Fischer-Tropsch-prosessen

Fischer-Tropsch-prosessen er en kjemisk reaksjon som omdanner karbonmonoksid og hydrogen til flytende hydrokarboner ved hjelp av en katalysator. Gjennom denne prosessen kan en lage diesel fra andre råstoffer enn råolje, slik som naturgass, kull og biologisk avfall.

Prosessen

Prosessen tar utgangspunkt i hydrokarboner (kull, trevirke etc.). Stoffet gassifiseres ved hjelp av sterk varme i en oksygenfattig atmosfære. Da dannes det hydrogen og karbonmonoksid.

En omformer så karbonmonoksid (CO) til syntetisk diesel ved hjelp av katalysator og et trykk på 2-4 MPa. Med jernkalalysator brukes en høytemperaturprosess ved ca. 350°C som produserer diesel lignende vanlig diesel med et visst innhold av (uønskede) aromater. Med lavtemperaturprosessen brukes koboltkatalysator og en temperatur på 200° C som gir ren syntetisk diesel. Diesel består av alkaner med et karbontall (n i formelen under) i området 10-15 (typisk middel 12):

$(2n+1)H_{2}+nCO\rightarrow C_{n}H_{2n+2}+nH_{2}O$

Dersom formålet er kull til væske (en. CtL – Coal to Liquids) produseres CO og hydrogen fra karbon (steinkull, trekull) ved gasifisering med vann og energiproduksjon ved oksygentilsetning:

$C+H_{2}O\rightarrow H_{2}+CO$

$C+{\begin{matrix}{\frac {1}{2}}\end{matrix}}O_{2}\rightarrow CO$

Alternativt kan naturgass gjøres flytende ved delvis forbrenning f.eks av metan (en. GtL – Gas to Liquids):

$CH_{4}+{\begin{matrix}{\frac {1}{2}}\end{matrix}}O_{2}\rightarrow 2H_{2}+CO$

Og generelt for metan, butan, propan osv:

$C_{x}H_{y}+{\begin{matrix}{\frac {x}{2}}\end{matrix}}O_{2}\rightarrow {\begin{matrix}{\frac {y}{2}}\end{matrix}}H_{2}+xCO$

Historikk

Prosessen ble utviklet av de tyske forskerne Franz Fischer og Hans Tropsch på 1920-tallet. Tyskland har lite råolje, men mye kull, så prosessen ble utviklet for å lage flytende drivstoff av kullet. I 1944 (under andre verdenskrig) produserte Tyskland 124 000 fat syntetisk diesel hver dag. Metoden ble også benyttet i Sør-Afrika i apartheidtiden, da landet ble boikottet.

I dag brukes prosessen for å utnytte naturgass og kull til produksjon av petroleumsprodukter, spesielt diesel, som erstatning for produksjon fra konvensjonelle oljereservoarer. Dette er lønnsomt ved en oljepris på 20-25 dollar per fat og høyere. Et eksempel er Royal Dutch Shells «Pearl» anlegg i Qatar som vil produsere 140 000 fat syntetisk diesel per dag.

Anvendelse

Fluidized Bed Gasification med FT-pilot i Güssing, Burgenland, Østerrike

FT-pilot i Güssing, Burgenland, Østerrike

Bare en håndfull selskaper har kommersialisert Fischer-Tropsch (FT) teknologien.

Shell i Bintulu, Malaysia, bruker naturgass som råvare og produserer primært lav-svovel diesel drivstoff og mat-kvalitet voks.

Sasol i Sør-Afrika bruker kull og naturgass som råvare og produserer ulike syntetiske petroleumprodukter. Sasol produserer mesteparten av landets diesel drivstoff.

Flere planlagte anlegg av ulike typer

Et lite USA-basert selskap, Rentech, vurderer å bygge om nitrogen-gjødselanlegg fra å bruke naturgass som råvare til å bruke kull eller koks og produsere flytende hydrokarboner som biprodukt.

Også Choren Industries har bygget et FT-anlegg i Tyskland.

FT-prosessen er en etablert teknologi og allerede anvendt i stor skala, selv om dens popularitet er begrenset av høy kapitalkost, høy operasjonell- og vedlikeholdskost og usikker og volatil pris på råolje. Naturgass som råvare er kun praktisk anvendbart for forekomster av naturgass som ligger for langt unna markedet til å kunne bli produsert, transportert og solgt gjennom konvensjonelle gassrørledninger eller LNG teknologi; ellers ville direkte salg av naturgass til konsumenter ha vært langt mer lønnsomt. Det finnes flere selskaper som jobber med å utvikle prosessen for å kunne utvinne naturgass i fjentliggende områder. Geologer forventer at utvinning av naturgass vil nå sitt maksimum 5-15 år etter olje, men dette er vanskelig å forutsi og høyst usikkert.

Verden har store kullreserver som i økende grad vil kunne bli benyttet som drivstoffkilde ved eventuell oljemangel.

I oktober 2006 annonserte den finske papir- og celluloseprodusenten UPM planer om å produsere biodiesel ved Fischer-Tropsch-prosessen parallelt med sin tradisjonelle virksomhet ved bruk av biomasse.

I august 2007 annonserte Louisiana State University at de hadde mottatt støtte fra Energidepartementet i USA og ConocoPhillips for utvikling av ny nanoteknologi for katalyse av syntesegass fra kull til etanol.

Eksterne lenker

• Shell Gas to Liquids