Synteza Fischera-Tropscha
Synteza Fischera-Tropscha (F-T) to proces chemiczny, który umożliwia produkcję węglowodorów z gazu syntezowego, będącego mieszaniną tlenku węgla i wodoru. Głównym celem tej syntezy jest wytwarzanie czystych paliw płynnych, wolnych od związków siarki i azotu, co korzystnie wpływa na środowisko.
Etapy procesu
Proces F-T składa się z trzech głównych etapów:
- Produkcja gazu syntezowego: Gaz ten uzyskuje się najczęściej z reformingu metanu, ale można go również wytwarzać z węgla oraz biomasy.
- Konwersja gazu syntezowego: Proces ten koncentruje się na przekształceniu gazu w węglowodory alifatyczne oraz wodę.
- Obróbka produktów: Obejmuje hydrokraking i izomeryzację, mające na celu uzyskanie pożądanych produktów końcowych.
Katalizatory
Katalizatory stosowane w syntezie F-T to głównie tlenki metali, takie jak żelazo i kobalt. W przemyśle wykorzystuje się także promotorów, takich jak potas i miedź, które poprawiają aktywność i selektywność katalizatorów.
Reakcje chemiczne
Synteza F-T obejmuje szereg skomplikowanych reakcji chemicznych, prowadzących do powstawania alkanów, alkenów oraz związków tlenowych, takich jak alkohole i aldehydy. Ogólny zapis reakcji tworzenia węglowodorów przedstawia się następująco:
nCO + (n + m)H2 → CnH2m + nH2O
Historia
Synteza Fischera-Tropscha została po raz pierwszy zbadana na początku XX wieku przez Paula Sabatiera i Jean-Baptiste Senderensa, którzy odkryli syntezę metanu. W 1913 roku badania nad konwersją gazu syntezowego prowadziły do opracowania nowych technologii, a w 1936 roku uruchomiono pierwszą fabrykę produkującą węglowodory.
Choć po II wojnie światowej zainteresowanie tym procesem spadło, w latach 70. XX wieku kryzys naftowy przywrócił uwagę do syntezy F-T. W ostatnich dwóch dekadach XX wieku oraz XXI wieku, dzięki wzrostowi cen ropy i poprawie technologii, powstawały nowe zakłady przemysłowe w różnych krajach.
Aktualnie wiele firm, w tym Shell i Sasol, inwestuje w rozwój fabryk opartych na syntezie F-T, wykorzystując gaz ziemny jako surowiec ze względu na jego korzystną cenę i dostępność.
