فيشر تروبش: الوقود الصلب إلى وقود سائل

عملية فيشر تروبش لتوليف الوقود السائل

كلمات البحث: فيشر، Tropsh، عملية، تسييل و الوقود والصلبة والسائلة، والفحم، والكربون، والكتلة الحيوية، سينكرود، الغاز المتزايد، الوقود الاصطناعي، الوقود الحيوي، والوقود الحيوي.

عملية Fischer Tropsch هي عملية تسييل معقدة إلى حد ما بالنسبة للوقود الصلب أو الغازي. بمعنى آخر ، يجعل من الممكن الحصول على الوقود السائل من الوقود الصلب أو الوقود.

اهتمام عملية التميع واضح ، فيما يلي حججهتان الرئيسيتان:

- الوقود السائل لديه عموما والحرارية حجم الأكثر إثارة للاهتماموهذا يعني أن نفس الطاقة الكيميائية المحتملة ستأخذ حجمًا أقل أهمية بكثير عندما يكون الوقود في صورة سائلة مقارنة بالوقود الصلب وحتى للغاز. وهذا يسمح لتسهيل التخزين والنقل.
على سبيل المثال: لنفس الطاقة المخزونة، الكريات الخشبية حوالي 3,5 أضعاف حجم من النفط.

- عادة ما يكون الوقود السائل أسهل في الإشتعال ويسمح بتنظيم أكثر سهولة للقدرة. ما يمكن أن يكون معيارا أساسيا في بعض مجالات الطاقة مثل النقل، على سبيل المثال.

عملية فيشر تروبش (وفقا لويكيبيديا)

إن عملية Fischer-Tropsch هي تفاعل كيميائي يحفز أول أكسيد الكربون والهيدروجين من أجل تحويلهما إلى هيدروكربونات. المحفزات الأكثر شيوعا هي الحديد أو الكوبالت.

تتمثل أهمية التحويل في إنتاج وقود سائل اصطناعي ، سينكرود ، من الفحم أو الخشب أو الغاز. يعد تحويل Fischer-Tropsch عملية فعالة للغاية من حيث العائد ، ولكنه يتطلب استثمارات كبيرة جدًا ، مما يجعله عرضة اقتصاديًا للتقلبات الهبوطية في سعر برميل النفط. علاوة على ذلك ، فإن مرحلة إنتاج غاز التوليف (خليط H2 و CO) لها عائد ضعيف إلى حد ما ، مما يعاقب على العائد الكلي للعملية.

معادلة فيشر تروبش

توليف فيشر تروبش كما اكتشف المخترعين وهما كما يلي:

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

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

اقرأ أيضا: زراعة وغلال Miscanthus بواسطة Bical

ويطلق على خليط أول أكسيد الكربون والهيدروجين اسم غاز التوليف أو الغاز المركب. يتم تكرير الإنتاج الناتج (الخام الصناعي أو syncrude) للحصول على الوقود الصناعي المطلوب.

ويكيبيديا لديها هذه العملية (وفقا لويكيبيديا)

يعود تاريخ اختراع عملية فيشر تروبش إلى عام 1925 ويعزى إلى باحثين ألمانيين هما فرانز فيشر وهانس تروبش ، يعملان في معهد كايزر فيلهلم (ألمانيا). تعتمد هذه العملية على التخفيض الحفاز لأكاسيد الكربون بواسطة الهيدروجين من أجل تحويلها إلى هيدروكربونات. مصلحتها هي إنتاج ، من الفحم أو الغاز ، زيتًا اصطناعيًا (سينكرود) يتم تكريره بعد ذلك لتوفير وقود سائل صناعي (سينفويل).

من أصل ألماني: 124 برميل صناعي يوميًا في عام 000 ...

تم تطوير هذه العملية وتشغيلها من قبل ألمانيا ، وهي فقيرة في مستعمرات النفط والنفط ، لكنها غنية بالفحم لإنتاج الوقود السائل ، والذي استخدمه الألمان واليابانيون على نطاق واسع خلال الحرب العالمية الثانية. وهكذا تم بناء أول مصنع تجريبي من قبل شركة Ruhrchemie AGS في عام 1934 وصُنع في عام 1936.

في أوائل عام 1944 ، أنتجت شركة Reich حوالي 124 برميل / يوم من الوقود من الفحم ، وهو ما يمثل أكثر من 000 ٪ من احتياجاتها من البنزين في الطيران وأكثر من 90 ٪ من إجمالي احتياجات البلاد من الوقود.

كان الوقود الذي تم الحصول عليه أقل جودة (وفوق كل شيء الاتساق) من الوقود النفطي ، لذلك استخدم المهندسون حقن الماء للتعويض عن الأوكتان المنخفض نسبياً. اقرأ المزيد: حقن الماء في مسرسكهميت.

وجاء هذا الإنتاج من النباتات 18 تسييل المباشر ولكن أيضا المصانع الصغيرة 9 FT، التي أنتجت بعض 14 000 برميل / يوم.

اقرأ أيضا: الوقود الزراعي والبيئة

... ولكن أيضا في اليابان

حاولت اليابان أيضا لإنتاج الوقود من الفحم، قد نفذ إنتاج أساسا من انخفاض تفحيم درجة الحرارة، وفعالة إلى حد ما ولكن عملية بسيطة.

