✖


Jump to content

Фишер -Тропш Процесс

(Перенаправлен от процесса Fisher-Tropsch )

Процесс Фишера -Тропша (FT) представляет собой коллекцию химических реакций , которые превращают смесь монооксида углерода и водорода , известного как синтез , в жидкие углеводороды . Эти реакции встречаются в присутствии металлических катализаторов , обычно при температурах 150–300 ° C (302–572 ° F) и давления от одной до нескольких десятков атмосфер. Процесс Фишера -Тропша является важной реакцией как при обработке угля , так и в технологии газа на жидкости для производства жидких углеводородов. [ 1 ]

В обычной реализации угарный угарный газ и водород, сырье для FT, производятся из угля , природного газа или биомассы в процессе, известном как газификация . Затем процесс преобразует эти газы в синтетическое смазочное масло и синтетическое топливо . [ 2 ] Этот процесс привлек к себе прерывистое внимание в качестве источника дизельного топлива с низким содержанием серы и для устранения поставки или стоимости углеводородов, полученных из нефти. Процесс Фишера-Тропша обсуждается как этап производства углеродичного жидкости углеводородного топлива из CO 2 и водорода. [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ]

Впервые этот процесс был разработан Францом Фишером и Хансом Тропшем в Институте исследований угля в Кайзере Вильгельм в Мюльхейме и Дер Рур , Германия, в 1925 году. [ 6 ]

Механизм реакции

[ редактировать ]
Метилидинетрикобальтонакарбонил - это молекула, которая иллюстрирует вид снижения видов углерода, предположительно, возникает в процессе Фишера -Тропша.

Процесс Фишера -Тропша включает в себя серию химических реакций, которые производят различные углеводороды, в идеале имеют формулу (C N H 2 N +2 ). Более полезные реакции производят алканы следующим образом: [ 7 ]

(2 N + 1) H 2 + N CO → C N H 2 N +2 + N H 2 O

где n обычно 10–20. Образование метана ( n = 1) нежелательно. Большинство произведенных алканов имеют тенденцию быть прямой цепью, подходящей в виде дизельного топлива . В дополнение к алкановому образованию, конкурирующие реакции дают небольшое количество алкенов , а также спирты и другие кислородные углеводороды. [ 8 ]

Реакция представляет собой очень экзотермическую реакцию из -за стандартной энтальпии реакции (ΔH) CO -165 кДж/моль. [ 9 ]

Fischer -Tropsch Intermediates и элементные реакции

[ редактировать ]

Преобразование смеси H 2 и CO в алифатические продукты представляет собой многоэтапную реакцию с несколькими промежуточными соединениями. Рост углеводородной цепи может быть визуализирован как включающая повторную последовательность, в которой атомы водорода добавляются в углерод и кислород, связь C -O разделяется, и образуется новая связь C -C. Для одного - ch 2 - группа, произведенная CO + 2 H 2 → (Ch 2 ) + H 2 O, необходимо несколько реакций:

  • Ассоциативная адсорбция CO
  • Расщепление связи C -O
  • Диссоциативная адсорбция 2 ч 2
  • Передача 2 часа в кислород с учетом H 2 O
  • Десорбция H 2 O
  • Передача 2 часа в углерод для получения CH 2

Преобразование СО в алканы включает в себя гидрирование СО, гидрогенолиза (расщепление с H 2 ) связей C -O и образование связей C - C. Предполагается, что такие реакции проходят через начальное образование поверхностных металлических карбонилов . CO -лиганд Предполагается, что подвергается диссоциации, возможно, в оксидные и карбидные лиганды. [ 10 ] Другими потенциальными промежуточными продуктами являются различные C 1 фрагменты , включая формальный (CHO) , гидроксикарбен (HCOH), гидроксиметил (CH 2 OH), метил (CH 3 ), метилен (CH 2 ), метилдиний (CH) и гидроксиметилдинный (COH). Кроме того, и решают для производства жидкого топлива, являются реакциями, которые образуют связи C - C, такие как миграционная вставка . Многие связанные стехиометрические реакции были смоделированы на дискретных кластерах металлов , но однородные катализаторы Фишера -Тропша не имеют коммерческого значения.

Добавление изотопно обозначенного спирта в руковочный поток приводит к включению спиртов в продукт. Это наблюдение устанавливает объект рассеяния связи C -O. С использованием 14 C-метеобоцированный этилен и пропен над кобальтовыми катализаторами приводят к включению этих олефинов в растущую цепь. Таким образом, реакция роста цепи, по-видимому, включает как «вставку олефина», так и «совместное введение». [ 11 ]

Рычание: газификация

[ редактировать ]

Растения Фишера -Тропша, связанные с биомассой или углем или связанными твердыми сырьями (источники углерода), должны сначала преобразовать твердое топливо в газы. Эти газы включают CO, H 2 и алканы. Это преобразование называется газификацией . [ 12 ] Синтез газ («синтез -синтез») получают из газификации биомассы/угля представляет собой смесь водорода и окиси углерода. Соотношение H 2 : CO регулируется с использованием реакции сдвига с водяным газом . Угольные заводы FT производят различные количества CO 2 , в зависимости от источника энергии процесса газификации. Тем не менее, большинство угольных заводов полагаются на корм для обеспечения всех энергетических требований к процессу.

Сырку: GTL

[ редактировать ]

Окись углерода для FT Catalysis получен из углеводородов. При технологии газа до жидкостей (GTL) углеводороды представляют собой низкомолекулярные материалы, которые часто будут отбрасываться или расколоться. Случайный газ обеспечивает относительно дешевый газ. Чтобы GTL был коммерчески жизнеспособным, газ должен оставаться относительно дешевле, чем нефть.

