Процесс Фишера-Тропша
На первом этапе производства, исходное сырье подвергается пар-кислородной газификации. Получившийся в результате синтез-газ взаимодействует с катализаторами. Конечным продуктом могут быть жидкие углеводородные смеси, метанол, бензин, спирты. Полученные углеводороды используются как синтетическое топливо и смазочное масло.
Детально, процесс Фишера-Тропша выглядит следующим образом. Первой стадией процесса является получение смеси угарного газа и водорода, так называемого «синтез-газа». Его получают продуванием водяного пара через раскаленный каменный уголь. Далее, в зависимости от катализаторов и условий может быть реализован один из двух вариантов .
В первом случае, на никелевых или кобальтовых катализаторах при температуре
175-215°С и давлении 0,1 -1,5 МПа, а так же отношении по объему СО/ H2 1/1 или ½, образуется углеводород и вода в качестве побочного продукта. Выход продукта будет 100-180 мл на кубический метр смеси газов.
Если же катализаторы на основе железа, при температуре 220-250 градусов, и соотношении объемов угарного газа к водороду как 2 к 1, преобладает процесс с выделением в качестве побочного продукта углекислого газа. Выход составит 180 мл на кубический метр газовой смеси, бензина и масел получится 110 мл.
Основная масса парафинов получится, если использовать рутениевые катализаторы, при температуре 200 градусов и высоком давлении в 10-30 МПа. На оксидах хрома, молибдена или тория, при температуре около 500 градусов и давлении в 3 МПа, образуются ароматические соединения.
Ганс Тропш и Франц Фишер, изобретатели метода, работали в научном институте Кайзера Вильгельма в Германии, в двадцатых годах прошлого века. Причиной появления необходимости в переработке твердого топлива с целью получения жидкого, явился существенный недостаток нефти в Германии, при достаточном количестве угля. Процесс применялся особенно интенсивно в годы Второй мировой войны. Предприятия по переработке твердых углеводородов были открыты не только в Германии, но и в Японии. Позже, некоторые немецкие ученые, попавшие в плен к американцам, продолжили свою деятельность на территории США.
Следует отметить, что под словами «процесс Фишера-Тропша» сегодня подразумевается множество других химических реакций, технологически сходных с оригинальным процессом. Опыт, накопленный немецкими химиками в тридцатые-сороковые годы, стал базой для новых открытий и исследований.
Во второй половине двадцатого века было открыто множество предприятий, работавших на основе технологии, разработанной Фишером и Тропшем. Но, практически все они прекратили свое существование, когда были найдены огромные запасы нефти на Аляске, в Северном море, на Аравийском полуострове. Новая волна интереса к переработке углеводородов возникла уже в конце двадцатого века. Сейчас процесс значительно усовершенствован и обновленной технологией пользуется множество известных мировых компаний.