ومع ذلك ، اشترت شركة Mitsui ترخيصًا من عملية Fischer Tropsch في Ruhrchemie لبناء ثلاثة مصانع في Miike و Amagasaki و Takikawa ، والتي لم تصل إلى طاقتها الاسمية بسبب مشاكل التصميم.

في السنوات 1944 أنتجت اليابان 114 طن من الوقود من الفحم ، ولكن فقط 000 منهم تم تصنيعها من خلال عملية FT. بين عامي 18.000 و 1944 تضررت المصانع الألمانية واليابانية بشدة من قصف الحلفاء ، وتم تفكيك الغالبية بعد الحرب.

التخلي عن التكنولوجيا بعد الحرب إلا في جنوب أفريقيا

تم القبض على العلماء الألمان الذين طوروا عملية FT من قبل الأميركيين وتم إرسال سبعة منهم إلى الولايات المتحدة كجزء من عملية Paperclip. ولكن بعد هيكلة سوق النفط والانخفاض الحاد في الأسعار، تخلت الولايات المتحدة للبحث وسقط فيشر تروبش إلى الترك.

خلال الخمسينيات من القرن العشرين ، وجد اهتمامًا بجنوب إفريقيا: فقد امتلك هذا البلد ، الذي يمتلك موارد وفيرة من الفحم ، مناجمًا عالية الآلية (Sasol) تزود وحدات CTL التي يعتمد إنتاجها على توليفان منفصلان لـ Fischer Tropsch:
- عملية Arge (التي طورتها شركة Ruhrchemie- Lurgi) لإنتاج الهيدروكربونات عالية درجة الغليان ، مثل الديزل والشمع.
- عملية سينثول لإنتاج الهيدروكربونات مع انخفاض درجة الغليان ، مثل البنزين والأسيتون والكحول.

إنتاج ما يكفي لتزويد الوقود طريقها.

لا تزال تستخدم حاليا

في عام 2006 ، تغطي هذه الوحدات حوالي ثلث احتياجات جنوب إفريقيا ، وأصبحت Sasol واحدة من المتخصصين في العالم في هذا المجال.

بعد أول 1973 الصدمة النفطية، والتي تسببت في ارتفاع أسعار النفط الخام، العديد من الشركات والباحثين حاولوا تحسين العملية الأساسية لفيشر تروبش، التي ولدت مجموعة متنوعة من عمليات مماثلة صنفت تحت تركيب مكون أو فيشر تروبش الكيمياء فيشر تروبش.

اقرأ أيضا: معيار ISO 13065 للطاقة الحيوية

A B-52 سرقة الفحم في الولايات المتحدة

منذ 2000s ، وجدت هذه العملية مصلحة اقتصادية. لذلك أوصت وزارة الدفاع الأمريكية في سبتمبر 2005 بتطوير صناعة نفطية قائمة على استغلال موارد الطاقة في الولايات المتحدة في الفحم بهدف إنتاج الوقود من خلال عملية فيشر تروبش وبالتالي لا تعتمد على الموارد الطبيعية الخارجية لتلبية احتياجاتهم الخاصة.

منذ عام 2006 ، أجرت طائرة تابعة للقوات الجوية الأمريكية B52 اختبارات باستخدام وقود Fischer-Tropsch ، بنسبة 50٪ أو خليط نقي. في الوقت الحالي ، إنه نجاح سيتيح للجيش الأمريكي استعادة الاستقلال الاستراتيجي لوقوده العسكري.

éconologiques والتطبيقات المستدامة

حقيقة أن تسييل الفحم أو الغاز لا يغير شيئًا ، أو ليس كثيرًا ، من تأثير الدفيئة ونضوب الموارد الأحفورية ، في الواقع ؛ سيتم إطلاق الكربون عاجلاً أم آجلاً في الغلاف الجوي والموارد الطبيعية المستخدمة غير قابلة للتجديد.

الأمر يختلف تماما باستخدام عملية فيشر تروبش من الكتلة الحيوية، والغاز الحيوي أو النفايات العضوية الصناعية حتى.

وبالتالي فإن المبدأ العام لرد فعل فيشر-تروبش قد تنوعت كثيرًا منذ البداية ، وأدى إلى المزيد من العمليات والأسماء العامة ، مثل CtL (الفحم إلى السوائل) ، GtL (الغاز إلى السوائل) ولكن بشكل خاص BtL (الكتلة الحيوية للسوائل). هذا القطاع الأخير هو الذي له أهمية خاصة لعلم البيئة.

والعديد من المنظمات، بما في ذلك CEA، تعمل على تحسين عمليات التحويل، في الواقع، لا يزال كفاءة الطاقة الكلية لهذه التكنولوجيا أيضا نقطة ضعف.

مثال ، تسييل النفايات الصناعية بواسطة شركة ألمانية (نُشر في Autoplus في نوفمبر 2005):

فيشر تروبش في اوتوبلس

اقرأ المزيد:

- تسييل الكتلة الحيوية من قبل CEA
- تسييل الفحم آخر: عملية Makhonnine
- مزيج الطاقة، حل الطاقة في المستقبل؟

قم بكتابة تعليق

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها ب *