FT, требуется несколько реакций Для получения газообразных реагентов, необходимых для катализа . Во -первых, реактивные газы, попадающие в реактор, должны быть десульфуризированы . В противном случае, серасодержащие примеси деактивируют (« яд ») катализаторы, необходимые для реакций FT. [ 8 ] [ 7 ]

Несколько реакций используются для корректировки соотношения H 2 : CO. Наиболее важным является реакция сдвига с водяным газом , которая обеспечивает источник водорода за счет монооксида углерода: [ 8 ]

Для растений FT, которые используют метатан в качестве сырья , другой важной реакцией является сухое реформирование , которое превращает метатан в CO и H 2 :

Условия процесса

[ редактировать ]

Как правило, процесс Fischer -Tropsch работает в диапазоне температур 150–300 ° C (302–572 ° F). Более высокие температуры приводят к более быстрым реакциям и более высоким показателям конверсии, но также имеют тенденцию способствовать выработке метана. По этой причине температура обычно поддерживается в низкой до средней части диапазона. Увеличение давления приводит к более высоким показателям конверсии, а также способствует образованию длиннокошенных алканов , оба из которых желательны. Типичные давления варьируются от одной до нескольких десятков атмосфер. Еще более высокое давление было бы благоприятным, но преимущества могут не оправдать дополнительные затраты на оборудование высокого давления, и более высокое давление может привести к дезактивации катализатора посредством формирования кокса .

Можно использовать различные композиции синтеза-газа. Для катализаторов на основе кобальта оптимальное соотношение H 2 : CO составляет около 1,8–2,1. Катализаторы на основе железа могут переносить более низкие соотношения, из-за внутренней реакции реакции сдвига с водным газом катализатора железа . Эта реакционная способность может быть важной для синтеза газа, полученного из угля или биомассы, которые имеют относительно низкое соотношение H 2 : CO (<1).

Дизайн реактора процесса Fischer -Tropsch

[ редактировать ]

Эффективное удаление тепла от реактора является основной потребностью в реакторах FT, поскольку эти реакции характеризуются высокой экзотермичностью. Обсуждаются четыре типа реакторов:

Много трубчатого реактора с фиксированным слоем

[ редактировать ]
Этот тип реактора содержит несколько трубок с небольшими диаметрами. Эти трубки содержат катализаторы и окружены охлаждающей водой, которая удаляет тепло реакции. Реактор с фиксированным слоем подходит для работы при низких температурах и имеет предел верхней температуры 257 ° C (530 К). Избыточная температура приводит к осаждению углерода и, следовательно, блокировке реактора. Поскольку большие количества образованных продуктов находятся в жидком состоянии, этот тип реактора также можно назвать системой реактора потока.

Увлеченный реактор потока

[ редактировать ]
Этот тип реактора содержит два банка теплообменников, которые удаляют тепло; оставшаяся часть которого удаляется продуктами и переработана в системе. Следует избегать формирования тяжелых восков, поскольку они конденсируются на катализаторе и образуют агломерации. Это приводит к жидкости. Следовательно, стояки эксплуатируются более 297 ° C (570 К).

Реакторы суспензии

[ редактировать ]
Удаление тепла осуществляется внутренними охлаждающими катушками. Синтез-газ пузырится через восковые продукты и мелкоразрешенный катализатор, который суспендируется в жидкой среде. Это также обеспечивает возбуждение содержимого реактора. Размер частиц катализатора уменьшает диффузионные ограничения тепла и массового переноса. Более низкая температура в реакторе приводит к более вязкому продукту, а более высокая температура (> 297 ° C, 570 К) дает нежелательный спектр продукта. Кроме того, отделение продукта от катализатора является проблемой.

Реакторы с жидким и циркулирующим катализатором (RISER)

[ редактировать ]
Они используются для высокотемпературного синтеза FT (почти 340 ° C) для получения ненасыщенных углеводородов с низкомолекулярной массой на щелочных плавком железных катализаторах. Технология жидкости (адаптирована из каталитического растрескивания тяжелых нефтяных дистиллятов) была введена в результате исследований углеводородных исследований в 1946–50 годах и названа процессом «гидрокола». Крупномасштабное гидроколовое завод Fischer -Tropsch (350 000 тонн в год), проработавшая в течение 1951–57 годов в Браунсвилле, штат Техас. Из -за технических проблем и непрактичной экономики из -за растущей доступности нефть, эта разработка была прекращена. Синтез FT с жидкостью был повторно расследуется SASOL. Один реактор с мощностью 500 000 тонн в год работает. Процесс использовался для производства алкена C 2 и C 7 . Высокотемпературный процесс с циркулирующим железным катализатором («циркулирующий жидкий слой», «Реактор-реактор», «Заявленный процесс катализатора») был введен компанией Kellogg и соответствующим заводом, построенным в SASOL в 1956 году. Он был улучшен SASOL для успешная операция. В Secunda, Южная Африка, SASOL управлял 16 передовыми реакторами такого типа с мощностью около 330 000 тонн в год каждый. Процесс циркулирующего катализатора может быть заменен технологией жидкости. Ранние эксперименты с частицами кобальтового катализатора, подвешенными в масле, были выполнены Фишером. Реактор с пузырьковой колонкой с порошкообразным железомбуррическим катализатором и сопутствующим сингейсом был особенно разработан для пилотной масштабы завода Кёльбелем в компании Rheinpreuben в 1953 году. С 1990 года низкотемпературные процессы FT проводятся в использовании железа и и или Кобальтовые катализаторы, особенно для производства углеводорода, или для гидрокрекирования и изомерации для производства дизельного топлива, Exxon и Sasol. Синтез FT-фаза (пузырька) Синтез FT является эффективным. Эта технология также разрабатывается компанией Statoil (Норвегия) для использования на судне для преобразования связанного газа на оффшорных нефтяных месторождениях в углеводородный жидкость. [ 13 ]

