Oma hea töö teadmistebaasi esitamine on lihtne. Kasutage allolevat vormi

Üliõpilased, kraadiõppurid, noored teadlased, kes kasutavad teadmisi oma õpingutes ja töös, on teile selle eest väga tänulikud.

Postitatud http://www.allbest.ru/

KOKKUVÕTE

Fischer-Tropschi protsess

Sissejuhatus

süsivesinike tehnoloogiline katalüsaator

Ajalugu teab palju näiteid, kui kiireloomulise vajaduse tõttu sündisid uued originaalsed lähenemisviisid pikaajaliste eluliste probleemide lahendamiseks. Nii et sõjaeelses Saksamaal, kus puudus juurdepääs naftaallikatele, tekkis võimsa sõjatehnika tööks vajaliku kütuse puudus. Märkimisväärsete fossiilsete kivisöevarude tõttu oli Saksamaa sunnitud otsima võimalusi, kuidas muuta see vedelkütuseks. See probleem lahendati edukalt suurepäraste keemikute pingutustega, kellest kõigepealt tuleks mainida Kaiser Wilhelmi söeuuringute instituudi direktorit Franz Fischerit.

1926 ilmus Franz Fischeri ja Hans Tropschi töö "Naftasüsivesinike otsese sünteesi kohta tavalisel rõhul". Teatati, et kui vesinik redutseeritakse atmosfäärirõhul süsinikmonooksiidiks mitmesuguste katalüsaatorite (raud-tsinkoksiid või koobalt-kroomoksiid) juuresolekul temperatuuril 270 ° C, saadakse vedelad ja isegi tahked metaanihomoloogid.

Nii tekkis süsivesinike kuulus süntees süsinikmonooksiidist ja vesinikust, mida on hiljem nimetatud Fischeri-Tropschi sünteesiks (FT). Erinevas vahekorras CO ja H2 segu, mida nimetatakse sünteesgaasiks, võib saada nii kivisöest kui ka muust süsinikku sisaldavast toorainest. Pärast seda, kui Saksa teadlased olid selle meetodi leiutanud, tehti palju parandusi ja parandusi ning nimi Fischer-Tropsch kehtib nüüd suure hulga sarnaste protsesside kohta.

Õigluse osas tuleb märkida, et Fischeri-Tropschi süntees ei tekkinud nullist - selleks ajaks olid olemas teaduslikud eeldused, mis põhinesid orgaanilise keemia ja heterogeense katalüüsi saavutustel. Veel 1902. aastal said P. Sabatier ja J. Sanderan metaani CO-st ja H2-st. 1908. aastal avastas E. Orlov, et süsinikmonooksiidi ja vesiniku viimisel katalüsaatorisse, mis koosneb niklist ja söele toetatud pallaadiumist, moodustub etüleen.

Esimene tööstusreaktor käivitati Saksamaal 1935. aastal ja kasutati Co-sadestatud katalüsaatorit. 1930ndatel ja 1940ndatel loodi Fischer-Tropschi tehnoloogia põhjal sünteetilise bensiini (kohasiin-I ehk süntiin) oktaanarvuga 40h55, kvaliteetse sünteetilise fraktsiooni (kohasiin-II) tootmine tsetaaniarvuga 75h100 ja parafiinvaha tootmine. Protsessi tooraineks oli kivisüsi, millest gaasistamisel saadi sünteesgaas, ja sellest süsivesinikud. Kunstliku vedelkütuse tööstus saavutas suurima kasvu Teise maailmasõja ajal. 1945. aastaks oli maailmas (Saksamaal, USA-s, Hiinas ja Jaapanis) 15 Fischer-Tropschi sünteesitehast koguvõimsusega umbes miljon tonni süsivesinikke aastas. Peamiselt toodeti neist sünteetilisi mootorikütuseid ja määrdeõlisid. Saksamaal kattis sünteetiline kütus peaaegu täielikult Saksa armee vajadused lennukibensiini järele. Sünteetilise kütuse aastane toodang on selles riigis jõudnud enam kui 124 000 barrelini päevas, s.o. umbes 6,5 miljonit tonni 1944. aastal.

Pärast 1945. aastat polnud naftatootmise kiire arengu ja langevate naftahindade tõttu enam vaja vedelkütuste sünteesi CO-st ja H 2-st. Oli naftakeemia buum. Kuid 1973. aastal puhkes naftakriis - OPECi naftat tootvad riigid (naftat eksportivate riikide organisatsioon, naftat eksportivate riikide organisatsioon) tõstsid järsult toornafta hindu ja maailma üldsus oli sunnitud mõistma lähitulevikus odavate ja taskukohaste naftavarude ammendumise tegelikku ohtu. 70ndate energiašokk elavdas teadlaste ja töösturite huvi alternatiivse toornafta kasutamise vastu ning siin kuulub kahtlemata esikohal kivisüsi. Maailma söevarud on tohutud, mitmesuguste hinnangute kohaselt on need naftavarudest enam kui 50 korda suuremad ja need võivad kesta sadu aastaid.

Lisaks sellele on maailmas märkimisväärsel hulgal süsivesinike gaaside allikaid (nii maagaasi maardlad kui ka nendega seotud naftagaasid), mida ühel või teisel põhjusel ei kasutata majanduslikel põhjustel (märkimisväärne kaugus tarbijatest ja sellest tulenevalt suured transpordikulud) gaasilises olekus). Globaalsed süsivesinikevarud on aga tühjad, energiavajadus kasvab ja sellistes tingimustes on süsivesinike raiskav kasutamine lubamatu, mida tõendab nafta maailmaturuhindade pidev tõus alates 21. sajandi algusest.

Nendel tingimustel muutub Fischeri-Tropschi süntees taas asjakohaseks.

1. Protsessi keemia

1.1 Süsivesinike moodustumise põhireaktsioonid

Sõltuvalt katalüsaatorist ja protsessitingimustest võib süsivesinike sünteesimisel süsinikoksiididest ja vesinikust saada erinevaid reaktsioone, kuid need kõik moodustavad kaks peamist. Esimene põhireaktsioon on Fischeri-Tropschi süntees ise:

(1)

Teine põhireaktsioon on vesigaasi tasakaal. See protsess on eriti lihtne sekundaarse katalüsaatori raua puhul:

(2)

Võttes arvesse seda sekundaarset reaktsiooni FT sünteesil rauakatalüsaatoritel, saadakse järgmine võrrand:

(3)

Reaktsioonid (1) ja (3) stöhhiomeetrilisel põhjalikul muundamisel võimaldavad saada maksimaalselt 208,5 g süsivesinikke 1 m 3 CO + H2 segu kohta, moodustades ainult olefiine.

Reaktsiooni (2) saab suruda madalatel temperatuuridel, lühikese kokkupuuteajaga, sünteesgaasi ringlusest ja vee eemaldamisest tsirkuleerivast gaasist, nii et süntees võib toimuda osaliselt vastavalt valemile (1) vee moodustamisel ja osaliselt vastavalt võrrandile (3) CO 2 moodustumisega. .

Võrrandist (1) kahekordistunud võrrandiga (2) saadakse süsivesinike sünteesimisel CO-st ja H2O-st koguvõrrand vastavalt Kölbel-Engelhardtile:

(4)

Stöhhiomeetriline saagis on 208,5 g [-CH2-] 1 m 3 CO + H2 segu kohta.

Süsivesinike moodustumine CO 2-st ja H2-st võrrandi (1) ja reaktsiooni pöördvõrde (2) tõttu:

(5)

Stöhhiomeetriline saagis 156,25 g [-CH2-] CO 2 + H2 segu 1 m 3 kohta.

Üldiselt on võrrandid järgmised:

Parafiinide sünteesiks

(6)

(7)

(8)

(9)

Olefiinide sünteesiks

(10)

(11)

(12)

(13)

1.2 Kõrvaltoimed

Kõrvaltoimete hulka kuulub CO hüdrogeenimine metaaniks, CO lagunemine ja metalli oksüdeerimine veega või süsinikdioksiidiga.

Metaan moodustub koobalti ja nikli katalüsaatorite juuresolekul:

(14)

Stöhhiomeetriline saagis 178,6 g CH4 1 m 3 CO + H2 segu kohta. Sel juhul muundatud vesi muundatakse (eriti rauakatalüsaatoritel) CO juuresolekul CO 2 + H 2 seguks, seetõttu on metaani moodustumise kogureaktsioon erinev:

(15)

Stöhhiomeetriline saagis 178,6 g CH4 1 m 3 CO + H2 segu kohta. Temperatuuril üle 300 ° C moodustub ka metaan süsiniku hüdrogeenimisel üldise võrrandi kohaselt:

(16)

Stöhhiomeetriline saagis 142,9 g CH4 1 m 3 CO 2 + H2 segu kohta. Sünteesiprotsessi muudab keeruliseks süsiniku moodustamine buduaari reaktsiooni abil:

(17)

FT süntees võib olla suunatud alkoholide või aldehüüdide valdavale moodustumisele, mis moodustuvad kõrvalsaadustena süsivesinike sünteesi käigus. Alkoholide põhivõrrandid on järgmised

(18)

(19)

(20)

ja aldehüüdid moodustatakse järgmiselt:

(21)

(22)

Muude väikestes kogustes moodustunud toodete (ketoonid, karboksüülhapped, estrid) võrrandid jäetakse välja.

