A Fischer-Tropsch-eljárás magában foglalja a csökkentés által heterogén katalízis a szén-monoxid (CO) által hidrogénatom (H 2 ), annak érdekében, hogy ezek átalakítását szénhidrogének . Ebben a kémiai folyamatban a leggyakoribb katalizátorok a vas , a kobalt vagy a ruténium , valamint a nikkel , de ez utóbbi hajlamos metánt képezni (CH 4) (akkor metanációról beszélünk ). Az előnye, hogy a konverzió az, hogy a szintetikus nyersolaj a szén vagy gáz . Ennek a folyamatnak nagyon jó a hozama, de nagyon nagy beruházásokat igényel , ami gazdaságilag kiszolgáltatottá teszi az olajár lefelé irányuló ingadozásainak .
A két feltaláló által felfedezett Fischer-Tropsch-folyamat sematikusan a következő:
(2 n +1) H 2 + n CO → C n H 2 n + 2+ N H 2 OEgyéb szénhidrogének is nagy mennyiségben képződnek: 1- alkének, valamint alkoholok , ketonok , aldehidek és észterek nyomai . A szén-monoxid és hidrogén reakcióképes keverékét szintézisgáznak vagy szinagáznak nevezzük . Az így létrejövő termelést, amely szobahőmérsékleten szilárd viasz vagy szénhidrogén folyékony keverék formájában van , ezt követően hidroizomerizációnak nevezett eljárással átalakítják a kívánt szintetikus üzemanyag (főleg gázolaj és benzin ) előállításához. A részletes láncterjedési lépés mechanizmusát Robert C. Brady III és R. Pettit, a Texasi Egyetem munkatársai igazolták 1981-ben .
A Fischer-Tropsch reakció erősen exoterm reakció , a standard- entalpia (ΔH) miatt −165 kJ / mol CO együttvéve.
V OIR gázosítás , szintézisgáz vagy feldolgozott gáz és gőz reformáló .
A találmány a Fischer-Tropsch nyúlik vissza, 1923-ban, ami megfelel a bejelentés napján az első szabadalmi megítélt két német kutatók Franz Fischer és Hans Tropsch , dolgozik a Kaiser Wilhelm Institut in Mülheim an der Ruhr , a kor a szén valorizációjának szentelt.
Ez az eljárás a szén-oxidok hidrogénnel történő katalitikus redukcióján alapul, annak érdekében, hogy szénhidrogénné alakuljanak. Érdekessége szénhidrogének keverékének előállítása, amelyet ezután hidrokrakkolnak ( hidroizomerizálnak ), hogy szintetikus folyékony tüzelőanyagot (szinfuelt) nyújtsanak szénből, gázból vagy újabban biomasszából.
Ezt az eljárást fejlesztettek ki, és kihasználva alatt második világháború által Németországban , a rossz az olaj és az olaj telepeket, de gazdag szénben, hogy készítsen folyékony üzemanyag, tömegesen használt a németek és a japánok a konfliktus során. Globális. Így hozta létre az első kísérleti üzemet a Ruhrchemie AGS 1934-ben, és 1936-ban iparosodott. 1944 elején a Harmadik Birodalom naponta mintegy 124 000 hordó üzemanyagot termelt szénből, ami az igényeinek több mint 90% -át tette ki. repülési benzin és az ország teljes üzemanyagigényének több mint 50% -a. Ez a termelés 18 közvetlen cseppfolyósító üzemből, valamint kilenc kis FT üzemből származott, amelyek napi mintegy 14 000 hordót termeltek.
A Japánban is megpróbálta előállítani tüzelőanyagok szén, a termelés zajlik elsősorban szenesítés alacsony hőmérsékleten, nagyon hatékony, de egyszerű folyamat. A Mitsui cég azonban megvásárolta a Fischer-Tropsch folyamat engedélyét a Ruhrchemie-től három gyár építéséhez Miike-ben , Amagasaki és Takikawa-ban , amelyek a tervezési problémák miatt soha nem érték el névleges kapacitásukat. 1944-ben Japán 114 000 tonna üzemanyagot termelt szénből, de ezekből csak 18 000-t készítettek a Fischer-Tropsch-eljárással.
1944 és 1945 között a német és japán gyárakat súlyosan megrongálta a szövetséges bombázás, a többséget pedig a háború után szétszerelték.
Az amerikaiak elfogták a Fischer-Tropsch-folyamatot kidolgozó német tudósokat, akik közül hetet az Paperclip hadművelet keretében az Egyesült Államokba küldtek . Az olajpiac strukturálása és az árak hirtelen esése után azonban az Egyesült Államok felhagyott a kutatással, és a Fischer-Tropsch-folyamat használaton kívül esett. Azonban visszanyerte érdeklődés Dél-Afrika során az 1950-es években , miután az elszigeteltség, az ország követő apartheid politika : ebben az országban, amelynek bőséges szén források, beépített nagyon hatékony bányákban. Gépesített ( Sasol ), amely ellátási CTL ( Coal cseppfolyóssá ) egységek, amelynek gyártása két különálló Fischer-Tropsch szintézisen alapul:
A termelés elegendő volt a közúti üzemanyagok ellátásához. 2006-ban ezek az egységek Dél-Afrika szükségleteinek körülbelül egyharmadát fedezték, és Sasol a világ egyik szakértőjévé vált ezen a területen.
Az 1973-as első olajsokk után , amely a nyersolaj árának emelkedését okozta, több vállalat és kutató megpróbálta javítani az alapvető Fischer-Tropsch-folyamatot, amely hasonló folyamatok széles skáláját eredményezte., A Fischer-Tropsch alá csoportosítva szintézis vagy Fischer-Tropsch kémia szakasz.
A 2000-es években és az olaj árának növekedésében a folyamat visszanyerte a gazdasági érdeklődést. Az Egyesült Államok Védelmi Minisztériuma 2007 óta részt vesz a szénből előállított szintetikus üzemanyagok fejlesztésében a Fischer-Tropsch-folyamat során, hogy csökkentse annak kőolajfüggőségét.
2006 óta az amerikai légierő Boeing B-52 Stratofortressje tiszta Fischer-Tropsch üzemanyaggal végez teszteket. Az előző évben egy B-1 típusú bombázót úgy módosítottak, hogy szintetikus üzemanyagok keverékével működjön. Ezeknek az üzemanyagoknak a nagyon magas ára a kisüzemi felhasználásra korlátozódik (20 dollár / gallon a tiszta üzemanyagért és 4,62 dollár a keverésért).
A Fischer-Tropsch reakció általános elve a kezdetek óta nagymértékben gazdagodott, és generikusabb folyamatokat és elnevezéseket eredményezett, mint például a CTL ( szénből a folyadékokba ), a GTL ( gázból a folyadékokba ), a BTL ( biomasszából) a folyadékokba. ), néha általában "xTL" néven írják le.
Az egyre növekvő olajellátási nehézségek, valamint a nyersanyag árának emelkedő tendenciája arra utal, hogy megújult az érdeklődés ezen alkalmazások iránt az olyan országokban, ahol bőségesen van szén. A CO 2 egyensúly hátrányanagyon nehéz, amelyet azonban korlátozni lehet a CO 2 megkötésére és geológiai megkötésére szolgáló megoldások bevezetésével. E technológia általános energiahatékonysága szintén gyenge pont.