Mis on Fischeri-Tropschi protsess?

Fischer-Tropschi protsess muudab vesiniku ja süsinikmonooksiidi segu, mida nimetatakse süngaasiks, vedelateks süsivesinikkütusteks ja määrdeaineteks. Süsi, maagaas või biomass võivad olla sünteesigaasi allikad. Seda toodetakse gaasistamise teel, kus lähtematerjali töödeldakse kõrgel temperatuuril ja rõhul keemiliselt hapniku või veeauruga. Sünteetilise nafta saamiseks reageeritakse sünteetilisel gaasil muutuva kuumuse all katalüsaatori, tavaliselt koobalti, raua või ruteeniumi juuresolekul. Saksa teadlased Franz Fischer ja Hans Tropsch töötasid selle protsessi välja 1920. aastatel.

Sünnigaas kui vedelkütuse allikas on äratanud märkimisväärset huvi riikidest, kus on vähe naftat, kuid kus on palju gaasi tootmiseks vajalikku toorainet. Biomassist vedelaks muutmine on taastuva loodusvarana eriti atraktiivne alternatiiv. Fischer-Tropschi protsess muudab sünteesigaasi vedelateks süsivesinikeks, süsinikdioksiidiks ja veeks. Olenevalt temperatuurist, rõhust ja protsessis kasutatavast katalüsaatorist saab toota erinevat sorti sünteetilist naftat. Temperatuuril 625 °F (330 °C) toodetakse sünteetilist bensiini, samas kui temperatuuril 390 °F (200 °C) oleks toode näiteks sünteetiline diislikütus.

Gaasistamisprotsess on väga energiamahukas ettevõtmine. Kuigi lähtematerjal võib olla külluslik ja odav, muudavad kõrged tootmiskulud sünteesigaasi tavaliselt ebaökonoomseks alternatiiviks. Fischer-Tropschi protsessirajatise rakendamine nõuab samuti suuri kapitaliinvesteeringuid seadmetesse ja sellega kaasnevad suured tegevuskulud. Protsessi tõhususe edasine täiustamine või loodusliku nafta hinna märkimisväärne tõus oleks tõenäoliselt vajalik selle laialdaseks kasutuselevõtuks tulevases energeetikas.

Vaatamata oma puudustele on Fischer-Tropschi protsessi edukalt kasutatud nii näidis- kui ka tavalistes tootmisruumides. 1930. aastatel kasutati seda protsessi Saksamaal sünteetilise vedelkütuse tootmiseks piirkonnas rohkesti leiduvast kivisöest. Protsessi jätkuv täiustamine on toonud kaasa mitmeid variante, kusjuures enamik rakendusi kasutab patenteeritud tehnoloogiat.

Lõuna-Aafrika kivisüsi ja nafta (SASOL) on alates 1950. aastatest tootnud söest vedelkütuseid Fischeri-Tropschi protsessi abil. Ettevõte on sõlminud lepingu kahe kaasaegse tehase ehitamiseks Hiinas; igaüks on võimeline tootma 80,000 XNUMX barrelit sünteetilist naftat päevas. Mitmed suuremad naftaettevõtted on katsetanud sünteetilist tootmist väikesemahulistes näidisrajatistes. Maailma suurim kütusetarbija, USA sõjavägi, jätkab Fischeri-Tropschi protsessi uuringute sponsorlust. Sel juhul on eesmärgiks pigem täielikult kodumaise kontrolli all olev kütuseallikas, mitte majanduslik või keskkonnaprobleem.