1.3 Reaktsioonimehhanism

Süsinikoksiidi hüdrogeenimine FT ajal on keerukate, paralleelsete ja järjestikuste reaktsioonide kompleks. Esimene etapp on vingugaasi ja vesiniku samaaegne keemiline absorbeerimine katalüsaatoril. Sel juhul ühendab vingugaas süsinikuaatomi ja metalliga, mille tagajärjel nõrgeneb CO-side ja hõlbustatakse CO ja vesiniku koostoimet primaarkompleksi moodustumisel. Sellest kompleksist algab süsivesinikahela kasv (“ahela algus”). Ühte süsinikuaatomit sisaldava pinnaühendi täiendava järkjärgulise lisamise tulemusena pikeneb süsinikuahel („ahela kasv”). Ahela kasv lõpeb desorptsiooni, hüdrogeenimise või kasvava ahela interaktsiooni tulemusena sünteesi produktidega („ahela purunemine“).

Nende reaktsioonide peamised produktid on küllastunud ja küllastumata alifaatsed süsivesinikud ning kõrvalsaadused on alkoholid, aldehüüdid ja ketoonid. Reaktiivsed ühendid (küllastumata süsivesinikud, aldehüüdid, alkoholid jne) võivad järgnevate reaktsioonide käigus integreeruda kasvavatesse ahelatesse või moodustada pinna kompleksi, mis tekitab ahela. Seejärel viivad saadud toodete vahelised reaktsioonid hapeteni, estriteni jne. Dehüdrotsükliseerimisreaktsioonid, mis toimuvad kõrgemal sünteesi temperatuuril, põhjustavad aromaatseid süsivesinikke. Peamiselt katalüsaatorist moodustunud ja desorbeeritud kõrgema keemistemperatuuriga süsivesinike krakkimise või hüdrokrakkimise esinemist ei tohiks välistada, kui nad sellele uuesti adsorbeeruvad.

Vaatamata aastakümnete pikkusele uuringule on reaktsioonimehhanism üksikasjalikult ebaselge. Kuid see olukord on tüüpiline heterogeensele katalüüsile. Kõige tunnustatum on mehhanism, mille kasv on ahela lõpus. Molekulid või aatomid, mis erutuvad süsinikmonooksiidi ja vesiniku samaaegsel keemilisel absorbeerimisel katalüsaatoril, reageerivad primaarse enooli kompleksi moodustumisega (skeem A 1), mis tekitab ka ahela. Ahela kasv (skeem A 2) algab H2O molekuli lõhustamisega kahest primaarsest kompleksist (C-C sideme moodustumisega) ja C-aatomi eraldumisega metalli aatomist hüdrogeenimise tulemusel. Saadud C2 kompleks, lisades ühe primaarse kompleksi, vabastab H2O molekuli ja hüdrogeenimise tulemusel vabaneb metallist. Niisiis toimub kondensatsiooni ja hüdrogeenimise teel ahela järkjärguline kasv igal järgneval C-aatomil. Ahela algust saab kirjeldada järgmiselt:

Skeem A 1

Ahela kasv äärmistes C-aatomites toimub järgmiselt:

Skeem A 2

ja nii edasi:

Veel üks võimalus on see, et esialgu hüdrogeenitakse primaarses adsorptsioonikompleksis olev Me-C side osaliselt ja siis kondenseerub moodustunud ühend primaarse kompleksiga, mis põhjustab skeemi (A 3) või skeemi (A 4) kohaselt ahela kasvu ja selle tulemusel sekundaarne metüülhargnenud adsorptsioonikompleks:

Skeem A 3

Skeem A 4

Primaarse adsorptsioonikompleksi, mis sisaldab alati hüdroksürühma, desorptsioon põhjustab aldehüüde ja järgnevates reaktsioonides alkoholide, hapete ja estritega:

Postitatud http://www.allbest.ru/

Postitatud http://www.allbest.ru/

Süsivesinikud võivad moodustuda dehüdratsiooni või adsorptsioonikomplekside lagunemise tagajärjel:

Skeem A 5

Alkoholid ja aldehüüdid võivad tekitada ahela ka pärast nende fenoolsel katalüsaatoril adsorbeerimist.

või olefiinid, mis on pärast veega reageerimist tõenäoliselt katalüsaatori enoolvormis seotud.

Veel üks ahela kasvu võimalus on CH2 rühmade polümerisatsioon. Primaarkompleksi hüdrogeenimisel moodustuvad HO-CH2- ja CH2-pinna kompleksid:

Skeem B

Hüdrogeenitud pinnakompleks interakteerub sarnase kompleksiga vee eemaldamisega (B 1):

Skeem B 1

Postitatud http://www.allbest.ru/

Postitatud http://www.allbest.ru/

Sarnaselt võivad moodustunud pinnakompleksid suhelda primaarse hüdrogeenimata kompleksiga (moodustades C2 lisandikompleksi vastavalt skeemile B 2) või reageerima kompleksiga pärast selle hüdrogeenimist (vastavalt skeemile B 1):

Skeem B 2

Postitatud http://www.allbest.ru/

Postitatud http://www.allbest.ru/

Ahel võib kasvada ka algselt moodustunud CH2 rühmade polümeriseerimisega vastavalt skeemile B (muutustega laengul Me suhtes):

Skeem B

Postitatud http://www.allbest.ru/

Postitatud http://www.allbest.ru/

Polümerisatsiooni panus ahela kasvu sõltub kondensatsiooni ja polümerisatsiooni määra suhetest.

2. Katalüsaatorid

FT süntees algab CO ja H2 samaaegse keemilise imendumisega metalli aatomitele. Sellise keemilise absorptsiooni sideme moodustamiseks sobivad eriti siirdemetallid 3D- ja 4f-elektronidega või nende interstitsiaalsed ühendid (karbiidid, nitriidid jne). Katalüsaatoriteks on VIII rühma metallid: kõige aktiivsemad on Ru, siis Co, Fe, Ni. Pinna suurendamiseks kantakse need sageli poorsetele kandjatele, näiteks silikageelile ja alumiiniumoksiidile. Tööstuses kasutatakse ainult Fe ja Co. Ruteenium on liiga kallis, lisaks on selle varud Maal liiga väikesed, et seda kasutada suurema kogumahuga protsesside katalüsaatorina. Nikkelkatalüsaatoritel moodustub atmosfäärirõhul peamiselt metaan, rõhu suurenemisel moodustab nikkel lenduva karbonüüli ja pestakse reaktorist välja.

Koobalti katalüsaatorid olid esimesed katalüsaatorid, mida tööstuses kasutati (Saksamaal ning seejärel Prantsusmaal ja Jaapanis 1930ndatel ja 1940ndatel). Nende töö jaoks on tüüpiline rõhk 1h50 atm ja temperatuur 180h250 ° C. Nendes tingimustes moodustuvad peamiselt lineaarsed parafiinid. Koobaltil on oluline vesiniku aktiivsus, seetõttu muutub osa süsinikdioksiidist paratamatult metaaniks. See reaktsioon kiireneb temperatuuri tõusuga järsult, seetõttu ei saa koobaltkatalüsaatoreid kõrge temperatuuriga FT-protsessis kasutada.

Alates 1950. aastate keskpaigast on Lõuna-Aafrika Vabariigis FT sünteesitehastes kasutatud raudkatalüsaatoreid. Võrreldes koobaltiga on need palju odavamad, töötavad laiemas temperatuurivahemikus (200h360 ° C) ja võimaldavad saada laiemat tootevalikut: parafiinid, madalamad b-olefiinid, alkoholid. FT sünteesi tingimustes katalüüsib raud vee-gaasi reaktsiooni, mis võimaldab tõhusalt kasutada kivisöest saadavat sünteesgaasi, milles CO: H2 suhe on madalam kui stöhhiomeetrilisel 1: 2. Raudkatalüsaatoritel on vesiniku afiinsus madalam kui koobaltil, seega metaniseerimine ei toimu on nende jaoks suur probleem. Sama madala hüdrogeenimisaktiivsuse tõttu on rauakontaktide pind kiiresti karboniseerunud. Koobalti kontaktid suudavad ilma regenereerimiseta töötada palju kauem. Raudkontaktide teine \u200b\u200bpuudus on nende pärssimine veega. Kuna vesi on sünteesi produkt, on CO muundamine ühes läbimises madal. Kõrge muundamise taseme saavutamiseks on vaja korraldada gaasi ringlussevõtt.

Nii raud kui ka koobaltkatalüsaatorid on väävlimürgituse suhtes ülitundlikud. Seetõttu tuleb sünteesgaas eelnevalt puhastada väävlist, vähemalt tasemeni 2 mg / m 3. Vääveljääk adsorbeeritakse katalüsaatori pinnale, nii et lõpuks FT sünteesi produktid seda praktiliselt ei sisalda. See asjaolu muudab FT-tehnoloogia abil saadud sünteetilise diislikütuse väga atraktiivseks seoses transpordile kehtivate rangete keskkonnanõuetega.