Распределение продукта

[ редактировать ]

В целом распределение продуктов углеводородов, образованных во время процесса Фишера -Тропша, следует за распределением Андерсона -Шульц -Флори , [ 14 ] который может быть выражен как:

⁠ w n / n ⁠ = (1 - a ) 2 а n -1

где w n - весовая доля углеводородов, содержащих атомы углерода , а α - вероятность роста цепи или вероятность того, что молекула будет продолжать реагировать с образованием более длинной цепи. В целом, α в значительной степени определяется катализатором и конкретными условиями процесса.

Изучение вышеупомянутого уравнения показывает, что метан всегда будет самым большим единственным продуктом, пока α составляет менее 0,5; Однако, увеличивая α, близкую к одному, общее количество образованного метана может быть сведено к минимуму по сравнению с суммой всех различных продуктов с длинными целями. Увеличение α увеличивает образование длинных углеводородов. Очень длинные углеводороды-это воски, которые твердые при комнатной температуре. Следовательно, для производства жидкого транспортного топлива может потребоваться взломать некоторые продукты FT. Чтобы избежать этого, некоторые исследователи предложили использовать цеолиты или другие субстраты катализатора с полями с фиксированным размером, которые могут ограничивать образование углеводородов длиннее, чем какой -то характерный размер (обычно n <10). Таким образом, они могут управлять реакцией, чтобы минимизировать образование метана, не производя многие углеводороды с длинными целями. Такие усилия имели лишь ограниченный успех.

Катализаторы

[ редактировать ]

Четыре металла активны в качестве катализаторов для процесса Fischer -Tropsch: железо, кобальт, никель и рутения. Поскольку процесс FT обычно превращает недорогие предшественники в сложные смеси, которые требуют дальнейшего переработки, FT -катализаторы основаны на недорогих металлах, особенно железе и кобальте. [ 15 ] [ 16 ] Никель генерирует слишком много метана, поэтому он не используется. [ 7 ]

Как правило, такие гетерогенные катализаторы получают путем осаждения из растворов нитрата железа. Такие решения могут быть использованы для осаждения металлической соли на опору катализатора (см. Ниже). Такие обработанные материалы превращаются в активные катализаторы путем нагрева в CO, H 2 или с обработкой сырья, то есть катализаторы генерируются in situ. Благодаря многоэтажному характеру процесса FT, анализ каталитически активных видов является сложным. Кроме того, как известно для железных катализаторов, ряд фаз может сосуществовать и может участвовать в различных этапах реакции. Такие фазы включают различные оксиды и карбиды , а также полиморфы металлов. Контроль над этими составляющими может иметь отношение к распределению продуктов. Помимо железа и кобальта, никель и рутений активны для преобразования смеси CO/H 2 в углеводороды. [ 11 ] является дорогостоящим, Несмотря на то, что рутения является наиболее активным из катализаторов Фишера -Тропша в том смысле, что он работает при самых низких температурах реакции и вызывает углеводороды с более высокой молекулярной массой. Катализаторы рутения состоят из металла без каких -либо промоторов, что обеспечивает относительно простую систему, подходящую для механистического анализа. Его высокая цена исключает промышленные применения. Кобальтовые катализаторы более активны для синтеза FT, когда сырье является природным газом. Природный газ имеет высокое отношение водорода к углероду, поэтому сдвиг с водным газом не требуется для катализаторов кобальта. Катализаторы на основе кобальта более чувствительны, чем их железные аналоги.

Иллюстративное выборы катализатора реального мира, высокотемпературного Fischer-Tropsch (HTFT), который работает при 330–350 ° C, использует катализатор на основе железа. Этот процесс широко использовался SASOL на их угольных растениях (CTL). Низкотемпературный Fischer-Tropsch (LTFT) использует катализатор на основе железа или кобальта. Этот процесс наиболее известен тем, что его использовали в первом интегрированном GTL-растении, работающем и построенном Shell в Bintulu , Малайзия. [ 17 ]

Промоутеры и поддержки

[ редактировать ]

В дополнение к активному металлу (обычно Fe или Co) два других компонента включают катализатор: промоторы и поддержку катализатора . Промоутеры - это добавки, которые усиливают поведение катализатора. Для катализаторов FT типичные промоторы, включая калий и медь, которые обычно добавляются в виде солей. Выбор промоторов зависит от первичного металла, железа против кобальта. [ 18 ] Железные катализаторы нуждаются в продвижении щелочи, чтобы достичь высокой активности и стабильности (например, 0,5 мас.% K 2 o ). Допированный калием α-Fe 2 O 3 синтезируется при переменных температурах прокаливания (400–800 ° C). [ 19 ] Добавление Cu для повышения сокращения, добавление SIO
2 , al
2 o
3 Для структурного продвижения и, возможно, некоторых марганца могут быть применены для контроля селективности (например, высокая олефиничность). Выбор промоторов зависит от первичного металла, то есть железо против кобальта. [ 18 ] В то время как щичные металлы группы 1 (например, калий) помогают железным катализаторам, они отравляют кобальтовые катализаторы.

Катализаторы поддерживаются на привязках/опорах с высокой поверхностью, таких как кремнезем , глинозем или цеолиты . [ 16 ]

История

[ редактировать ]
Институт исследований угля Макса Планка в Мюльхейме и Дер Рур, Германия.

