Co to jest proces Fischera-Tropscha?
Proces Fischera-Tropscha przekształca mieszaninę wodoru i tlenku węgla, zwaną gazem syntezowym, w ciekłe paliwa węglowodorowe i smary. Węgiel, gaz ziemny lub biomasa mogą być źródłem gazu syntezowego. Jest wytwarzany za pomocą zgazowania, w którym materiał źródłowy jest poddawany obróbce chemicznej tlenem lub parą wodną w wysokiej temperaturze i ciśnieniu. Gaz syntezowy poddaje się reakcji w zmiennym cieple w obecności katalizatora, zwykle kobaltu, żelaza lub rutenu, z wytworzeniem syntetycznej ropy naftowej. Niemieccy badacze Franz Fischer i Hans Tropsch opracowali ten proces w latach dwudziestych.
Gaz syntezowy jako źródło paliw płynnych cieszy się dużym zainteresowaniem narodów z niewielką ilością ropy naftowej, ale obfitością surowców potrzebnych do produkcji gazu. Biomasa do cieczy jest szczególnie atrakcyjną alternatywą, ponieważ jest zasobem odnawialnym. Proces Fischera-Tropscha przekształca gaz syntezowy w ciekłe węglowodory, dwutlenek węgla i wodę. Różne rodzaje syntetycznej ropy naftowej można wytwarzać w zależności od temperatury, ciśnienia i katalizatora zastosowanego w procesie. W temperaturze 330 ° C wytwarzana jest syntetyczna benzyna, natomiast w temperaturze 200 ° C 390 ° C produktem może być na przykład syntetyczny olej napędowy.
Proces zgazowania jest przedsięwzięciem bardzo energochłonnym. Chociaż materiał źródłowy może być obfity i tani, wysokie koszty produkcji zazwyczaj sprawiają, że gaz syntezowy jest nieopłacalną alternatywą. Wdrożenie zakładu technologicznego Fischera-Tropscha wymaga również dużej inwestycji kapitałowej w sprzęt i wiąże się z wysokimi kosztami operacyjnymi. Dalsze udoskonalenie wydajności procesu lub znaczny wzrost ceny ropy naftowej byłyby prawdopodobnie konieczne do jej powszechnego zastosowania w przyszłym rozwoju energii.
Pomimo swoich wad proces Fischera-Tropscha został z powodzeniem zastosowany zarówno w zakładach demonstracyjnych, jak i zwykłych zakładach produkcyjnych. W latach 30. XX wieku proces ten był wykorzystywany w Niemczech do produkcji syntetycznego ciekłego paliwa z węgla obfitującego w ten region. Ciągłe doskonalenie procesu doprowadziło do kilku wariantów, przy czym większość wdrożeń wykorzystuje zastrzeżoną technologię.
Południowoafrykański węgiel i olej (SASOL) produkuje paliwa płynne z węgla w procesie Fischera-Tropscha od lat 50. XX wieku. Firma zakontraktowała dwa nowoczesne zakłady w Chinach; każda z nich jest w stanie wyprodukować 80 000 baryłek syntetycznej ropy naftowej dziennie. Kilka dużych firm naftowych eksperymentowało z produkcją syntetyczną w małych zakładach demonstracyjnych. Największy konsument paliwa na świecie, wojsko amerykańskie, nadal sponsoruje badania w procesie Fischera-Tropscha. W tym przypadku celem jest źródło paliwa całkowicie kontrolowane przez kraj, a nie względy ekonomiczne lub środowiskowe.