Värskelt valmistatud rauarühma katalüsaatorite mitmesuguste ainete mõjul muutuvad katalüsaatorite koostis ja struktuur ning ilmnevad faasid, mis on FT sünteesis tõeliselt aktiivsed. Kuigi selliste faaside arv on koobalti ja nikli korral suhteliselt väike, on raua puhul palju, seega on katalüütiline süsteem keeruline. Raudvormid koos süsiniku või muude metalloididega (lämmastik, boor jne) on mitmesuguste kompositsioonide interstitsiaalsed ühendid, kaotamata FT sünteesiks vajalikku “metallilist” iseloomu.

Paljud uuringud on kinnitanud, et rauakatalüsaatoritel on FT sünteesi ajal faasi koostis, oksüdatsiooni olek ja süsiniku interstitsiaalsed struktuurid erinevad. Redutseeritud katalüsaatori raud läheb sünteesi alguses Fe2C-karbiidiks (Haggi karbiidiks). Samal ajal, kuid aeglasemalt, moodustub Fe 3 O 4 oksiid, mille osakaal (arvutatud lähteraua kohta) suureneb pidevalt, samal ajal kui Fe 2 C karbiidi sisaldus varieerub sõltuvalt tööajast ja temperatuurist vähe. Vaba süsiniku sisaldus suureneb sünteesi aja pikenemisega. Töötingimustes on katalüsaatori faasikompositsioon tasakaalus reaktsioonisegu koostisega ja sõltub ainult vähesel määral selle valmistamise või eeltöötluse meetodist (redutseerimine, karbideerimine).

Bartholomewi töös näidati, et Co- ja Ni-katalüsaatorites hüdrogeenitakse CO metaaniks kahel viisil, millest igaüks on seotud teatud pindadega saitidel. A.L. Lapidus ja tema kolleegid esitasid FT sünteesi kokatalüsaatori kahetsentrilise mudeli. Nende ideede kohaselt on esimese tüübi keskpunktid metallilise kristalliidid. Neil adsorbeeritakse CO dissotsiatiivselt ja hüdrogeenitakse seejärel metaaniks. Samades keskustes toimub CO ebaproportsionaalne reaktsioon, mis viib katalüsaatori karboniseerumiseni. Teise tüübi keskpunktid on piir metallilise Co ja oksiidfaasi vahel katalüsaatori pinnal. Nad vastutavad süsivesinikahela kasvu eest. Süsinikmonooksiid adsorbeeritakse CoO-le nõrgalt seotud assotsiatiivsel kujul, seejärel kantakse kandjale, kus see moodustab vesinikuga CH x O-tüüpi pinnakompleksid. Need kompleksid interakteeruvad üksteisega pinnale polümeerstruktuuride moodustamiseks. Nende hüdrogeenimine CoO-ks annab süsivesinikud.

Termiliselt programmeeritud desorptsiooni (TPD) spektri abil tuvastatakse pinnal kahte tüüpi CO adsorptsiooni, mille korral esimese tüübi keskpunktid vastavad piigile, mille Tmax on vahemikus 250-350 ° C, ja teise keskused kuni Tmax.< 250°C. По соотношению площадей пиков можно судить о доле каждого из типов центров и, соответственно, предсказывать каталитическое действие контакта.

Katsed näitasid head korrelatsiooni süsivesinike saagise ja nõrgalt seotud CO adsorptsiooni tsentrite arvu vahel kontaktpinnal.

Co-katalüsaatorite oksiidfaas moodustub tavaliselt nende eelneva kuumtöötluse (kaltsineerimine ja / või redutseerimine) ajal, mis toimub oksiidikandja (SiO2, Al2O3 jne), koobaltoksiidi ja promootori vastasmõjul. Katalüsaatorid, mis ei sisalda oksiidfaasi, ei ole võimelised katalüüsima vedelate süsivesinike teket CO-st ja H 2-st, kuna nende pinnal pole polümerisatsioonikeskmeid.

Seega mängib FT sünteesi katalüsaatorite oksiidfaas määravat rolli vedelate süsivesinike moodustumisel ning selleks protsessiks efektiivsete katalüsaatorite loomiseks tuleks erilist tähelepanu pöörata katalüsaatori kandeaine valimisele ja eelnevale kuumtöötlusele. Kui toimida katalüsaatori aktiivsele osale eelkuumtöötlemise teel, põhjustades aktiivse faasi suurema interaktsiooni kandjaga, või viies katalüsaatori koostisse modifitseerivaid oksiidilisandeid, on võimalik parandada katalüsaatori polümerisatsiooniomadusi ja suurendada seetõttu reaktsiooni selektiivsust vedelate süsivesinike moodustumise suhtes.

Tegevusprintsiibi järgi promootorid jagunevad kahte rühma - struktuurne ja energeetiline.

Struktuuripromootoritena kasutatakse raskemetallide kõvasid struktuurioksiide nagu Al2O3, ThO2, MgO ja CaO. Need aitavad kaasa katalüsaatori väljaarenenud pinna moodustumisele ja takistavad katalüütiliselt aktiivse faasi rekristalliseerumist. Sarnast funktsiooni täidavad kandjad - diiselbensiit, dolomiit, ränidioksiid (värskelt sadestunud hüdroksiidi või kaaliumsilikaatgeeli kujul).

Energia promootorid, mida elektroonilise reaktsioonimehhanismi kohaselt nimetatakse ka keemilisteks, elektroonilisteks või aktiveerivateks lisanditeks, suurendavad selle kiirust ja mõjutavad selektiivsust. Reaktiivsed struktuuriedendajad võivad tegutseda ka energia edendajana. Energia promootorid (eriti leelised) mõjutavad oluliselt katalüsaatori tekstuuri (pinda, pooride jaotust).

Raudkatalüsaatorite energia promootoritena (sõltumata valmistamisviisist) kasutatakse kõige sagedamini leelismetalli karbonaate. Erinevatel viisidel saadud raudkatalüsaatorid vastavad aluseliste lisandite ebavõrdsele optimaalsele kontsentratsioonile. Sadestunud katalüsaatorid ei tohiks sisaldada üle 1% K 2 CO 3 (arvutatud Fe kohta); teatud sadestunud katalüsaatorite puhul on optimaalne 0,2% K 2 CO 3 (0,1% hälve mõjutab märgatavalt aktiivsust ja selektiivsust). Sulatatud katalüsaatorite puhul on näidatud optimaalne kontsentratsioon? 0,5% K 2 O

Promootorid, mis määravad nii struktuurilise kui ka energiamõju, hõlmavad vaske. Vask hõlbustab raua redutseerimist ja see protsess võib sõltuvalt vase kogusest toimuda madalamal temperatuuril (kuni 150 ° C) kui ilma lisaaineta. Lisaks soodustab see lisand raudhüdroksiidi (II ja III) kuivatamisel selle oksüdeerumist Fe 2 O 3 -ks. Vask soodustab rauaühendite moodustumist süsinikuga ja koos leelisega kiirendab raua redutseerimist, karbiidi ja süsiniku moodustumist. Vask ei mõjuta FT sünteesi selektiivsust.

3. Protsessi mõjutavad tegurid

3.1 Tooraine kvaliteet

FT sünteesisaaduste saagis ja koostis sõltuvad suuresti CO: H2 suhtest esialgses sünteesgaasis. See suhe omakorda sõltub oluliselt sünteesgaasi tootmiseks kasutatud meetodist. Praegu on viimase tootmiseks kolm peamist tööstuslikku meetodit.

1. Kivisöe gaasistamine. Protsess põhineb söe interaktsioonil veeauruga:

See reaktsioon on endotermiline, temperatuur nihkub temperatuuril 900–1000 ° C paremale. Välja on töötatud tehnoloogilised protsessid aur-hapniku lõhkamisel, milles koos nimetatud reaktsiooniga toimub söe põlemisel eksotermiline reaktsioon, mis tagab soovitud soojuse tasakaalu:

2. Metaani muundamine. Metaan reageerib veeauruga nikkelkatalüsaatorite (Ni / Al 2 O 3) juuresolekul kõrgendatud temperatuuridel (800h900єС) ja rõhul:

Metaani asemel võib lähteainena kasutada mis tahes süsivesinike lähteainet.

3. Süsivesinike osaline oksüdeerimine. Protsess hõlmab süsivesinike mittetäielikku termilist oksüdeerimist temperatuuril üle 1300 ° C:

Meetod on rakendatav ka mis tahes süsivesinike toites.

Kivisöe gaasistamisel ja osalisel oksüdeerimisel on CO: H2 suhe lähedane 1: 1, metaani muundamisel aga 1: 3.

