Fischer Tropsch: combustível sólido com combustível líquido

O processo Fischer Tropsch: combustível sintético

Palavras-chave: pescador, tropa, processo, liquefação, combustível, sólido, líquido, carvão, carbono, biomassa, sincrude, syngas, síntese, combustível, biocombustível, agrocombustíveis.

O processo Fischer Tropsch é um processo de liquefação bastante complexo para combustível sólido ou gasoso. Por outras palavras, permite obter um combustível líquido a partir de um combustível sólido ou de um gás.

O interesse do processo de liquefação é óbvio, aqui estão seus 2 argumentos principais:

- um combustível líquido geralmente apresenta um valor calorífico mais interessante, ou seja, a mesma energia química potencial assumirá um volume muito menor quando o combustível está na forma líquida do que na forma sólida e ainda mais para o gás. Isso facilita o armazenamento e o transporte.
Exemplo: para a mesma energia armazenada, pellets de madeira levam cerca de 3,5 vezes mais volume que o óleo combustível.

- um combustível líquido é geralmente muito mais facilmente "inflamável" e permite uma regulação muito mais fácil da potência. Esse pode ser um critério fundamental em alguns campos de energia, como transporte, por exemplo.

O processo Fischer-Tropsch (de acordo com a Wikipedia)

O processo Fischer-Tropsch é uma reação química que catalisa o monóxido de carbono e o hidrogênio para convertê-los em hidrocarbonetos. Os catalisadores mais comuns são ferro ou cobalto.

O interesse da conversão é a produção de combustível líquido sintético, Syncrude, a partir de carvão, madeira ou gás. A conversão Fischer-Tropsch é um processo muito eficiente em termos de rendimento, mas que requer investimentos muito pesados, o que o torna economicamente vulnerável às oscilações de queda do preço do barril de petróleo. Além disso, a etapa de produção do gás de síntese (a mistura de H2 e CO) apresenta um rendimento bastante baixo, o que penaliza o rendimento geral do processo.

Reação Fischer-Tropsch

O processo Fischer-Tropsch, descoberto por seus dois inventores, é o seguinte:

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

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

A mistura de monóxido de carbono e hidrogênio é chamada de syngas ou syngas. A produção resultante (petróleo bruto sintético ou sincrude) é refinada para obter o combustível sintético desejado.

Leia também:  O Plano de biocombustíveis 2005

Origem e história deste processo (de acordo com a Wikipedia)

A invenção do processo Fischer Tropsch data de 1925 e é atribuída a dois pesquisadores alemães, Franz Fischer e Hans Tropsch, que trabalham para o Instituto Kaiser Wilhelm (Alemanha). Este processo é baseado na redução catalítica dos óxidos de carbono pelo hidrogênio para convertê-los em hidrocarbonetos. Seu interesse é produzir, a partir do carvão ou do gás, um petróleo sintético (syncrude) que, em seguida, é refinado para fornecer combustível líquido sintético (synfuel).

Origem alemã: 124 barris sintéticos por dia em 000 ...

Esse processo foi desenvolvido e explorado pela Alemanha, pobre em petróleo e colônias de petróleo, mas rica em carvão para a produção de combustível líquido, amplamente utilizado pelos alemães e japoneses durante a Segunda Guerra Mundial. Assim, foi criada a primeira planta piloto pela Ruhrchemie AGS em 1934 e industrializada em 1936.

No início de 1944, o Reich produzia cerca de 124 barris / dia de combustível a partir do carvão, o que representava mais de 000% das necessidades de combustível de aviação e mais de 90% da necessidade total de combustível do país.

O combustível obtido ainda era de qualidade inferior (e especialmente consistência) do que o combustível de origem do petróleo, os engenheiros, portanto, recorreram à injeção de água para compensar os números de octanas bastante baixos. Descubra mais: injeção de água no Messerschmitt.

Essa produção veio de instalações de liquefação direta 18, mas também de pequenas instalações de FT 9, que produziram alguns barris 14 000 / dia.

... mas também no Japão

O Japão também tentou produzir combustíveis a partir do carvão, a produção foi principalmente através da carbonização a baixa temperatura, um processo que não é muito eficiente, mas simples.