Процесс FT привлек внимание как средство нацистской Германии для производства жидких углеводородов. Первоначальный процесс был разработан Францом Фишером и Хансом Тропшем , работая в Kaiser-Wilhelm-Institut для химии в 1926 году. Они подали ряд патентов, например , патент на США 1 746 464 , в 1926 году, опубликованный в 1930 году. [ 20 ] Он был коммерциализирован Brabag в Германии в 1936 году. Быть бедным нефтью, но богатая угля, Германия использовала этот процесс во время Второй мировой войны для производства Erersatz топлива (замены). По оценкам, на производство FT приходилось 9% отдела топлива в Германии и 25% автомобильного топлива. [ 21 ] Многие усовершенствования и корректировки были внесены в процесс со времен Фишера и Тропша.

Бюро шахт Соединенных Штатов в программе, инициированной Законом о синтетическом жидком топливе , использовало семи операций с ученых -синтетическими топливами из скрепки на заводе Фишера -Тропша в Луизиане, штат Миссури, в 1946 году. [ 21 ] [ 22 ]

В Британии Альфред Август Айхер получил несколько патентов на улучшения процесса в 1930 -х и 1940 -х годах. [ 23 ] Компания Aicher была названа Synthetic Oils Ltd (не связана с одноименной компанией в Канаде). [ Цитация необходима ]

Примерно в 1930 -х и 1940 -х годах Артур Имхаузен разработал и внедрил промышленный процесс производства съедобных жиров из этих синтетических масел посредством окисления . [ 24 ] Продукты были фракционно дистиллированными, а съедобные жиры были получены из C
9 - c
16 Фракция [ 25 ] которые были реагированы с глицерином, таким как синтезированный от пропилена. [ 26 ] «Угольное масло» маргарин, изготовленный из синтетических масел, был обнаружен питательным и приятным вкусом, и он был включен в рационы, вносящие целые 700 калорий в день. [ 27 ] [ 28 ] Процесс требовал не менее 60 кг угля на кг синтетического масла. [ 26 ]

Коммерциализация

[ редактировать ]
Газификация с псевдоожиженным слоем с FT-пилотом в Güssing , Burgenland, Австрия. Управляется SGCE и Velocys

Рас Лаффан, Катар

[ редактировать ]
Основная статья: Oryx gtl

LTFT Facility Pearl GTL в Рас Лаффан , Катар, является вторым по величине заводом FT в мире после завода SaSold Secunda в Южной Африке. Он использует кобальтовые катализаторы при 230 ° C, превращая природную газ в нефтяные жидкости со скоростью 140 000 баррелей в день (22 000 м. 3 /d), с дополнительным производством 120 000 баррелей (19 000 м. 3 ) нефти, эквивалентного в жидкостях природного газа и этан .

Другое завод в Рас Лаффан, называемый Oryx GTL, был введен в эксплуатацию в 2007 году с мощностью 34 000 баррелей в день (5400 м. 3 /d). Завод использует процесс дистиллята Slurry Slurry Slurry Slurry, который использует катализатор кобальта. Oryx GTL является совместным предприятием между катареневой и Sasol . [ 29 ]

Сасол

[ редактировать ]
Сасол гараж в Гаутенге
Основная статья: Сасол

Крупнейшая в мире внедрение технологии Fischer -Tropsch Technology - это серия заводов, управляемых SASOL в Южной Африке , стране с большими запасами угля, но мало нефти. С мощностью 165000 баррелей в сутки на его заводе Secunda. [ 30 ] Первый коммерческий завод открылся в 1952 году. [ 31 ] страны Sasol использует уголь и природный газ в качестве сырья и производит различные синтетические нефтепродукты, в том числе большую часть дизельного топлива . [ 32 ]

Петроса

[ редактировать ]

Petrosa , другая южноафриканская компания, управляет нефтеперерабатывающим заводом с заводом 36 000 баррелей в дневное завод, который завершил полукоммерческую демонстрацию в 2011 году, проложив путь к началу коммерческой подготовки. Технология может использоваться для преобразования природного газа, биомассы или угля в синтетическое топливо. [ 33 ]

Синтез среднего дистиллята раковины

[ редактировать ]

Одна из крупнейших внедрения технологии Фишера -Тропша - в Бинтулу , Малайзия. Это оболочка преобразует природный газ в с низким содержанием серы дизельное топливо и пищевое воск. Масштаб составляет 12 000 баррелей в день (1900 м. 3 /d).

Velocys

[ редактировать ]

Строительство ведется для коммерческой справочной установки Velocys, включающей ее микроканальную технологию Fischer -Tropsch; Проект Envia Energy в Оклахома -Сити GTL строится рядом с местом свалки Восточного дуба Управления оттиками. Проект финансируется совместным предприятием между управлением отходами, NRG Energy, Ventech и Velocys. Сырье для этого завода будет комбинация газа и природного газа в трубопроводе. [ 34 ]

SGCE

[ редактировать ]

Начиная с лицензиара технологии биомассы [ 35 ] Летом 2012 года SGC Energia (SGCE) успешно заказал пилотный много трубчатый процесс Fischer -Tropsch и соответствующие подразделения по модернизации продуктов в технологическом центре Pasadena, TX. Технологический центр сосредоточился на разработке и эксплуатации своего решения XTLH, которое оптимизировала обработку потоков отходов углеродных отходов с низкой стоимостью в передовые топлива и восу. [ 36 ] Это подразделение также служит средой обучения по операциям для объекта Juniper GTL 1100 баррелей, построенного в Уэстлейк, штат Луизиана.