Üldiselt võib täheldada järgmisi mustreid:

- vesinikuga rikastatud lähtesegu korral saadakse eelistatult parafiinid, vähendades nende moodustumise termodünaamilist tõenäosust metaani korral\u003e madala molekulmassiga n-alkaanid\u003e suure molekulmassiga n-alkaanid;

- suure süsinikmonooksiidi sisaldusega sünteesgaas põhjustab olefiinide ja aldehüüdide moodustumist ning samuti süsiniku sadestumist. Alkeenide moodustumise tõenäosus väheneb suure molekulmassiga n-olefiinide\u003e madala molekulmassiga n-olefiinide järjekorras.

3.2 Temperatuur

FT süntees on väga eksotermiline reaktsioon. Tekkinud soojus moodustab kuni 25% sünteesigaasi põlemissoojusest. Sünteesi kiirus ja samaaegselt saaduse saagis katalüsaatori mahuühiku kohta ajaühiku kohta suurenevad temperatuuri tõustes. Kuid ka kõrvaltoimete määr suureneb. Seetõttu on FT sünteesi kõrgeim temperatuur piiratud peamiselt soovimatu metaani ja koksi moodustumisega. Co-katalüsaatorite puhul täheldatakse eriti tugevat metaani saagise tõusu temperatuuri tõustes.

Reeglina viiakse protsess läbi temperatuuril 190–240 ° C (madala temperatuuriga versioon, Co- ja Fe-katalüsaatoritel) või 300–350 ° C (kõrgel temperatuuril, Fe-katalüsaatoritel).

3.3 Rõhk

Nagu temperatuuri tõustes, suureneb ka reaktsiooni kiirus rõhu suurenemisel. Lisaks soodustab rõhu suurendamine süsteemis raskemate toodete moodustumist. Tööstusprotsesside tüüpiline rõhk on 0,1–5 MPa. Kuna suurenenud rõhk võimaldab suurendada sünteesi tootlikkust, viiakse majandusliku efektiivsuse huvides protsess läbi rõhul 1,2h4 MPa.

Temperatuuri ja rõhu koosmõju, aga ka katalüsaatori olemus erinevate produktide saagisele, vastab Andersoni-Schulz-Flory (ASF) jaotusele, mida kirjeldatakse valemiga

kus P n on süsivesiniku massifraktsioon süsiniku arvuga n;

b \u003d k 1 / (k 1 + k 2), k 1, k 2 on vastavalt kasvukiiruse ja ahela terminatsiooni konstandid.

Metaani (n \u003d 1) on alati suuremas koguses, kui on ette nähtud ASF-i jaotuses, kuna see moodustub sõltumatult otsese hüdrogeenimisreaktsiooni toimel. B väärtus väheneb temperatuuri tõustes ja reeglina suureneb rõhu suurenemisel. Kui reaktsioonis moodustuvad erineva homoloogse seeria produktid (parafiinid, olefiinid, alkoholid), võib nende jaotusel kõigil olla oma väärtus b. ASF-i jaotus piirab mis tahes süsivesiniku või kitsa fraktsiooni maksimaalset selektiivsust.

Graafiliselt on ASF-i jaotus näidatud joonisel 1.

Postitatud http://www.allbest.ru/

Postitatud http://www.allbest.ru/

3.4 ruumi kiirus

Gaasi ruumi kiiruse suurenemine (või kontaktiaja vähenemine) ei soodusta reaktsioone, mis toimuvad madalamal kiirusel. Nende hulka kuuluvad reaktsioonid, mis toimuvad katalüsaatori pinnal - hapniku eemaldamine, olefiinide hüdrogeenimine ja süsinikahela kasv. Seetõttu suureneb sünteesisaaduste keskmise kontaktiaja vähenemisega alkoholide, olefiinide ja lühikese ahelaga ühendite (gaasiliste süsivesinike ja süsivesinike sisaldus bensiinifraktsiooni keemistemperatuurist) hulk.

4. Erinevad tehnoloogilised skeemid

Fischer-Tropschi sünteesi peamine tehniline probleem on vajadus eemaldada suurel hulgal soojust, mis vabaneb väga eksotermiliste keemiliste reaktsioonide tagajärjel. Reaktori kujunduse määrab suuresti ka toodete tüüp, milleks see on ette nähtud. FT sünteesi reaktorite kavandamisel on mitu varianti, mis määravad protsessi ühe või teise tehnoloogilise skeemi.

4.1 Skeem mitme toruga reaktori ja statsionaarse katalüsaatorikihiga

Sellistes reaktorites toimub madala temperatuuriga protsess gaasifaasis. Mitme toruga reaktori konstruktsioon on näidatud joonisel 2.

Postitatud http://www.allbest.ru/

Postitatud http://www.allbest.ru/

Mitme toruga reaktoreid on lihtne kasutada, need ei tekita katalüsaatori eraldamisega probleeme, neid saab kasutada mis tahes koostisega toodete tootmiseks. Neil on siiski mitmeid puudusi: tootmise keerukus, suur metalli tarbimine, katalüsaatori ülekoormusprotseduuri keerukus, märkimisväärne rõhulang kogu pikkuses, hajutatud piirangud suurtele katalüsaatoriteradele ja suhteliselt väike soojuse hajumine.

Üks võimalikest tehnoloogilistest skeemidest suure jõudlusega FT sünteesiks mitme toruga reaktoris on näidatud joonisel 3.

Postitatud http://www.allbest.ru/

Postitatud http://www.allbest.ru/

Tehnoloogilised parameetrid on esitatud tabelis 1, saadud toodete koostis on toodud tabelis 2.

Tabel 1 - Statsionaarses katalüsaatorikihis töötavate Fischer-Tropschi sünteesitehaste tööstustingimused

Tabel 2 - Statsionaarses katalüsaatorikihis tööstuses Fischer-Tropschi sünteesis toodetud süsivesinike tüüpiline koostis

Funktsioon	Väärtus
Toote koostis (keskmised andmed),% massist.
süsivesinikud:
Segu muundamise aste CO + H 2,%
Süsivesinike saagis 2+, g 1 m 3 CO + H2 segu kohta

4.2 Fluidiseeritud katalüsaatorikiht

Keevkihtreaktorid tagavad hea soojuse hajumise ja protsessi isotermilise voolu. Neis on difuussed piirangud minimaalse gaasi suure kiiruse ja peeneks hajutatud katalüsaatori kasutamise tõttu minimaalsed. Selliseid reaktoreid on aga keeruline tööle panna. Probleemiks on katalüsaatori eraldamine toodetest. Üksikud sõlmed läbivad tugevat erosiooni. Keevkihtreaktorite peamine piirang on võimatus neis raskete parafiinide tootmiseks. Joonis fig 4 näitab keevkihtreaktoris FT sünteesi tehnoloogilist skeemi.

Joonis 4. Fischer-Tropschi protsessi skeem keevkihtreaktoris:

1, 3 - kütteseadmed; 2 - sünteesgaasi generaator; 4 - soojusvahetid; 5 - pesusammas; 6 - reaktor; 7 - tsüklon; 8 - eraldaja.

Protsessi tehnoloogilised parameetrid vaadeldava skeemi järgi töötamisel on esitatud tabelis 3, saadud toodete koostis on tabelis 4.

Tabel 3 - tööstusliku Fischer-Tropschi sünteesitehase töötingimused keevkihtreaktoris

Tabel 4 - keevkihtreaktoris toodetud süsivesinike tüüpiline koostis

4.3 Tsirkulatsioon tsirkuleeriva suspendeeritud pulberkatalüsaatoriga

See skeem kehtib ka kõrge temperatuuriga protsessi FT kohta. Suspensioonipulbri katalüsaatori voos sisalduva Fischer-Tropschi protsessi tehnoloogiline skeem on näidatud joonisel 5.

Joonis 5. FT sünteesi skeem suspendeeritud pulberkatalüsaatori voos:

1 - ahi; 2 - reaktor; 3 - külmikud; 4 - kolonni eraldaja õliga pesemiseks; 5 - kondensaator; 6 - eralduskolonn; 7 - kolonn saadud bensiini pesemiseks; 8 - veerg gaasi pesemiseks.

Sünteesi tehnoloogilised parameetrid suspendeeritud pulbrilise katalüsaatori voos toimuva protsessi korral on esitatud tabelis 5, saadud saaduste koostis on toodud tabelis 6.

Tabel 5 - tööstuslike Fischer-Tropschi sünteesitehaste töötingimused suspendeeritud pulberkatalüsaatori voolus

Tabel 6 - Fischeri-Tropschi sünteesitehases suspendeeritud pulberkatalüsaatori voos toodetud süsivesinike tüüpiline koostis

4.4 Skeem mullreaktoriga (läga)

Postitatud http://www.allbest.ru/

Postitatud http://www.allbest.ru/

FT sünteesi jaoks peetakse kõige tõhusamaks mull-tüüpi reaktorit, mida nimetatakse ka lägaks. Selles seadmes liigub sünteesgaas alt üles läbi kõrge keemistemperatuuriga lahusti kihi, milles suspendeeritakse peeneks hajutatud katalüsaator. Nagu keevkihtreaktorid, tagab ka mullreaktor tõhusa massiülekande ja soojuse hajumise. Samal ajal on selles ka torukujulises seadmes võimalik saada raskeid tooteid. Joonis 6 näitab sellise reaktori tööskeemi.

