Fischer Tropsch: combustibili solidi a combustibile liquido


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Il Fischer Tropsch sintesi di un combustibile liquido

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Il processo di Fischer Tropsch è piuttosto complesso processo di liquefazione di un combustibile solido o gassoso. In altre parole, fornisce un combustibile liquido da un gas o combustibile solido.

L'interesse del processo di liquefazione è evidente, qui 2 i suoi principali argomenti:

- Un combustibile liquido ha generalmente un potere calorifico di volume più interessante, Ie che la stessa energia potenziale chimico avrà un volume molto piccolo quando il combustibile è in un liquido solido e più per il gas. Ciò consente facile stoccaggio e trasporto.
Esempio: a parità di energia immagazzinata, pellet di legno sono circa 3,5 volte più volume rispetto al petrolio.

- un combustibile liquido è solitamente molto più facile da accendere e consente una regolazione della potenza molto più semplice. Che può essere un criterio fondamentale in alcuni campi di energia come quello dei trasporti, per esempio.

Il processo di Fischer-Tropsch (secondo Wikipedia)

Il processo di Fischer-Tropsch è una reazione chimica di monossido di carbonio e catalisi idrogeno per trasformare l'idrocarburo. I catalizzatori più comuni sono ferro o cobalto.

Il valore della conversione è produrre combustibile liquido sintetico, Syncrude, da carbone, legna o gas. Il processo di conversione Fischer-Tropsch è molto efficiente in termini di resa, ma richiede notevoli investimenti, che rende economicamente vulnerabile alle fluttuazioni ribasso barile di petrolio. Inoltre, la fase di produzione di gas di sintesi (una miscela di CO e H2) presenta un andamento piuttosto mediocre, penalizzare l'efficienza complessiva del processo.

L'equazione di Fischer-Tropsch

La sintesi Fischer-Tropsch come scoperto dai suoi due inventori è la seguente:

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

(2n 1 +) + H2 NCO -> CNH (per 2n 2 +) + nH2O

La miscela di monossido di carbonio e idrogeno è chiamato gas di sintesi o syngas. La produzione risultante (greggio sintetico o syncrude) viene raffinata per ottenere il carburante sintetico desiderato.

Wikipedia ha questo processo (secondo Wikipedia)

L'invenzione del processo di Fischer Tropsch data di 1925 ed è attribuita a due scienziati tedeschi, Franz Fischer e Hans Tropsch, che lavorano per Kaiser Wilhelm Institute (Germania). Questo processo si basa sulla riduzione catalitica degli ossidi di carbonio con idrogeno per trasformare l'idrocarburo. Il suo interesse è quello di produrre da carbone o gas, olio sintetico (syncrude) che viene poi raffinato per fornire combustibile liquido sintetico (Synfuel).

L'origine tedesca: 124 000 barili sintetici al giorno in 1944 ...

Questo processo è stato sviluppato e gestito da Germania, povero di colonie petrolio e del petrolio, ma ricca di carbone per la produzione di combustibile liquido, che è stato molto utilizzato dai tedeschi e giapponesi durante la Seconda Guerra Mondiale. Così è stato installato il primo impianto pilota da Ruhrchemie AGS 1934 e 1936 in industrializzato.

All'inizio 1944, Reich ha prodotto alcuni barili 124 000 / al giorno di combustibile dal carbone, che ha rappresentato per oltre 90% del suo fabbisogno di carburante per aerei e più di 50% del fabbisogno totale di paesi combustibili.

Il combustibile risultante era ancora più bassa qualità (e soprattutto coerenza) che il carburante di origine petrolifera, l'ingegnere ha quindi usato l'iniezione di acqua per compensare i numeri relativamente bassi di ottano. Altro: iniezione di acqua nel Messerschmitt.

Questa produzione è venuto da 18 impianti di liquefazione diretta, ma anche piccole fabbriche 9 FT, che ha prodotto alcuni 14 000 barili / giorno.

... Ma anche in Giappone

Anche il Giappone ha cercato di produrre carburanti da carbone, la produzione è stata effettuata principalmente per cokefazione a bassa temperatura, in qualche modo efficace ma processo semplice.