UPM (Финляндия)

[ редактировать ]

В октябре 2006 года финский производитель бумаги и пульпы UPM объявил о своих планах по производству биодизеля в процессе Fischer -Tropsch, а также производственные процессы на европейских бумагах и пульпах, используя биомассу отходов , возникающих в результате процессов производства бумаги и пульпы в качестве исходного материала. [ 37 ]

Оказывать

[ редактировать ]

Демонстрационный завод Fischer-Tropsch был построен и эксплуатируется Rentech, Inc., в партнерстве с Clearfuels, компанией, специализирующейся на газификации биомассы. Расположенный в коммерческом городе, штат Колорадо, объект производит около 10 баррелей в день (1,6 м. 3 /d) топлива от природного газа. Коммерческие масштабные объекты были запланированы для Риальто, штат Калифорния ; Натчез, Миссисипи ; Порт Сент -Джо, Флорида ; и Уайт -Ривер, Онтарио . [ 38 ] Rentech закрыл свою пилотную установку в 2013 году и отказался от работы над процессом FT, а также предлагаемых коммерческих объектов.

Infra GTL Technology

[ редактировать ]

В 2010 году Infra построила компактную пилотную установку для превращения природного газа в синтетическое нефть. Завод смоделировал полный цикл химического процесса GTL, включая потребление газа трубопровода, удаление серы, реформирование метана пара, кондиционирование синтез -синтез и синтез Фишера -Тропша. В 2013 году первая пилотная установка была приобретена Vniigaz Gazprom LLC. В 2014 году инфра вказалась и работала на постоянной основе новой, более широкой пилотной установки с полным циклом. Он представляет собой второе поколение испытательного объекта Infra и дифференцируется высокой степенью автоматизации и обширной системы сбора данных. В 2015 году Infra построила свою собственную фабрику катализатора в Троицке (Москва, Россия). Катализаторная фабрика имеет более 15 тонн в год и производит уникальные запатентованные катализаторы Фишера - Тропша, разработанные в отделе исследования и разработки компании. В 2016 году инфранированная и построила модульную транспортируемую GTL (газо-жидко) M100 для переработки натурального и связанного газа в синтетическую сырую нефть в Уортоне (Техас, США). Завод M100 работает в качестве технологической демонстрационной единицы, платформы НИОКР для уточнения катализатора и экономическая модель для масштабирования инфрационного процесса GTL в более крупные и более эффективные растения. [ 39 ]

Другой

[ редактировать ]

В Соединенных Штатах и ​​Индии некоторые угольные штаты инвестировали в заводы Фишера-Тропша. В Пенсильвании, штат Управление и переработчики отходов и переработчиков, Inc. была профинансирована для реализации технологий FT, лицензированной от Shell и Sasol для преобразования так называемого угля для отходов (остатки от процесса добычи) в дизельное топливо с низким содержанием серы. [ 40 ] [ 41 ]

Исследовательские разработки

[ редактировать ]

Choren Industries построила завод в Германии , который преобразует биомассу в синтез и топливо, используя структуру процесса Shell FT. Компания обанкротилась в 2011 году из -за невозможности в процессе. [ 42 ] [ 43 ]

Синтез газификации биомассы (BG) и синтеза Fischer -Tropsch (FT) в принципе могут быть объединены для производства возобновляемого транспортного топлива ( BioFuels ). [ 44 ]

В партнерстве с Sunfire Audi производит электронный дизель в небольших масштабах с двумя шагами, второй-Ft. [ 45 ]

Сертификация ВВС США

[ редактировать ]

Syntroleum , публично торгуемая компания Соединенных Штатов, выпустила более 400 000 галлонов США (1 500 000 л) дизельного топлива и реактивного топлива из процесса Фишера -Тропша с использованием природного газа и угля на своем демонстрационном заводе недалеко от Тулса, штат Оклахома . Syntroleum работает над коммерциализацией своей лицензированной технологии Fischer-Tropsch с помощью заводов с угольными и жидкими в Соединенных Штатах, Китае и Германии, а также завода с газом-жидкостью на международном уровне. Используя природный газ в качестве сырья, ультрачистые, низкое содержание серы было тщательно протестировано Министерством энергетики США и Министерством транспорта США . Syntroleum работал над разработкой смеси синтетического реактивного топлива, которая поможет ВВС уменьшить свою зависимость от импортной нефти. ВВС, которая является крупнейшим пользователем топлива военных в военном в США, начали изучать альтернативные источники топлива в 1999 году. 15 декабря 2006 года B-52 вылетел с базы ВВС Эдвардса , Калифорния, впервые приобретая исключительно 50–50 Смесь JP-8 и Syntroleum Ft Fuel. Семьчасовой летный тест считался успешным. Целью программы летных испытаний состоит в том, чтобы квалифицировать топливную смесь для использования флота на B-52 службы, а затем летные испытания и квалификацию на других самолетах. Программа испытаний завершилась в 2007 году. Эта программа является частью инициативы Министерства обороны , которая старается разработать безопасные внутренние источники для военных энергетических потребностей. Пентагон надеется уменьшить использование сырой нефти от иностранных производителей и получить около половины своего авиационного топлива из альтернативных источников к 2016 году. [ 46 ]

Повторное использование углекислого газа

[ редактировать ]

Углекислый газ не является типичным сырью для катализа FT. Водород и углекислый газ реагируют на катализатор на основе кобальта, производящий метана. С железостоящими катализаторами также производятся ненасыщенные ненасыщенные углеводороды. [ 47 ] После введения в поддержку катализатора, Ceria функционирует как катализатор сдвига обратного смены с водой, еще больше увеличивая выход реакции. [ 48 ] Кратковые углеводороды были обновлены до жидкого топлива над твердыми кислотными катализаторами, такими как цеолиты .