Mullreaktorit kasutav vooskeem on näidatud joonisel 7.

Joonis 7. FT sünteesi skeem mullreaktoris:

1 - kompressor; 2 - voolumõõturid; .3 - membraanid; 4 - proovivõtjad; 5 - reaktor: 6 - aurukollektor; 7 - soojusvaheti; 8 - toidunõud; 9 - eraldusmahutid; 10 - pumbad; 11 - külmik; 12 - CO 2 eraldamise seade; 13 - filter; 14 - seade katalüsaatori suspensiooni valmistamiseks; 15 - tsentrifuug; 16 - õli maht.

Selle skeemi näite abil on võimalik märkida FT sünteesi suurt tehnoloogilist paindlikkust, kui toorainete kvaliteedi ja tehnoloogiliste parameetrite muutmise kaudu on võimalik saada vajaliku fraktsioonilise koostisega toode (tabel 7).

Tabel 7 - FT sünteesi eri moodustes toodete komplekt mullreaktoris

Näitajad	Erinevate toodete saamine
	madala mol. mass	keskmise muuliga. mass	kõrge mooliga. mass
Kogu toote väljund 3+, g 1 m 3 CO + H2 segu kohta

Vaatlusahela tehnoloogiliste parameetrite väärtused on toodud tabelis 8.

Tabel 8 - Mullreaktoriga tööstuses kasutatavate Fischer-Tropschi sünteesitehaste töötingimused

Parameeter	Väärtus
Rõhk, MPa
Temperatuur ° C
H2: CO suhe lähtegaasis
Mahuline kiirus, h -1
Muundumisaste Koos cO + H2 segu,%	89h92
Süsivesinike saagis 1+ g, 1 m 3 CO + H2 segu kohta

Madala molekulmassiga süsivesinike saamiseks kasutatakse kõrgemat temperatuuri ja ruumi kiirust, kuid madalamat rõhku. Kui on vaja kõrge molekulaarparafiini, siis muudetakse neid parameetreid vastavalt.

5. Kaasaegne tootmine

Naha suhteliselt madalad maailmaturuhinnad, mis kõiguvad pärast Teist maailmasõda kuni 20. sajandi 70ndateni pisut 20 dollari ümber (2008. aasta USA dollari väärtuse osas), tegid pikka aega Fischer-Tropschi sünteesil põhinevate suurte rajatiste ehitamise kahjumlikuks. Sünteetiliste gaaside sünteetiliste süsivesinike tootmine suurtes kogustes oli olemas ja arenes ainult Lõuna-Aafrikas, kuid see ei olnud tingitud majanduslikust kasust, vaid riigi poliitilisest ja majanduslikust eraldatusest apartheidi režiimi all. Ja praegu on Sasoli tehased (Lõuna-Aafrika söe-, nafta- ja gaasiettevõte) maailmas kõige produktiivsemad.

Kaasaegsetes tingimustes suudavad FT-d kasutavad ettevõtted tegutseda kasumlikult, kui nafta hind on üle 40 dollari barreli kohta. Kui tehnoloogiline skeem näeb ette sünteesi käigus tekkiva süsinikdioksiidi kogumise, ladustamise või kõrvaldamise, tõuseb see arv 50h55 dollarini. Kuna nafta maailmaturuhinnad pole alates 2003. aastast langenud nendest allapoole, ei olnud sünteetilisest gaasist sünteetiliste süsivesinike tootmiseks mõeldud suurettevõtete ehitamine kaua oodata. On tähelepanuväärne, et enamik projekte viiakse läbi Kataris, kus on palju maagaasi.

Järgnevad on FT sünteesil põhinevad suurimad käimasolevad ja valmimisjärgus GTL (gaasi vedelikuks) tehased.

5,1 Sasol 1, 2, 3. PetroSA

Lõuna-Aafrika ettevõte Sasol on omandanud tohutu kogemuse FT sünteesi tööstuslikul rakendamisel. Esimene katsetehas Sasol 1 käivitati 1955. aastal ning selle tooraineks on söe gaasistamisel saadud sünteesgaas. Lõuna-Aafrika vastu 1950ndatel ja 1980ndatel vastu võetud kaubandusembargo tõttu pandi 1980. ja 1984. aastal tööle kaks suuremat tehast - Sasol 2 ja Sasol 3.

Lisaks on Sasol Lõuna-Aafrika riikliku naftaettevõtte PetroSA GTL-protsessi litsentsiandja. Tema ettevõte, tuntud ka kui Mossgas, tegutseb alates 1992. aastast. Tooraineks on avameres toodetav maagaas.

Sasoli tehaste pikaajalise töö ajal püüdsid ettevõtte insenerid täiustada sünteesi tehnoloogiat; töös katsetati kõiki nelja 4. osas kirjeldatud reaktoritüüpi, alustades mitme toruga reaktoritest, mis töötavad atmosfäärirõhul ja hiljem kõrgendatud rõhul, ning lõpetades mullreaktoritega.

Sasoli ettevõtted turustavad nii mootorikütuseid kui ka naftakeemilisi lähteaineid (olefiinid, alkoholid, aldehüüdid, ketoonid ja happed, samuti fenool, kresoolid, ammoniaak ja väävel).

5.2 Oryx

See ettevõte telliti Kataris 2007. aastal. Litsentsiandja tegutsesid Sasoli ja Chevroni ühiselt, moodustades rahvusvahelise ühisettevõtte Sasol Chevron Limited.

Maagaasi lähteallikas töödeldakse auruga, seejärel saadud sünteesgaas juhitakse mullreaktorisse, kus toimub madala temperatuuriga FT süntees. Sünteesisaadused on hüdrogeenitud ja hüdrokrakitud.

Kaubandustoodete hulka kuulub keskkonnasõbralik diislikütus (väävlit vähem kui 5 ppm, vähem kui 1% aromaatsetest süsivesinikest, tsetaaniarv umbes 70), samuti tööstusbensiini, mida kasutatakse pürolüüsi toorainena.

5.3 SMDS

Shell alustas 1993. aastal oma Malaisia \u200b\u200bShelli MDS (keskmise destillaadi sünteesi, keskmise destillaadi sünteesi) tehast. Protsess põhineb FT protsessi kaasaegsel modifikatsioonil. FT reaktsiooni sünteesgaas saadakse maagaasi osalise oksüdeerimise teel. Protsess viiakse läbi mitme toruga reaktorites, mis on täidetud suure jõudlusega katalüsaatoriga. Sünteesisaadused (peamiselt kõrgmolekulaarsed alkaanid) hüdrokrekkitakse ja hüdroisomeeritakse.

Tootmise eesmärk on kvaliteetse sünteetilise diislikütuse ja petrooleumi, aga ka parafiinide tootmine.

5.4 pärl

Pearl sisaldab maailma suurimat GTL-i rajatist, mille lõi Shell koostöös Qatar Petroleumiga. Kompleksi esimene etapp käivitati 2011. aasta mais, täisvõimsus on kavandatud 2012. aastal. Protsess on üldiselt SMDS tehases kasutatavate tehnoloogiate arendamine. Protsessiahel on identne: avamereväljadel toodetav maagaas toimub osalise oksüdeerimise teel, saades H2 ja CO segu; seejärel muundatakse sünteesgaas mitme toruga reaktorites (24 seadet) pika ahelaga parafiinideks. Viimased toodavad hüdrokrakkimise ja eraldamise tulemusel turustatavaid tooteid: mootorikütused, tööstusbensiin (naftakeemiatoodete tooraine) ning põhilised määrdeõlid ja parafiinid kui kõrvalsaadused.

5.5 Escravos

Selle GTL-i projekti Nigeerias töötasid algselt välja Sasol ja Chevron Corporation, aga ka Oryx. Projekti elluviimise märkimisväärselt suurenenud kulude tõttu jättis Sasol selle siiski pooleli. Praegu ehitatakse ettevõtet Chevron Nigeria Limited ja Nigeeria National Petroleum Company osalusel. Tehase kasutuselevõtmine on kavandatud 2013. aastal. Lähteaineks on maagaas. Tegelikult viiakse FT süntees läbi mullreaktorites. Tehnoloogilise skeemi eripäraks on Chevroni patenteeritud ISOCRACKING-protsessi kasutamine, tänu millele sünteetilised parafiinid, FT sünteesi produktid, krakitakse kergeteks ja keskmisteks destillaatideks ning rafineeritakse.

Kaubatoodeteks on mootorikütused (peamiselt diislikütus), tööstusbensiin, aga ka hapnikku sisaldavad tooted - metanool ja dimetüüleeter.

Tabelis 9 on esitatud ülalkirjeldatud üldine teave sünteetilise süsivesinike tootmise kohta.

Tabel 9 - GTLi praegune võimsus maailmas

Firma	Tehnoloogia arendaja	Asukoht	Võimsus, tünnid / päev
		Sasolburg, Lõuna-Aafrika
		Teiseks, Lõuna-Aafrika
Petro SA (endine Mossgas)		Mosseli laht, Lõuna-Aafrika
		Bintulu, Malaisia
		Escrawos, Nigeeria	34000 (mustand)
		Ras Laffan, Katar
		Ras Laffan, Katar

Lisaks on paljulubav FT-sünteesi tehaste ehitamine Alžeerias (kuni 33 tuhat barrelit päevas) ja Iraanis (kuni 120 tuhat barrelit päevas).

