Fischer-Tropsch-: Festbrennstoff zu flüssigem Brennstoff

Das Fischer-Tropsch-Verfahren: synthetischer Kraftstoff

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Das Fischer-Tropsch-Verfahren ist ein ziemlich komplexes Verflüssigungsverfahren für feste oder gasförmige Brennstoffe. Mit anderen Worten, es ist möglich, einen flüssigen Brennstoff aus einem festen Brennstoff oder Gas zu erhalten.

Das Interesse des Verflüssigungsprozesses ist offensichtlich, hier sind seine 2 Hauptargumente:

- Ein flüssiger Kraftstoff hat in der Regel ein höchst interessantes Volumen BrennDas heißt, dass dieselbe potentielle chemische Energie ein viel kleineres Volumen einnimmt, wenn der Brennstoff in flüssiger Form vorliegt als in fester Form und noch mehr für Gas. Dies ermöglicht eine einfachere Lagerung und einen einfacheren Transport.
Beispiel: für die gleiche gespeicherte Energie, Holzpellets sind etwa 3,5 mal mehr Volumen als Öl.

- Ein flüssiger Kraftstoff ist im Allgemeinen viel leichter "entzündbar" und ermöglicht eine viel einfachere Regulierung der Leistung. Was kann ein wesentliches Kriterium in bestimmten Bereichen wie Energie Transport, zum Beispiel.

Das Fischer-Tropsch-Verfahren (nach Wikipedia)

Das Fischer-Tropsch-Verfahren ist eine chemische Reaktion, die Kohlenmonoxid und Wasserstoff katalysiert, um sie in Kohlenwasserstoffe umzuwandeln. Die gebräuchlichsten Katalysatoren sind Eisen oder Kobalt.

Das Interesse der Umwandlung besteht darin, synthetischen flüssigen Brennstoff Syncrude aus Kohle, Holz oder Gas herzustellen. Die Fischer-Tropsch-Umwandlung ist ein sehr effizienter Ertragsprozess, der jedoch sehr hohe Investitionen erfordert und daher wirtschaftlich anfällig für Preisschwankungen eines Barrels Öl ist. Darüber hinaus zeigt der Schritt der Herstellung von Synthesegas (das Gemisch aus H2 und CO) eine ziemlich schlechte Ausbeute, was die Gesamtausbeute des Verfahrens beeinträchtigt.

Fischer-Tropsch-Reaktion

Die Fischer-Tropsch-Synthese, wie durch seine beiden Erfinder entdeckt, ist wie folgt:

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

(2n + 1) H 2 + nCO -> CnH (2n + 2) + nH 2 O.

Das Gemisch aus Kohlenmonoxid und Wasserstoff wird als Synthesegas oder Synthesegas bezeichnet. Die resultierende Produktion (synthetisches Rohöl oder Syncrude) wird raffiniert, um den gewünschten synthetischen Kraftstoff zu erhalten.

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Wikipedia hat diesen Prozess (laut Wikipedia)

Die Erfindung der Fischer-Tropsch-Methode stammt aus dem Jahr 1925 und wird zwei deutschen Forschern zugeschrieben, Franz Fischer und Hans Tropsch, die für das Kaiser-Wilhelm-Institut (Deutschland) arbeiten. Dieser Prozess basiert auf der katalytischen Reduktion von Kohlenoxiden durch Wasserstoff, um sie in Kohlenwasserstoff umzuwandeln. Ihr Interesse besteht darin, aus Kohle oder Gas ein synthetisches Erdöl (Syncrude) herzustellen, das dann raffiniert wird, um synthetischen flüssigen Brennstoff (Synfuel) bereitzustellen.

Deutscher Ursprung: 124 synthetische Fässer pro Tag im Jahr 000 ...

Dieses Verfahren wurde von Deutschland entwickelt und genutzt, das arm an Erdöl- und Ölkolonien, aber reich an Kohle ist, um flüssigen Brennstoff zu produzieren, der von den Deutschen und Japanern während des Zweiten Weltkriegs ausgiebig genutzt wurde. So wurde 1934 die erste Pilotanlage der Ruhrchemie AGS errichtet und 1936 industrialisiert.

Anfang 1944 produzierte das Reich aus Kohle rund 124 Barrel Treibstoff pro Tag, was über 000% seines Flugkraftstoffbedarfs und mehr als 90% des gesamten Treibstoffbedarfs des Landes entsprach.

Der erhaltene Kraftstoff war immer noch von geringerer Qualität (und insbesondere Konsistenz) als Kraftstoff aus Erdöl. Die Ingenieure griffen daher auf die Wassereinspritzung zurück, um relativ niedrige Oktanzahlzahlen auszugleichen. Finde mehr heraus: Wassereinspritzung in die Messerschmitt.

Diese Produktion kam von 18 direkten Verflüssigungsanlagen, sondern auch kleine Fabriken 9 FT, die einige 14 000 Barrel / Tag produziert.

