กระบวนการ Fischer-Tropsch คืออะไร?

กระบวนการ Fischer-Tropsch แปลงส่วนผสมของไฮโดรเจนและคาร์บอนมอนอกไซด์ที่เรียกว่าซิงกาสให้เป็นเชื้อเพลิงไฮโดรคาร์บอนเหลวและสารหล่อลื่น ถ่านหินก๊าซธรรมชาติหรือชีวมวลสามารถเป็นแหล่งของซิงกาสได้ ผลิตโดยใช้แก๊สซิฟิเคชั่นโดยวัสดุที่ได้รับการบำบัดทางเคมีด้วยออกซิเจนหรือไอน้ำที่อุณหภูมิและความดันสูง ซินกาสเกิดปฏิกิริยาภายใต้ความร้อนแปรปรวนเมื่อมีตัวเร่งปฏิกิริยาโดยทั่วไปคือโคบอลต์เหล็กหรือรูทีเนียมเพื่อผลิตปิโตรเลียมสังเคราะห์ นักวิจัยชาวเยอรมัน Franz Fischer และ Hans Tropsch ได้พัฒนากระบวนการในช่วงทศวรรษที่ 1920

Syngas เป็นแหล่งเชื้อเพลิงเหลวได้รับความสนใจอย่างมากจากประเทศที่มีปิโตรเลียมน้อย แต่มีวัตถุดิบที่จำเป็นในการผลิตก๊าซจำนวนมาก สิ่งมีชีวิตต่อหน่วยพื้นที่เป็นของเหลวเป็นทางเลือกที่น่าสนใจโดยเฉพาะอย่างยิ่งเป็นทรัพยากรหมุนเวียน กระบวนการ Fischer-Tropsch จะแปลงซินกาเป็นไฮโดรคาร์บอนเหลวคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำ เกรดสังเคราะห์ปิโตรเลียมสามารถผลิตขึ้นอยู่กับอุณหภูมิความดันและตัวเร่งปฏิกิริยาที่ใช้ในกระบวนการ ที่ 625 ° F (330 ° C) น้ำมันเบนซินสังเคราะห์จะถูกผลิตในขณะที่ 390 ° F (200 ° C) ผลิตภัณฑ์จะเป็นน้ำมันดีเซลสังเคราะห์

กระบวนการแปรสภาพเป็นแก๊สเป็นกระบวนการที่ต้องใช้พลังงานเป็นอย่างมาก แม้ว่าวัสดุที่มาอาจจะมีมากมายและราคาไม่แพง แต่โดยทั่วไปแล้วต้นทุนการผลิตที่สูงจะทำให้ syngas เป็นทางเลือกที่ไม่ประหยัด การใช้สิ่งอำนวยความสะดวกในกระบวนการ Fischer-Tropsch ยังต้องใช้เงินลงทุนจำนวนมากในอุปกรณ์และอาจมีค่าใช้จ่ายในการดำเนินงานสูง การปรับแต่งเพิ่มเติมในประสิทธิภาพของกระบวนการหรือการเพิ่มขึ้นอย่างมากของราคาของปิโตรเลียมธรรมชาติอาจมีความจำเป็นสำหรับการยอมรับอย่างกว้างขวางสำหรับการพัฒนาพลังงานในอนาคต

แม้จะมีข้อเสีย แต่กระบวนการ Fischer-Tropsch ได้ถูกนำมาใช้อย่างประสบความสำเร็จในการสาธิตและโรงงานผลิตทั่วไป ในปี 1930 กระบวนการดังกล่าวใช้ในประเทศเยอรมนีเพื่อผลิตเชื้อเพลิงเหลวสังเคราะห์จากถ่านหินจำนวนมากในภูมิภาค การปรับปรุงอย่างต่อเนื่องในกระบวนการได้นำไปสู่ความหลากหลายของการใช้งานส่วนใหญ่ที่ใช้เทคโนโลยีที่เป็นกรรมสิทธิ์

ถ่านหินและน้ำมันของแอฟริกาใต้ (SASOL) ผลิตเชื้อเพลิงเหลวจากถ่านหินโดยกระบวนการ Fischer-Tropsch ตั้งแต่ทศวรรษ 1950 บริษัท ได้ทำสัญญากับโรงงานที่ทันสมัยสองแห่งในประเทศจีน แต่ละแห่งสามารถผลิตปิโตรเลียมสังเคราะห์ได้ 80,000 บาร์เรลต่อวัน บริษัท น้ำมันรายใหญ่หลายแห่งได้ทดลองผลิตสารสังเคราะห์ในโรงงานสาธิตขนาดเล็ก ผู้บริโภคเชื้อเพลิงรายใหญ่ที่สุดในโลกคือทหารสหรัฐยังคงสนับสนุนการวิจัยในกระบวนการ Fischer-Tropsch ในกรณีนี้เป้าหมายคือแหล่งเชื้อเพลิงทั้งหมดภายใต้การควบคุมภายในประเทศมากกว่าความกังวลด้านเศรษฐกิจหรือสิ่งแวดล้อม