Teavet on Sasoli ja Norra Statoili ühikute arendamise kohta, mis asuvad avamereplatvormidel või isegi ujuvtehastes loodusliku ja sellega seotud gaasi töötlemiseks vedelateks süsivesinikeks. Selle projekti elluviimisest pole aga midagi teada.

Töötatud on välja põhiprojekt ja käimas on täiendavad läbirääkimised GTL-i tehase rajamiseks Usbekistani. Kavas on töödelda Shurtani gaasikeemiakompleksi toodetud metaani, kasutades Sasoli ja Petronase tehnoloogiat.

ExxonMobil, Syntroleum, ConocoPhillips ettevõtted tegelevad GTL-protsesside valdkonna teadusuuringutega, kuid nende ettevõtete käsutuses on seni olnud vaid uurimistööks kasutatavaid pilotehaseid.

Järeldus

Fischeri-Tropschi süntees võimaldab kvaliteetsete mootorikütuste ja väärtuslike toorainete tootmist looduslikest fossiilsetest kütustest, mida kasutatakse praegu peamiselt soojuse ja elektrijaamade kütusena (kivisüsi, maagaas) või mis on täielikult põletatud või atmosfääri paisatud (seotud naftagaas). järgnevaks keemiliseks sünteesiks. Enamasti arendab Shelli tehnoloogia esimest teed, samal ajal kui Sasoli protsessid ühendavad mõlemat suunda. Joonisel 8 on esitatud FT sünteesi põhisaaduste võimalikud töötlemisvõimalused.

Joonis 8. Sünteetiliste süsivesinike töötlemise juhised.

FT-protsessis Sasol Chevroni tehnoloogiat kasutades saadud diislikütuse kvaliteet on esitatud tabelis 10.

Tabel 10 ja sünteetilise DT iseloomustus

Funktsioon	Sünteetiline DT	Standardnõuded
Tihedus 15єС, kg / m 3
Keemispunkt 95% fraktsioonist, єС
Kinemaatiline viskoossus kiirusel 40єС, mm 2 / s
Leekpunkt, єС
Tsetaaniarv
Pilvepunkt

Edukas või ebaõnnestunud kogemus kaasaegsete GTL-i tehaste, eeskätt moodsaima ja suurima GTL-i ettevõtte Pearl käitamisel, määrab tõenäoliselt FT-protsessi kasutava tehnoloogia ja tehaste edasise arengu. GTL-tehnoloogial on lisaks ebastabiilsele naftahinnale ka muid olulisi probleeme.

Neist esimene on väga kõrge kapitalimahukus. Hinnangute kohaselt ulatuvad investeeringud tehasesse, mille võimsus on 80 tuhat barrelit sünteetilisi süsivesinikke päevas ja mille tooraineks on kivisüsi, vahemikus 7–9 miljardit dollarit. Võrdluseks: sama võimsusega rafineerimistehas maksab 2 miljardit dollarit. Enamik kapitalikuludest (60 h70) %) moodustab sünteesgaasi tootmise kompleksi. Tegelikke numbreid kinnitavad arvutused: Nigeeriasse ehitatava Escravos GTL-i kulud tõusid kavandatud 1,7 miljardilt dollarilt 5,9 miljardi dollarini. Pearl GTL-i ehitamine läks Shellile maksma 18–19 miljardit dollarit. Kataris suurejoonelise projekti rakendamine GTL-i tehase ehitamiseks võimsusega 154 tuhat Exxon Mobil lükkas tagasi sünteetiliste süsivesinike barrelit päevas. Projekti oli kavas investeerida 7 miljardit dollarit, millest ilmselgelt ei piisa. Siiski selgitas ettevõte projekti tagasilükkamist ressursside ümberjaotamisega ka Kataris asuva Barzani gaasitöötlemistehase ehitamiseks.

Teine oluline probleem on keskkonnamõju. Nagu 1. jaos näidatud, moodustub FT ajal süsinikdioksiid, mis on kasvuhoonegaas. Arvatakse, et süsinikdioksiidi heitkogused on globaalsete kliimamuutuste põhjustajad ja kasvuhoonegaaside heitkoguste kvoodid piiravad süsinikdioksiidi heitkoguseid. Sünteetiliste mootorikütuste tootmise, töötlemise ja tarbimise ahelas on süsinikdioksiidi heitkogused naftakütuste omast umbes kaks korda suuremad. Süsinikdioksiidi kasutamiseks on erinevaid tehnoloogiaid (alates hoidmisest maa-aluses mahutis kuni süstimiseni gaasi- või naftamahutisse), kuid need tõstavad juba niigi kallite GTL-i projektide hinda. Väärib märkimist, et muud sisepõlemismootorites sünteetiliste kütuste otsesest põlemisest tulenevad kahjulikud heitkogused on 10 h50% madalamad kui naftakütuste puhul (tabel 11).

Tabel 11 - sünteetilise ja traditsioonilise diislikütuse põlemisel tekkivad kahjulikud heitkogused

Ökoloogilise probleemi võib seostada sellega, et söe gaasistamiseks on vaja suurt kogust vett, kui seda kasutatakse lähteainena. Sageli on kliima riikides, kus on palju söarikkaid, kuid naftavaeseid. Kuid GTL-i tootmise teises etapis - FT süntees ise - on vesi kõrvalsaadus, mida saab protsessis pärast puhastamist kasutada. Seda tehnikat kasutatakse Pärli tehases. Kuna selles tehases sünteesgaasi tootmiseks pole vett vaja, kasutatakse seda FT-reaktorite jahutamisel kõrgsurveauru tekitamiseks. Saadud veeaur juhib kompressoreid ja generaatoreid.

GTL-i turg on kasvav turg. Selle turu peamised tegurid on kiireloomuline vajadus looduslike, seotud naftagaasi ja kivisöegaaside suurte varude monetiseerimiseks, mida on muul viisil (torujuhtme või vedeldamise teel) keeruline kasutada, arvestades kasvavat ülemaailmset nõudlust vedelate süsivesinike järele ja karmimaid nõudeid süsivesinike keskkonnaomadustele. . GTL-tehnoloogiate õppimine on hea turuvõimalus neile riikidele ja ettevõtetele, kellel on suured loodusliku või sellega seotud gaasi ja söe varud. GTL tootmine ei pruugi konkureerida, kuid täiendab selliseid tööstusharusid nagu veeldatud maagaas (veeldatud maagaas, veeldatud maagaas), keskkonnasõbralike kütuste, kvaliteetsete baasõlide tootmine.

Kasutatud allikate loetelu

1. Söest pärit kemikaalid. Per. temaga. / Toim. I.V. Kalechitsa - Moskva: keemia, 1980. - 616 s, haige.

2. Karakhanov E.A. Süngaas õli alternatiivina. II. Metanool ja sellel põhinevad sünteesid // Sorose haridusajakiri. - 1997. - nr 12. - S. 68.

3. Söeuuringute alguspäevad [elektrooniline ressurss]. - Juurdepääsurežiim: http://www.fe.doe.gov/aboutus/history/syntheticfuels_history.html

4. Fischer-Tropschi protsess [elektrooniline ressurss]. - Juurdepääsurežiim: http://ru.wikipedia.org/wiki/Fisher_-_Tropsh_process

5. Ülevaade Fischer-Tropschi sünteesi katalüsaatoritest [elektrooniline ressurss]. - Juurdepääsurežiim: http://www.newchemistry.ru/letter.php? n_id \u003d 7026 ja kass_id \u003d 5 ja leht_id \u003d 1

6. Kuiv M.E. Rakendatud katalüüs A: Üldine. - 2004. - Nr 276, - R. 1.

7. 11. Storch G., Golambik N., Golambik R. Süsivesinike süntees süsinikmonooksiidist ja vesinikust. - M .: I. L., 1954. - S. 257.

