عملية فيشر تروبش: وقود صناعي

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

عملية فيشر تروبش هي عملية تسييل معقدة إلى حد ما للوقود الصلب أو الغازي. بمعنى آخر ، يجعل من الممكن الحصول على وقود سائل من وقود صلب أو غاز.

إن الفائدة من عملية التميع واضحة ، وهنا حجتان رئيسيتان:

- وقود سائل بشكل عام والحرارية حجم الأكثر إثارة للاهتمام، وهذا يعني أن نفس الطاقة الكيميائية الكامنة ستأخذ حجمًا أصغر بكثير عندما يكون الوقود في صورة سائلة منه في الحالة الصلبة وحتى أكثر بالنسبة للغاز. هذا يسمح بتخزين ونقل أسهل.
على سبيل المثال: لنفس الطاقة المخزونة، الكريات الخشبية حوالي 3,5 أضعاف حجم من النفط.

- الوقود السائل بشكل عام "قابل للاشتعال" بسهولة أكبر ويسمح بتنظيم الطاقة بشكل أسهل. ما يمكن أن يكون معيارا أساسيا في بعض مجالات الطاقة مثل النقل، على سبيل المثال.

عملية فيشر تروبش (وفقا لويكيبيديا)

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

الفائدة من التحويل هي إنتاج وقود سائل اصطناعي ، خام سينكرود ، من الفحم أو الخشب أو الغاز. يعتبر تحويل Fischer-Tropsch عملية فعالة للغاية من حيث العائد ، ولكنها تتطلب استثمارات ضخمة للغاية ، مما يجعلها عرضة اقتصاديًا للتقلبات الهبوطية في سعر برميل النفط. علاوة على ذلك ، تُظهر خطوة إنتاج الغاز التخليقي (خليط H2 و CO) عائدًا ضعيفًا إلى حد ما ، مما يضعف العائد الكلي للعملية.

تفاعل فيشر تروبش

توليف فيشر تروبش كما اكتشف المخترعين وهما كما يلي:

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

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

يسمى خليط أول أكسيد الكربون والهيدروجين غاز التخليق أو غاز التخليق. يتم تكرير الإنتاج الناتج (الخام الصناعي أو الخام المتزامن) للحصول على الوقود الصناعي المطلوب.

ويكيبيديا لديها هذه العملية (وفقا لويكيبيديا)

يعود تاريخ اختراع عملية فيشر تروبش إلى عام 1925 وينسب إلى باحثين ألمانيين ، فرانز فيشر وهانس تروبش ، يعملان في معهد القيصر فيلهلم (ألمانيا). تعتمد هذه العملية على الاختزال التحفيزي لأكاسيد الكربون بواسطة الهيدروجين من أجل تحويلها إلى هيدروكربون. ينصب اهتمامها على إنتاج بترول اصطناعي (خام سينكرود) من الفحم أو الغاز ، والذي يتم تكريره بعد ذلك لتوفير وقود سائل اصطناعي (وقود صناعي).

منشأ ألماني: 124 ألف برميل اصطناعي يوميا عام 000 ...

تم تطوير هذه العملية واستغلالها من قبل ألمانيا ، فقيرة في مستعمرات البترول والنفط ، لكنها غنية بالفحم لإنتاج الوقود السائل ، والذي استخدم على نطاق واسع من قبل الألمان واليابانيين خلال الحرب العالمية الثانية. وهكذا تم إنشاء أول مصنع تجريبي بواسطة Ruhrchemie AGS في عام 1934 وتم تصنيعه في عام 1936.

في بداية عام 1944 ، كان الرايخ ينتج حوالي 124 برميل / يوم من الوقود من الفحم ، وهو ما يمثل أكثر من 000 ٪ من احتياجات وقود الطائرات وأكثر من 90 ٪ من إجمالي احتياجات البلاد من الوقود.