Эффективность процесса

[ редактировать ]

Использование традиционной технологии FT Процесс диапазон в эффективности углерода от 25 до 50 процентов [ 49 ] и тепловая эффективность около 50% [ 50 ] Для объектов CTL идеализировано на 60% [ 51 ] с объектами GTL примерно на 60% [ 50 ] эффективность идеализирована до 80% [ 51 ] эффективность.

Фишер Тропш в природе

[ редактировать ]

Было также предположительно, что процесс типа Фишера-Тропша произвел несколько строительных блоков ДНК и РНК в астероидах . [ 52 ] Точно так же гипотетическое образование абиогенного нефти требует некоторых естественных FT-подобных процессов.

Биологическая химия типа Фишера Тропша может проводиться ферментной нитрогеназой в условиях окружающей среды. [ 53 ] [ 54 ]

Смотрите также

[ редактировать ]
  • Процесс Бергиуса - метод производства жидких углеводородов для использования в качестве
  • Газификация угля - производство синтез
  • Анализ Фишера - Стандартизированный лабораторный тест для определения урожая нефти на традиционных сланцевых
  • Гидрирование - химическая реакция между молекулярным водородом и другим соединением или элементом, общий термин для этого типа процесса
  • Теория пика Хабберта - одна из основных теорий о пиковом масле
  • Промышленный газ - газообразные материалы, производимые для использования в промышленности
  • Процесс Каррика - страницы процесса низкотемпературной карбонизации,
  • Реакция Сабатье - процесс метанации углекислого газа с водородом
  • Переформирование метана пара - Метод производства водорода и монооксида углерода из углеводородных топлива
  • Программа синтетического жидкого топлива -страницы-программы США