No entanto, a empresa Mitsui comprou uma licença do processo Fischer Tropsch da Ruhrchemie para construir três fábricas em Miike, Amagasaki e Takikawa, que nunca atingiram suas capacidades nominais devido a problemas de projeto.

Leia também:  Refinaria verde Morgane d'Olmix: reciclagem de resíduos e algas verdes

Na década de 1944, o Japão produziu 114 toneladas de combustível a partir do carvão, mas apenas 000 delas foram feitas usando o processo FT. Entre 18.000 e 1944, as fábricas alemãs e japonesas foram seriamente danificadas pelos bombardeios dos Aliados, e a maioria foi desmantelada após a guerra.

Abandono da tecnologia após a guerra, exceto na África do Sul

Os cientistas alemães que desenvolveram o processo de FT foram capturados pelos americanos e sete deles enviados aos Estados Unidos como parte da Operação Paperclip. No entanto, após a estruturação do mercado de petróleo e a forte queda nos preços, os Estados Unidos abandonaram a pesquisa e o processo Fischer-Tropsch caiu em desuso.

Durante a década de 1950, no entanto, recuperou o interesse na África do Sul: este país, com abundantes recursos carboníferos, construiu minas altamente mecanizadas (Sasol) que abastecem unidades CTL, cuja produção se baseia na duas sínteses distintas de Fischer Tropsch:
- Processo Arge (desenvolvido pela Ruhrchemie-Lurgi) para a produção de hidrocarbonetos de alto ponto de ebulição, como gasóleo e ceras.
- Processo sintólico para a produção de hidrocarbonetos com baixo ponto de ebulição, como gasolina, acetona e álcoois.

A produção foi suficiente para o fornecimento de combustíveis rodoviários.

Sempre usado hoje

Em 2006, estas unidades cobriam cerca de um terço das necessidades sul-africanas e a empresa Sasol tornou-se um dos especialistas mundiais nesta área.

Após o primeiro choque de óleo da 1973, que causou o aumento do preço do petróleo, várias empresas e pesquisadores tentaram melhorar o processo básico da Fischer-Tropsch, que deu origem a uma ampla variedade de processos similares , agrupados sob a síntese de Fischer-Tropsch ou o componente de química de Fischer-Tropsch.

Leia também:  Cânhamo, um biomaterial para o futuro

Um B-52 que voa nos EUA

Desde a década de 2000, o processo, portanto, recuperou o interesse econômico. Assim, o Departamento de Defesa dos Estados Unidos recomendou em setembro de 2005 o desenvolvimento de uma indústria petrolífera baseada na exploração dos recursos energéticos dos Estados Unidos em carvão para a produção de combustível pelo processo Fischer-Tropsch e, portanto, não ser dependente de recursos naturais externos para suas próprias necessidades.

Desde 2006, um B52 da Força Aérea dos EUA realiza testes com o combustível Fischer-Tropsch, 50% misturado ou puro. Por enquanto, é um sucesso que permitirá ao exército americano recuperar a independência estratégica para seu combustível militar.

Aplicações econômicas e sustentáveis

O fato de liquefazer carvão ou gás não muda nada, ou não muda muito, para o efeito estufa e para o esgotamento dos recursos fósseis, na verdade; mais cedo ou mais tarde, o carbono será lançado na atmosfera e o recurso natural utilizado não é renovável.

É bastante diferente, usando o processo Fischer-Tropsch, de biomassa, biogás ou até resíduos industriais orgânicos.

Assim, o princípio geral da reação de Fischer-Tropsch diversificou-se muito desde o início e deu origem a processos e nomes mais genéricos, como CtL (Carvão para Líquidos), GtL (Gás para Líquidos), mas especialmente BtL (Biomassa para Líquidos). É este último setor de particular interesse para a econologia.

Muitas organizações, incluindo a CEA, estão atualmente trabalhando para melhorar os processos de conversão, pois a eficiência energética geral dessa tecnologia também é um ponto fraco.

Exemplo, liquefação de resíduos industriais por uma empresa alemã (transmitido na Autoplus em novembro de 2005):

fischer tropsch em autoplus

mais:

- Liquefação de biomassa pelo CEA
- Outra liquefação do carvão: o processo Makhonnine
- O mix de energia, a solução energética do futuro?

Forum biocombustível e combustíveis do futuro

Deixe um comentário

Seu endereço de email não será publicado. Campos obrigatórios estão marcados com *