8. Lee W.H., Bartolomew C.H.J. Kataloog. - 1989. - Nr 120. - R. 256.

9. Wisam Al-Shalchi. Gaaside ja vedelike tehnoloogia (GTL). - Bagdad - 2006.

10. Õli [elektrooniline ressurss]. - Pääsurežiim: http://ru.wikipedia.org/wiki/Oil

11. Matthew Dalton. Suur kivisüsi proovib sõjaväge värvata, et turgu sütitada. // Wall Streeti ajakiri. - 2007. - sept. 11

12. Avastage Sasoli - Sasoli ajalugu [elektrooniline ressurss]. - Juurdepääsurežiim: http://www.sasol.com/sasol_internet/frontend/navigation.jsp? navid \u003d 700006 & rootid \u003d 2

13. PetroSA GTL rafineerimistehase ja LTFT tehnoloogia arendamine [elektrooniline ressurss]. - Juurdepääsurežiim: http://www.petrosa.co.za/

14. Oryx GTL [elektrooniline ressurss]. - Juurdepääsurežiim: http://www.oryxgtl.com/Englishv3/index.html

15. Shell MDS tehnoloogia ja protsess [elektrooniline ressurss]. - Juurdepääsurežiim: http://www.shell.com.my/home/content/mys/products_services/solutions_for_businesses/smds/process_technology/

16. Shelli sisemine Bintulu GTL tehas [elektrooniline ressurss]. - Juurdepääsurežiim: http://www.consumerenergyreport.com/2010/11/14/inside-shells-bintulu-gtl-plant/

17. Pearl GTL toodete esimene kaup Qatarist [elektrooniline ressurss]. - Juurdepääsurežiim: http://www.shell.com/home/content/media/news_and_media_releases/2011/first_cargo_pearl_13062011.html

18. Gaaside-vedelike (GTL) protsessid [elektrooniline ressurss]. - Pääsurežiim: http://www.shell.com/home/content/innovation/meeting_demand/natural_gas/gtl/process/

19. Escravosi gaasi-vedelike projekt, Nigeri delta [elektrooniline ressurss]. - Pääsurežiim: http://www.hydrocarbons-technology.com/projects/escravos/

20. Turu ülevaade GTL [elektrooniline ressurss]. - Juurdepääsurežiim: http://www.newchemistry.ru/letter.php? n_id \u003d 5331

21. Usbekistan arendab koostööd Sasoli ja Petronase ettevõtetega [elektrooniline ressurss]. - Juurdepääsurežiim: http://www.anons.uz/article/politics/5042/

22. GTLi pärl [elektrooniline ressurss]. - Juurdepääsurežiim: http://www.rupec.ru/blogs/? ID \u003d 3048

23. Exxon Mobil, Katari Unplug GTL projekt [elektrooniline ressurss]. - Juurdepääsurežiim: http://www.imakenews.com/lng/e_article000760746.cfm? x \u003d b96T25P, bd1Rfpn

Postitatud saidil Allbest.ru

Sarnased dokumendid

Küllastunud süsivesinike vedela faasi oksüdeerimise uuring. Vahepealsete hüdroperoksiidide lagunemise protsess radikaalideks. Erineva valentsusega metallisooladega oksüdeerimise protsess. Mehhanism, mille abil radikaalide koostis mõjutab keeruka ahelreaktsiooni kiirust.

kokkuvõte, lisatud 13.03.2010


Katalüsaatorite üldine kontseptsioon. Uute hüdrogeenimiskatalüsaatorite väljatöötamise ja kasutamise praegused suundumused. Katalüsaatorite mitmesugused dehüdrogeenivad toimed. Dehüdrogeenimisprotsess ja dehüdrogeenimiskatalüsaatorite aktiivse pinna olemus.

tähtajaline töö, lisatud 21.10.2014


Katalüsaatorite põhifunktsioonide, omaduste ja tööpõhimõtete uurimine. Katalüsaatorite väärtus nafta ja gaasi töötlemisel. Nafta rafineerimise põhietapid, eriti katalüsaatorite kasutamine. Tahke katalüsaatori ettevalmistamine õli rafineerimiseks.

kokkuvõte, lisatud 05.10.2010


Hüdrogeenimisreaktsioonide orgaanilises sünteesis osalevad kõik küllastumata sidemetega molekulid. Sünteesib Fischer-Tropsch. Hüdrogeenimise vastupidine reaktsioon on dehüdrogeenimise protsess tööstuslikus orgaanilises sünteesis ja õli rafineerimise protsessides.

kokkuvõte, lisatud 28. jaanuaril 2009


Sünteesgaasi kasutamise võimaluse uurimine alternatiivse toornafta kujul, selle roll tänapäevases keemiatehnoloogias. Metanooli tootmine, moodustumise täielik reaktsioon. Fischer - Tropschi sünteesi tooted. Olefiinide hüdroformüülimise mehhanism.

kokkuvõte, lisatud 27.02.2014


Heterogeensete metalle sisaldavate katalüsaatorite CO vähendamine põhjustab mitmesuguste produktide - CH4 - moodustumist. Fischer-Tropschi süsivesinike süntees ja metanool. CO ja H2 süsivesinike moodustumise reaktsioonid on eksotermilised protsessid.

kokkuvõte, lisatud 28. jaanuaril 2009


Ajalugu aminohapete ja suhkrute vaheliste reaktsioonide uuringutest. Melanoidiinide moodustumise mehhanism, välja pakkunud J. Hodge. Melanoidinogeneesi reaktsiooni mõjutavad tegurid. Inhibeerimise kasutamine toitudes pruunistava reaktsiooni pärssimiseks.

kokkuvõte, lisatud 19.03.2015


Perkloorhappe tootmismeetodi põhjendus, tegurid, mis mõjutavad selle valikut. Lähteaine ja valmistoote iseloomustus. Vajaliku varustuse kirjeldus. Tehnoloogiliste arvutuste järjekord ja etapid, bilansimehhanism.

kursuskiri, lisatud 02.05.2017


Bioloogiliste katalüsaatorite kontseptsioon, ensüümide toime elavates süsteemides ja nende klassifikatsioon. Bioloogiliste katalüsaatorite aktiivsust mõjutavad tegurid. Ained, mida nimetatakse koensüümideks. Ensümaatilise katalüüsi kineetika, Michaelis-Menteni võrrand.

esitlus lisatud 04.03.2014


Alkaanide (küllastunud süsivesinike) olemus, nende peamised allikad ja rakendused. Metaani, etaani, propaani ja butaani molekulide struktuur. Tööstuslike ja laboratoorsete meetodite omadused alkaanide sünteesil. Halogeenimise, põlemise ja pürolüüsi mehhanism.

F. Fischer-G. Tropschi sünteesi võib pidada süsinikmonooksiidi redutseerivaks oligomerisatsiooniks heterogeensetel katalüsaatoritel, mille tulemuseks on segu erinevatest alkeenidest ja alkaanidest.

Kasutatud katalüsaatoriteks olid koobalt, raud, ruteenium, mida on soodustatud mitmesuguste lisanditega. Produktide koostis sõltub katalüsaatori olemusest, reaktsioonitingimustest ja varieerub väga laias vahemikus. CO ja H2 koostoime koksiidil, mis on ladestatud diiselkütusele ja mis sisaldab promootoritena tooriumdioksiidi ThO2 ja MgO temperatuuril 200 ° C ja rõhul 1-1,5 MPa (10-15 atm), annab umbes 80% normaalse struktuuriga parafiinidest, 15% hargnemata alkaane ja umbes 5% hargnenud alkaane. Saadud süsivesinike segu koosneb 45% madala kvaliteediga bensiinist, 23% diislikütusest, 3% mootoriõlist ja 27% kõrgematest tahketest parafiinidest. Teise maailmasõja ajal kasutati seda meetodit mootorikütuse sünteesimiseks Saksamaal ja Jaapanis. Kogu tootmisvõimsus aastatel 1943–1944 ulatus miljoni tonnini aastas. Odavamad ja taskukohasemad raudkatalüsaatorid on aktiivsed ja stabiilsed laias temperatuuri ja rõhu vahemikus. Sadestunud raudkatalüsaatoritel, mis sisaldavad SiO2, K2O ja vaske, saadakse bensiini (32%), 20% diislikütuse ja kõrgemate parafiinide (48%) segu ning nende suhe varieerub temperatuurist sõltuvalt. Raudkatalüsaatoritel toodetava bensiini mootori jõudlus on parem kui koobaltkatalüsaatorite tootmisel. Suure molekulmassiga parafiinide ("polümetüleen") saamiseks - lineaarsed alkaanid molaarmassiga kuni 106, peeneks hajutatud ruteenium

temperatuuril 150-200 umbes ja rõhul kuni 1000-2000 atm. Parafiin, mida nimetatakse tseresiiniks, on mikrobioloogilises ja meditsiinitööstuses piiratud kasutusega.

Pärast II maailmasõja lõppu lammutati Fischer-Tropschi bensiini- ja diislikütuse tehased Euroopas ja Jaapanis söe kui kütuseallika kõrge hinna ja Fischer-Tropschi protsessi kõrgete maksumuste tõttu. Praegu toimub selle meetodi abil bensiini ja diislikütuse tööstuslik tootmine ainult Lõuna-Aafrikas, kus pole oma naftavarusid ja juurdepääsu maailma naftaallikatele. Esialgsete hinnangute kohaselt saavutab naftatootmine haripunkti 21. sajandi alguses ja hakkab seejärel pidevalt vähenema. Tulevikus peaks söe kaevandamine ületama naftatootmise ning eri klasside süsivesinike süntees põhineb söel. Pole kahtlust, et kivisöest vedelkütuse tootmise tehnoloogia on tulevikus põhimõtteliselt erinev kui Fischeri-Tropschi protsessides.

28.8.3. Metanooli tootmine

Sünteesgaasil põhineva metanooli tootmine viidi esmakordselt läbi 1920. aastate alguses Saksamaal.