Ссылки

[ редактировать ]
  1. ^ Хёёк, Микаэль; Fantazzini, Дин; Анжелтонни, Андре; Сноуден, Саймон (2013). «Углеводородный разжижение: жизнеспособность как пиковая стратегия смягчения нефти» . Философские транзакции Королевского общества а . 372 (2006): 20120319. Bibcode : 2013rspta.37220319H . doi : 10.1098/rsta.2012.0319 . PMID   24298075 . Архивировано из оригинала 2019-03-28 . Получено 2009-06-03 .
  2. ^ «Американский продукт поставляется для сырой нефти и нефтяных продуктов» . tonto.eia.doe.gov . Архивировано из оригинала 28 февраля 2011 года . Получено 3 апреля 2018 года .
  3. ^ Davis, SJ, Lewis, NS, Shaner, M., Aggarwal, S., Arnt, D., Azevedo, IL, Benson, SM, Bradley, T., Brouwer, J., Chiang, YM and Clack, CT, 2018. Энергетические системы выбросов с чистым нолью. Science, 360 (6396), P.AAS9793
  4. ^ Чен, Чи; Garedwew, Mahlet; Шихан, Стаффорд В. (2022). «Одностадийное производство спиртов и парафинов из CO2 и H2 в масштабе метрической тонны» . Энергетические буквы ACS . 7 (3): 988–992. doi : 10.1021/acsenergylett.2c00214 . S2CID   246930138 .
  5. ^ Trakimavicius, Лукас (декабрь 2023 г.). «Миссия Net-Zero: наметить путь для электронных копейки в армии» . НАТО Энергетической безопасности Центра превосходства.
  6. ^ Арно де Клерк (2013). «Процесс Фишера - Тропша». Кирк-Отмер Энциклопедия химических технологий . Вейнхайм: Wiley-VCH. С. 1–20. doi : 10.1002/0471238961.fiscdekl.a01 . ISBN  978-0471238966 .
  7. ^ Jump up to: а беременный в Сухой, Марк Э. (2002). «Процесс Фишера - Тропша: 1950–2000». Катализ сегодня . 71 (3–4): 227–241. doi : 10.1016/s0920-5861 (01) 00453-9 .
  8. ^ Jump up to: а беременный в Действие, такт; Дербишир, Фрэнк; Eichiko, Eiico; Грей, Дэвид; Тура, Массай (2001). "Угольное разжижение" Энциклопедия ​Вейнхайм: Wiley-VCH doi : 10.1002/1436007.A077 . ISBN  9783527306732 .
  9. ^ Fratalocchi, Laura; Висконти, Карло Джорджио; Groppi, Gianpiero; Лиетти, Лука; Тронкони, Энрико (2018). «Увеличение теплопередачи в трубчатых реакторах Fischer-Tropsch путем внедрения проводящих упакованных пен». ХИМИЧЕСКИЙ ИНЖЕНЕРНЫЙ ЖУРНАЛ . 349 : 829–837. doi : 10.1016/j.cej.2018.05.108 . HDL : 11311/1072010 . ISSN   1385-8947 . S2CID   103286686 .
  10. ^ Гейтс, Брюс С. (февраль 1993 г.). «Распространение аналогии с поверхностью металлического кластера-металла». Angewandte Chemie International Edition на английском языке . 32 (2): 228–229. doi : 10.1002/anie.199302281 .
  11. ^ Jump up to: а беременный Schulz, H. (1999). «Короткая история и нынешние тенденции синтеза Фишера-Тропша». Применяемый катализ A: Общий . 186 (1–2): 3–12. doi : 10.1016/s0926-860x (99) 00160-x .
  12. ^ Сасидхар, Наллапанени (ноябрь 2023 г.). «Углеродистые нейтральные топлива и химические вещества из автонелонных нефтеперерабатывающих заводов» (PDF) . Индийский журнал по инженерии окружающей среды . 3 (2): 1–8. doi : 10.54105/ijee.b1845.113223 . ISSN   2582-9289 . S2CID   265385618 . Получено 3 декабря 2023 года .
  13. ^ MU Line, Jacob A.; Макке, Михал; Dieepen, Annelies E. (май 2013 г.). Химические процессы технологии . Уайли. стр. 193–200. ЯВЛЯЕТСЯ  978-1-4443-2025-1 .
  14. ^ Spath, pl; Дейтон, округ Колумбия (декабрь 2003 г.). «Предварительный скрининг-техническая и экономическая оценка синтеза газа для топлива и химикатов с акцентом на потенциал синтез-музыки, полученных из биомассы» (PDF) . NREL/TP510-34929 . Национальная лаборатория возобновляемой энергии. п. 95. Архивировано из оригинала (PDF) 2008-12-17 . Получено 2008-06-12 .
  15. ^ Deutschmann, Olaf; Кнозингер, Гельмут; Кохлофл, Карл; Турек, Томас (2011). «Гетерогенный катализ и твердые катализаторы, 3 -е промышленное применение». Энциклопедия промышленной химии Уллмана . Doi : 10.1002/14356007.O05_O03 . ISBN  978-3527306732 .
  16. ^ Jump up to: а беременный Ходаков, Андрей Й.; Чу, Вэй; Fongarland, Pascal (2007-05-01). «Достижения в разработке новых катализаторов Fischer-Fischer-Fischer-Tropsch для синтеза длинноцепочечных углеводородов и чистого топлива». Химические обзоры . 107 (5): 1692–1744. doi : 10.1021/cr050972v . ISSN   0009-2665 . PMID   17488058 .
  17. ^ «Технология газа до жидкостей (GTL)» . Архивировано из оригинала 16 апреля 2015 года . Получено 15 мая 2015 года .
  18. ^ Jump up to: а беременный Балонек, Кристина М.; Lillebø, Andreas H.; Рейн, Шреяс; Риттер, Эрлинг; Шмидт, Ланни Д.; Холмен, Андерс (2010-08-01). «Влияние примесей щелочных металлов на катализаторы CO-RE для синтеза Фишера-Тропша из синтегии, полученных из биомассы». Катализ буквы . 138 (1–2): 8–13. doi : 10.1007/s10562-010-0366-4 . ISSN   1011-372X . S2CID   98234730 .
  19. ^ Хоке, доктор медицинских наук; Гусман, Марсело I.; Selegue, John P.; Гнаманамани, Муту Кумар (2022-10-21). «Химическое состояние калия на поверхности оксидов железа: эффекты калия проникают концентрация и температуру прокала » Материалы 15 (20): 7378. Bibcode : 2022mate ... 15.7378h Doi : 10.3390/ ma15207378 ISSN   1996-1 PMC   9610504  36295443PMID
  20. ^ США 1746464 , выпущен 1930-02-11  
  21. ^ Jump up to: а беременный Leckel, Dieter (2009-05-21). «Произведение дизельного топлива от Fischer -Tropsch: прошлое, настоящее и новые концепции». Энергия и топливо . 23 (5): 2342–2358. doi : 10.1021/ef900064c . ISSN   0887-0624 .
  22. ^ «Немецкий синтетический топливо ученые» . Архивировано с оригинала 24 сентября 2015 года . Получено 15 мая 2015 года .
  23. ^ Например, Британский патент № 573,982, поступивший в 1941 г., опубликован в 1945 году «Улучшения или связанные с методами производства углеводородных масла из газообразных смесей водорода и окиси углерода» (PDF) . 14 января 1941 года. Архивировано из оригинала (PDF) 17 декабря 2008 года . Получено 2008-11-09 .