Tuttavia, la società Mitsui ha acquistato una licenza dal processo di Fischer Tropsch Ruhrchemie di costruire tre fabbriche in Miike, Amagasaki e Takikawa, che non ha mai raggiunto la loro capacità nominale che è dovuto a problemi di progettazione.

Negli anni 1944 114 000 Giappone ha prodotto tonnellate di combustibile dal carbone, ma solo 18.000 di loro sono state fatte secondo il processo FT. 1944 e 1945 tra le fabbriche tedesche e giapponesi sono stati gravemente danneggiati dai bombardamenti alleati, e la maggior parte è stata smantellata dopo la guerra.

L'abbandono della tecnologia dopo la guerra se non in Sud Africa

scienziati tedeschi che hanno sviluppato il processo FT sono stati catturati dagli americani e sette di loro mandati negli Stati Uniti, come parte dell'Operazione Paperclip. Tuttavia, dopo la strutturazione del mercato del petrolio e il forte calo dei prezzi, gli Stati Uniti ha abbandonato la ricerca e il Fischer-Tropsch è caduto in disuso.

In 1950 anni, tuttavia, ha trovato interesse in Sud Africa: paesi con risorse di carbone abbondanti, ha costruito miniere altamente meccanizzate (Sasol) che forniscono unità di CTL, la cui produzione si basa su due distinti sintesi di Fischer-Tropsch:
- Metodo Arge (sviluppata da Lurgi Ruhrchemie-) per la produzione di idrocarburi ad alto punto di ebollizione, ad esempio gasolio e cere.
- Processo Synthol per la produzione di idrocarburi a punto di ebollizione inferiore, come benzina, acetone e alcool.

La produzione sufficiente a fornire i suoi carburanti stradali.

Ancora attualmente utilizzato

In 2006, queste unità coprono circa un terzo del fabbisogno del Sud Africa, e Sasol è diventato uno dei massimi esperti mondiali del settore.

Dopo il primo 1973 shock petrolifero, che ha causato l'aumento dei prezzi del greggio, più aziende e ricercatori hanno cercato di migliorare il processo di base di Fischer-Tropsch, che ha generato una serie di processi simili raggruppate sotto la sintesi componente o Fischer-Tropsch chimica Fischer-Tropsch.

A B-52 rubare carbone negli Stati Uniti

Dal 2000 anni, il processo in tal modo trovare un interesse economico. Così il Dipartimento della Difesa degli Stati Uniti ha sostenuto nel mese di settembre 2005 lo sviluppo del settore petrolifero sulla base di US risorse energetiche sfruttamento del carbone per la produzione di combustibile attraverso il processo di Fischer-Tropsch e quindi non dipendere da risorse naturali esterne per le proprie esigenze.



Dal 2006, un Air Force B52 ci conduce test con il combustibile Fischer-Tropsch, mescolati con 50% o puro. Per ora, si tratta di un successo che permetterà l'esercito degli Stati Uniti per riconquistare l'indipendenza per il carburante strategico militare.

éconologiques e applicazioni sostenibili

Il fatto liquefare il carbone o il gas non cambia nulla, o molto poco, per l'effetto serra e l'esaurimento delle risorse fossili, infatti; carbonio sarà rilasciato prima o poi nell'atmosfera e utilizzata la risorsa naturale non è rinnovabile.

E 'piuttosto un altro utilizzando il processo Fischer-Tropsch da biomasse, biogas o anche rifiuti organici industriali.

Quindi il principio generale della reazione Fischer-Tropsch ha diversificato notevolmente fin dall'inizio, e ha dato vita a processi generici più e denominazioni come il CTL (Coal to Liquids), GTL (Gas to Liquids), ma soprattutto BTL (Biomass to Liquids). Questo ultimo settore di particolare interesse econologic.

Molte organizzazioni, tra CEA, stanno lavorando per migliorare i processi di conversione, infatti, l'efficienza energetica complessiva di questa tecnologia rimane un punto debole.

Esempio, la liquefazione dei rifiuti industriali da una società tedesca (pubblicato nel novembre Autoplus 2005)

Fischer Tropsch in AutoPlus

Altro:

- Liquefazione di biomassa da CEA
- Un altro liquefazione del carbone: il processo Makhonnine
- Il mix energetico, soluzione energetica del futuro?


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