كان الوقود الذي تم الحصول عليه لا يزال أقل جودة (وخاصة الاتساق) من الوقود البترولي ، لذلك لجأ المهندسون إلى حقن الماء من أجل التعويض عن أرقام الأوكتان المنخفضة نسبيًا. اقرأ المزيد: حقن الماء في Messerschmitt.

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

... ولكن أيضًا 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 لعملية Fischer Tropsch من Ruhrchemie لبناء ثلاثة مصانع في Miike و Amagasaki و Takikawa ، والتي لم تصل أبدًا إلى قدراتها الاسمية بسبب مشاكل التصميم.

في عام 1944 أنتجت اليابان 114 طن من الوقود من الفحم ، ولكن 000 منها فقط صنعت باستخدام عملية فاينانشيال تايمز. بين عامي 18.000 و 1944 ، تضررت المصانع الألمانية واليابانية بشدة من قصف الحلفاء ، وتم تفكيك معظمها بعد الحرب.

التخلي عن التكنولوجيا بعد الحرب إلا في جنوب أفريقيا

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

ومع ذلك ، خلال الخمسينيات من القرن الماضي ، استعاد الاهتمام بجنوب إفريقيا: هذا البلد ، مع موارد الفحم الوفيرة ، قام ببناء مناجم آلية للغاية (Sasol) التي تزود وحدات CTL ، التي يعتمد إنتاجها على تركيبان متميزان فيشر تروبش:
- عملية Arge (التي طورتها Ruhrchemie-Lurgi) لإنتاج الهيدروكربونات عالية الغليان ، مثل زيت الغاز والشموع.
- عملية السنثول لإنتاج الهيدروكربونات ذات نقاط الغليان المنخفضة ، مثل البنزين والأسيتون والكحول.

إنتاج ما يكفي لتزويد الوقود طريقها.

لا تزال تستخدم حاليا

في عام 2006 ، غطت هذه الوحدات حوالي ثلث احتياجات جنوب إفريقيا ، وأصبحت شركة Sasol واحدة من المتخصصين العالميين 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.

A B-52 سرقة الفحم في الولايات المتحدة

منذ عام 2000 ، استعادت العملية الاهتمام الاقتصادي. وهكذا أوصت وزارة الدفاع الأمريكية في سبتمبر 2005 بتطوير صناعة النفط على أساس استغلال موارد الطاقة للولايات المتحدة في الفحم من أجل إنتاج الوقود بواسطة عملية فيشر تروبش وبالتالي لا. تعتمد على الموارد الطبيعية الخارجية لاحتياجاتها الخاصة.

منذ عام 2006 ، تجري طائرة B52 التابعة لسلاح الجو الأمريكي اختبارات بوقود Fischer-Tropsch ، مختلطًا بنسبة 50٪ أو نقيًا. في الوقت الحالي ، هذا النجاح سيسمح للجيش الأمريكي باستعادة الاستقلال الاستراتيجي لوقوده العسكري.

éconologiques والتطبيقات المستدامة

حقيقة أن تسييل الفحم أو الغاز لا يغير شيئًا ، أو لا يغير كثيرًا ، من تأثير الاحتباس الحراري وإلى استنفاد الموارد الأحفورية ، في الواقع ؛ عاجلاً أم آجلاً ، سيتم إطلاق الكربون في الغلاف الجوي وسيكون المورد الطبيعي المستخدم غير متجدد.

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

وهكذا فإن المبدأ العام لتفاعل Fischer-Tropsch قد تنوع كثيرًا منذ البداية ، وولد عمليات وأسماء أكثر عمومية ، مثل CtL (الفحم إلى السوائل) ، GtL (الغاز إلى السوائل) ولكن بشكل خاص BtL. (الكتلة الحيوية إلى السوائل). هذا هو القطاع الأخير 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 من قبل شركة ألمانية (تم بثه في Autoplus في نوفمبر 2005):

اقرأ المزيد:

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

Forum الوقود الحيوي ووقود المستقبل