö purettiin sodan jälkeen.

Teknologian hylkääminen sodan jälkeen, paitsi Etelä-Afrikassa

Saksalaiset tiedemiehet, jotka kehittivät FT-prosessin, kaapasivat amerikkalaiset ja seitsemän niistä lähetettiin Yhdysvaltoihin osana Operation Paperclip. Kuitenkin öljymarkkinoiden rakenteiden ja hintojen voimakkaan laskun jälkeen Yhdysvallat hylkäsi tutkimuksen ja Fischer-Tropsch-prosessi putosi käyttämättä.

Vuonna 1950 vuosina hän kuitenkin löysi kiinnostus Etelä-Afrikka: maat, joilla on runsaasti hiiltä resursseja, on rakennettu erittäin koneellistettu kaivokset (Sasol), että tarjonta CTL yksiköt, joiden tuotanto perustuu kaksi erillistä Fischer Tropsch-synteesiä:
- Arge-prosessi (Ruhrchemie-Lurgi on kehittänyt) korkealaatuisten hiilivetyjen, kuten kaasuöljyn ja vahojen valmistukseen.
- Syntholiprosessi hiilivetyjen tuottamiseen alemmilla kiehumispisteillä, kuten bensiini, asetoni ja alkoholit.

Tuotanto oli riittävää tiepolttoaineiden hankinnalle.

Käytetään aina tänään

2006: ssa nämä yksiköt kattavat noin kolmanneksen Etelä-Afrikan tarpeista, ja Sasolista on tullut yksi maailman johtavista alan asiantuntijoista.

Öljyn hinnan nousun aiheuttaneen 1973-öljykokin jälkeen useat yhtiöt ja tutkijat yrittivät parantaa Fischer-Tropschin perusprosessia, joka synnytti erilaisia ​​samanlaisia ​​prosesseja , jotka on ryhmitelty Fischer-Tropsch-synteesin tai Fischer-Tropsch-kemian komponenttien alla.

B-52, joka lentää USA: ssa

2000-vuoden jälkeen prosessi on siis taloudellisesti kiinnostava. Esimerkiksi Yhdysvaltain puolustusministeriö syyskuussa 2005 kannatti öljyteollisuuden kehittämistä, joka perustui Yhdysvaltojen energiavarojen hyödyntämiseen kivihiilellä Fischer-Tropsch-prosessin tuottamiseksi ja siten riippuvat ulkoisista luonnonvaroista omiin tarpeisiinsa.



Koska 2006, Yhdysvaltain ilmavoimien B52 suorittaa testejä Fischer-Tropschin polttoaineella, sekoitettuna 50%: iin tai puhdas. Tällä hetkellä tämä on menestys, joka sallii Yhdysvaltain armeijan takaisin strategiseen riippumattomuuteen sotilaalliseen polttoaineeseensa.

Ekologiset ja kestävät sovellukset

Kivihiilen tai kaasun nesteyttäminen vaikuttaa vähän tai ei ollenkaan kasvihuoneilmiöön ja fossiilisten voimavarojen ehtymiseen; hiili vapautuu ennemmin tai myöhemmin ilmakehään ja käytetty luonnonvara ei ole uusiutuva.

Fischer-Tropsch-prosessin käyttäminen on täysin erilainen biomassasta, biokaasusta tai jopa orgaanisesta teollisuusjätteestä.

Joten yleisen periaatteen Fischer-Tropsch reaktio on monipuolistunut huomattavasti alusta, ja synnytti yleisempään prosesseja ja nimiä kuten CtL (hiili nesteiksi), GTL (Kaasu nesteiksi), mutta varsinkin BtL (Biomassa nesteisiin). Tämä viimeinen sektori on erityisen kiinnostunut ekologiasta.

Monet organisaatiot, mukaan lukien CEA, parhaillaan parantavat konversioprosesseja, sillä tämän teknologian yleinen energiatehokkuus on myös heikko.

Esimerkki saksalaisen yrityksen teollisuusjätteen nesteyttämisestä (julkaistu Autoplus-ohjelmassa marraskuussa 2005):

fischer tropsch autoplussiin

Lisätietoja:

- CEA: n biomassan nesteyttäminen
- Toinen hiilen nesteytys: Makhonnine-prosessi
- Energiaseos, tulevaisuuden energiaratkaisu?


Facebook-kommentit

Jätä kommentti

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista. Pakolliset kentät on merkitty *