... aber auch in Japan

Japan versucht, auch Kraftstoffe aus Kohle produzieren, wurde die Produktion vor allem durch Schwe bewirkt, etwas effektiv, aber einfacher Prozess.

Das Unternehmen Mitsui erwarb jedoch von Ruhrchemie eine Lizenz für das Fischer-Tropsch-Verfahren zum Bau von drei Fabriken in Miike, Amagasaki und Takikawa, die aufgrund von Konstruktionsproblemen ihre nominalen Kapazitäten nie erreichten.

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In den 1944er Jahren produzierte Japan 114 Tonnen Brennstoff aus Kohle, von denen jedoch nur 000 nach dem FT-Verfahren hergestellt wurden. Zwischen 18.000 und 1944 wurden deutsche und japanische Fabriken durch alliierte Bombenangriffe schwer beschädigt und die Mehrheit nach dem Krieg abgebaut.

Aufgeben der Technologie nach dem Krieg, außer in Südafrika

Die deutschen Wissenschaftler, die den FT-Prozess entwickelt hatten, wurden von den Amerikanern gefangen genommen und sieben von ihnen im Rahmen der Operation Paperclip in die USA geschickt. Doch nach der Strukturierung des Ölmarktes und der starken Preisverfall, verlassen die Vereinigten Staaten die Suche und die Fischer-Tropsch geriet in Vergessenheit.

In den 1950er Jahren erlangte es jedoch wieder Interesse an Südafrika: Dieses Land baute mit reichlich vorhandenen Kohlevorkommen hochmechanisierte Minen (Sasol), die CTL-Einheiten beliefern, deren Produktion darauf basiert zwei verschiedene Fischer Tropsch-Synthesen:
- Arge-Verfahren (entwickelt von Ruhrchemie-Lurgi) zur Herstellung von Kohlenwasserstoffen mit hohem Siedepunkt wie Gasöl und Wachsen.
- Synthol-Verfahren zur Herstellung von Kohlenwasserstoffen mit niedrigeren Siedepunkten wie Benzin, Aceton und Alkoholen.

Die Produktion genug, um seinen Weg Kraftstoffe zu liefern.

Noch zur Zeit verwendet

Im Jahr 2006 deckten diese Einheiten rund ein Drittel des südafrikanischen Bedarfs ab, und das Unternehmen Sasol hat sich zu einem der weltweiten Spezialisten auf diesem Gebiet entwickelt.

Nach dem ersten Ölschock 1973, was den Anstieg der Rohölpreise verursacht haben mehrere Unternehmen und Forscher versucht, die grundlegenden Prozess der Fischer-Tropsch, zu verbessern, die eine Vielzahl von ähnlichen Prozessen hervorgebracht hat unter der Komponente Synthese oder Fischer-Tropsch-Chemie Fischer-Tropsch gruppiert.

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A B-52 Kohle in der US stehlen

Seit den 2000er Jahren hat der Prozess daher wieder wirtschaftliches Interesse erlangt. So empfahl das amerikanische Verteidigungsministerium im September 2005 die Entwicklung einer Ölindustrie, die auf der Ausbeutung der Energieressourcen der Vereinigten Staaten in Kohle beruht, um Brennstoff nach dem Fischer-Tropsch-Verfahren zu erzeugen, und somit nicht für seine eigenen Bedürfnisse auf externe natürliche Ressourcen angewiesen sein.

Seit 2006 führt eine US Air Force B52 Tests mit Fischer-Tropsch-Kraftstoff durch, der zu 50% oder rein gemischt ist. Im Moment ist es ein Erfolg, der es der amerikanischen Armee ermöglicht, die strategische Unabhängigkeit für ihren militärischen Treibstoff wiederzugewinnen.

éconologiques und nachhaltige Anwendungen

Die Tatsache, Kohle oder Gas zu verflüssigen, ändert nichts oder nicht viel am Treibhauseffekt und an der Erschöpfung fossiler Ressourcen. Früher oder später wird Kohlenstoff in die Atmosphäre freigesetzt und die verwendeten natürlichen Ressourcen sind nicht erneuerbar.

Es ist eine ganz andere, die Fischer-Tropsch-Verfahren aus Biomasse, Biogas oder auch industriellen organischen Abfällen.

Daher hat sich das allgemeine Prinzip der Fischer-Tropsch-Reaktion von Anfang an stark verändert und zu allgemeineren Prozessen und Namen geführt, wie CtL (Coal to Liquids), GtL (Gas to Liquids), insbesondere BtL (Biomasse zu Flüssigkeiten). Es ist dieser letzte Sektor, der für die Wirtschaft von besonderem Interesse ist.

Viele Organisationen, einschließlich der CEA, arbeiten Umwandlungsprozesse zu verbessern, in der Tat, die Gesamtenergieeffizienz dieser Technologie bleibt auch ein Schwachpunkt.

Beispiel Verflüssigung von Industrieabfällen durch ein deutsches Unternehmen (Ausstrahlung in Autoplus im November 2005):

Fischer-Tropsch in autoplus

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