  24. ^ Имхаузен, Артур (1943). «Синтез жирных кислот и его важность для обеспечения немецкого ухода за жиром». Коллоидный журнал . 103 (2): 105-108. Doi : 10.1007/bf01502087 . S2CID   93119728 .
  25. ^ Уитмор, Фрэнк С. (1951). Органическая химия . Dover Publications Inc. с. 256
  26. ^ Jump up to: а беременный «Синтетическое мыло и съедобные жиры». Химический век . 54 : 308. 1946.
  27. ^ Майер, Элке (апрель 2016 г.). «Угольная жидкая форма» (PDF) . Макс Планк исследования . Max-Planck-Gesellschaft. С. 78–79. Архивировано (PDF) из оригинала 2020-11-01 . Получено 2019-12-19 .
  28. ^ Ихде, Аарон Дж. (1964). Развитие современной химии . Harper & Row. п. 683.
  29. ^ Карл Местерс (2016). «Выбор недавних достижений в химии C1». Ежегодный обзор химической и биомолекулярной инженерии . 7 : 223–38. doi : 10.1146/annurev-chembioeng-080615-034616 . PMID   27276549 .
  30. ^ Мелело Ке; Walwyn DR (2016-09-01). «Факторы успеха для коммерциализации технологии газа до жидкостей» . Южноафриканский журнал управления бизнесом . 47 (3): 63–72. doi : 10.10520/ejc194106 (неактивный 2024-09-12). {{cite journal}}: CS1 Maint: doi неактивен по состоянию на сентябрь 2024 года ( ссылка )
  31. ^ «Строительство первого в мире завода синтеза» архивировано 2022-04-29 в The Wayback Machine Popular Mechanics , февраль 1952 г., с. 264, внизу страницы.
  32. ^ SASOL "Технологии и процессы" Архивировал 2008-11-16 на The Wayback Machine
  33. ^ «Петроса технология готова к следующему этапу | Архив | bdlive» . Businessday.co.za. 2011-05-10. Архивировано из оригинала 2012-04-03 . Получено 2013-06-05 .
  34. ^ « Подготовка почвы для будущего более мелкого GTL», Gas Presenck » . Август 2015. Архивировано с оригинала 2015-09-09 . Получено 2015-11-06 .
  35. ^ «Frontline BioEnergy завершает финансирование серии B, партнерство Gasizier с SGC Energia» . Апрель 2011. Архивировано с оригинала 2022-01-03 . Получено 2022-01-03 .
  36. ^ «Успешная эксплуатация пилотной установки Fischer Tropsch 1 BPD» . Айш. Апрель 2013 г. Архивировано с оригинала 2022-01-03 . Получено 2022-01-03 .
  37. ^ «Upm-Kymmene говорит, чтобы создать плацмед на рынке биодизеля» . НЕВОЗВРАЩЕНИЯ ФИНЛАНДИЯ. Архивировано из оригинала 2007-03-17.
  38. ^ http://www.rentechinc.com/ Архивировал 2010-11-27 на машине Wayback (официальный сайт)
  39. ^ «Журнал Geo Expro» (PDF) . Тол. 14, № 4-2017 PGS 14-17 . Архивировано (PDF) из оригинала 2018-08-21 . Получено 2018-08-27 .
  40. ^ «Губернатор Ренделл ведет с инновационным решением, чтобы помочь удовлетворить потребности в энергетике PA» . Штат Пенсильвания. Архивировано из оригинала 2008-12-11.
  41. ^ «Швейцер хочет преобразовать уголь Otter Creek в жидкое топливо» . Биллингс Газета. 2 августа 2005 г. Архивировано из оригинала 2009-01-01.
  42. ^ [1] Официальный веб -сайт Choren
  43. ^ «Fairley , Peter . Архивировано из оригинала 9 августа 2020 года . Получено 29 августа 2020 года .
  44. ^ Inderwildi, Oliver R.; Дженкинс, Стивен Дж.; Кинг, Дэвид А. (2008). «Механистические исследования сжигания углеводородов и синтеза на благородных металлах». Angewandte Chemie International Edition . 47 (28): 5253–5. doi : 10.1002/anie.200800685 . PMID   18528839 . S2CID   34524430 .
  45. ^ «Audi расширяет исследование, нейтральное углеродило, синтетическое топливо с новой пилотной установкой E-Diesel; Power-To-Liquids» . 2017-11-08.
  46. ^ Заморано, Марти (2006-12-22). «B-52 Синтетическое тестирование топлива: Центр Командующий Пилоты Первые воздушные силы B-52 Полет с использованием исключительно синтетической смеси топлива во всех восьми двигателях». Aerotech News и Review .
  47. ^ Дорнер, Роберт; Деннис Р. Харди; Фредерик В. Уильямс; Хизер Д. Уиллауэр (2010). «Гетерогенное каталитическое преобразование CO 2 в углеводороды с добавленной стоимостью». Энергетическая среда. Наука ​ 3 (7): 884–890. doi : 10.1039/c001514h .
  48. ^ Дорнер, Роберт. «Каталитическая поддержка для использования в реакциях гидриодации углекислого газа» . Архивировано из оригинала 2014-09-11 . Получено 2013-05-22 .
  49. ^ Унру, Доминик; Пабст, Кира; Schaub, Georg (2010-04-15). «Синфуэль Fischer -Tropsch от биомассы: максимизация эффективности углерода и выход углеводородов». Энергия и топливо . 24 (4): 2634–2641. doi : 10.1021/ef9009185 . ISSN   0887-0624 .
  50. ^ Jump up to: а беременный Де Клерк 2011
  51. ^ Jump up to: а беременный «Архивная копия» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 2017-04-28 . Получено 2013-03-26 . {{cite web}}: CS1 Maint: архивная копия как заголовок ( ссылка )
  52. ^ Пирс, Бен К.Д.; Pudritz, Ralph E. (2015). «Посев догенетической Земли: метеоритовое содержание нуклеобаз и потенциальные пути реакции». Астрофизический журнал . 807 (1): 85. Arxiv : 1505.01465 . Bibcode : 2015Apj ... 807 ... 85p . doi : 10.1088/0004-637x/807/1/85 . S2CID   93561811 .
  53. ^ Gerlach, Deidra L.; Lehnert, Nicolai (2011-08-22). "Фишер - Химия Тропша при комнатной температуре?" Полем Applied Chemistry International Edition . 50 (35): 7984–7986. Doi : 10.1002/ani.201102979 . HDL : 2027.42/87158 . ISSN   1433-7851 . PMID   21761528 .
  54. ^ Ли, Чи Чунг; Ху, Йилин; Ribbe, Markus W. (2010-08-06). «Ванадиевая нитрогеназа снижает СО» . Наука . 329 (5992): 642. Bibcode : 2010sci ... 329..642L . doi : 10.1126/science.1191455 . ISSN   0036-8075 . PMC   3141295 . PMID   20689010 .

Дальнейшее чтение

[ редактировать ]
[ редактировать ]
Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Fischer–Tropsch_process&oldid=1245337418"
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 1cfc83ad479fe5113c724db356ff860b__1726134540
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/1c/0b/1cfc83ad479fe5113c724db356ff860b.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Fischer–Tropsch process - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)