Algselt kasutati katalüsaatorina ZnO ja Cr203 segu ja reaktsioon ise viidi läbi temperatuuril 350–400 ° C ja rõhul kuni 300 atm. See andis sünteesgaasi muundamise 10–15% metanooliks, retsirkulatsiooni tulemusel võib saagist suurendada 85% -ni. Protsessitingimused ja seadmed on sel juhul samad, mis ammoniaagi sünteesil, seetõttu ühendatakse metanooli ja ammoniaagi tootmine sageli (lämmastikväetiste tehased).

1960. aastal töötas ICI välja protsessi, kus katalüsaatorina kasutatakse alumiiniumoksiidil kantud CuO ja ZnO segu.

Praegu toodetakse suurem osa metanoolist CO-i katalüütilisel hüdrogeenimisel vase-tsingi katalüsaatori madalal rõhul.

Metanooli traditsioonilised ja pikaajalised kasutusvaldkonnad on formaldehüüdi, metüülamiinide, metüülkloriidi, metüül- hõõrub-butüüleeter, dimetüültereftalaat. Ligikaudu 40% toodetud metanoolist muundatakse dehüdrogeenimise või oksüdeerimisega formaldehüüdiks.

Metanooli dehüdrogeenimine on endotermiline ja oksüdeerimisega kaasneb ka kuumus, mistõttu tööstuses ühendatakse mõlemad protsessid tavaliselt. Õhu ja metanooli segu, mis võetakse suure liiaga, juhitakse üle hõbeda temperatuuril 600-650 °. Reaktorist väljuvad gaasid jahutatakse ja lahustatakse vees. Metanool eraldatakse ja võetakse ringlusse, formaldehüüdi saagis on 86-90%. Formaldehüüd saadakse 37% -lise vesilahuse kujul. Formaldehüüdi kasutatakse fenool-formaldehüüdvaikude tootmisel.

Metanooli ja ammoniaagi koostoime ajal temperatuuril 350–500 ° C ja rõhul 20 atm Al2O3 juuresolekul moodustub metüül-, dimetüül- ja trimetüülamiini segu.

Metüülkloriid moodustub metanooli ja vesinikkloriidi interaktsioonil gaasifaasis temperatuuril 300 ° C ZnCl2 või CuCl2 juuresolekul katalüsaatorina.

Dimetüültereftalaadi ja metüüli tootmine hõõrubbutüüleetrit on kirjeldatud selle peatüki teistes lõikudes.

Viimase kahekümne aasta jooksul on selgelt ilmnenud suur ja kasvav huvi metanooli kui lähtereagendi vastu mitmesuguste keemiliste muundamiste jaoks. See huvi on tingitud asjaolust, et see on odav ja seda saab peaaegu igast süsinikku sisaldavast allikast - naftast, gaasist, kivisöest, turbast ja isegi majapidamisjäätmetest, mida saab muuta CO ja H 2 seguks. Tööstuslikes tingimustes on metanoolist võimalik saada palju praktiliselt olulisi aineid, kasutades nii heterogeenset kui ka eriti homogeenset katalüüsi. Loetleme ainult mõned kõige paljulubavamad metanoolil põhinevad tootmisalad. See on äädikhappe, äädikhappeanhüdriidi, etanooli, etüleenglükooli, metüülmetakrülaadi, metüülformiaadi, dimetüülformamiidi, teatud tüüpi kütuse tootmine jne. Mõnda neist käitatakse juba tööstuslikul skaalal, teisi tutvustatakse ning ülejäänuid arendab suur hulk uurimisrühmi ja need leiavad rakenduse ilmselt lähitulevikus. Võib-olla saab 21. sajandil metanool koos etüleeniga ühe suurema mahutavusega orgaanilise sünteesi peamiseks vahesaaduseks.

Vastuvõtuprotsess

Fischer-Tropschi protsessi kirjeldatakse järgmise keemilise võrrandiga

CO + 2H2 ----\u003e -CH2- + H20

2 CO + H2 ----\u003e -CH2 - + CO 2. Süsinikmonooksiidi ja vesiniku segu nimetatakse sünteesgaasiks või süngaasiks. Saadud süsivesinikud puhastatakse, saades soovitud produkti - sünteetilise õli.

Pärast sõda osalesid vangistatud Saksa teadlased operatsioonil „Paperclip”, jätkates samal ajal USA mäetööstuse büroos USAs sünteetiliste kütuste alast tööd.

Süsivesinike esimene süntees CO ja H2 segust viidi läbi 20. sajandi alguses: metaani sünteesisid Sabatier ja Sanderens ning etüleeni sünteesis E. I. Orlov. 1913. aastal võttis BASF patendi süsivesinike ja alkoholide segude tootmiseks sünteesgaasist leelistatud Co-Os-katalüsaatorite abil (hiljem andis see suund tulemuseks metanooli sünteesi protsessi loomise). 1923. aastal teatasid Saksa keemikud F. Fischer ja Ruhrchemie töötajad G. Tropsch, et sünteesgaasist hapnikku sisaldavaid tooteid saab Fe-katalüsaatorite ja 1926. aastal süsivesinike kaudu. Esimene tööstusreaktor käivitati Saksamaal 1935. aastal ja kasutati Co-sadestatud katalüsaatorit. 1930. ja 1940. aastatel loodi Fischer-Tropschi tehnoloogial põhineva sünteetilise bensiini (kahasiin-I või sünteiini) oktaanarvuga 40–55, kõrgekvaliteedilise diislikütuse fraktsiooni (kahasiin-II) tsetaaniarvuga 75–100 ja tahke aine tootmiseks tahke aine. parafiin. Protsessi tooraineks oli kivisüsi, millest gaasistamisel saadi sünteesgaas, ja sellest süsivesinikud. 1945. aastaks oli maailmas (Saksamaal, USA-s, Hiinas ja Jaapanis) 15 Fischer-Tropschi sünteesitehast koguvõimsusega umbes miljon tonni süsivesinikke aastas. Peamiselt toodeti neist sünteetilisi mootorikütuseid ja määrdeõlisid.

Teise maailmasõja järgsetel aastatel pöörati FT sünteesile kogu maailmas suurt tähelepanu, kuna usuti, et naftavarud on lõppemas ja seetõttu on vaja otsida asendaja. 1950. aastal käivitati Texase osariigis Brownsville'is asuv tehas mahuga 360 tuhat tonni aastas. 1955. aastal ehitas Lõuna-Aafrika ettevõte Sasol oma tootmise, mis oli olemasolev ja areneb seni. Alates 1952. aastast töötas Novocherkasskis tehas võimsusega umbes 50 tuhat tonni aastas, kasutades Saksamaalt eksporditud seadmeid. Tooraineks oli kõigepealt söed Donetski basseinis ja seejärel maagaas. Saksa Co-Th katalüsaator asendati lõpuks originaaliga, Co-Zr. Tehasesse paigaldati täpne rektifikatsioonikolonn, nii et tehase tootevalik hõlmas üksikuid kõrge puhtusastmega süsivesinikke, sealhulgas paaritu süsinikuarvuga α-olefiine. Üksus töötas Novocherkasski sünteetiliste toodete tehases kuni 1990. aastateni ja suleti majanduslikel põhjustel.

Kõik need ettevõtted on suuresti laenanud 30–40-ndatel aastatel saksa keemikute ja inseneride kogemusi.

Suurte naftaväljade avastamine Araabias, Põhjameres, Nigeerias ja Alaskas vähendas järsult huvi FT sünteesi vastu. Peaaegu kõik olemasolevad tehased suleti; ainus suurem toodang säilitati Lõuna-Aafrikas. Tegevus selles valdkonnas jätkus 1990. aastateks.

1990. aastal käivitas Exxon Co-katalüsaatoriga katsetehase 8 tuhat tonni / g. Lõuna-Aafrika ettevõte Mossgas ehitas 1992. aastal tehase võimsusega 900 tuhat tonni aastas. Erinevalt Sasoli tehnoloogiast kasutati siin toorainena avamere maagaasi. 1993. aastal käivitas Shell Bintulus (Malaisia) tehase võimsusega 500 tuhat tonni aastas, kasutades Co-Zr katalüsaatorit ja originaalset keskmiste destillaatide tehnoloogiat. Tooraineks on sünteesgaas, mis saadakse kohaliku maagaasi osalisel oksüdeerimisel. Praegu ehitab Shell tehast sama tehnoloogia abil, kuid Kataris on suurusjärgu võrra suurem võimsus. Chevronil, Conoco ,, ENI-l, Statoilil, Rentechil, Syntroleumil ja teistel on erineva arenguastmega FT-sünteesi valdkonnas oma projektid.

Protsessi teaduslik alus

FT sünteesi võib pidada vingugaasi redutseerivaks oligomerisatsiooniks:

nCO + (2n + 1) H2 → CnH2n + 2 + nN2O

nCO + 2nH2 → CnH2n + nN2O

Termiline efekt on märkimisväärne, 165 kJ / mol CO.

Katalüsaatoriteks on VIII rühma metallid: kõige aktiivsemad on Ru, siis Co, Fe, Ni. Pinna suurendamiseks kantakse need sageli poorsetele kandjatele, näiteks silikageelile ja alumiiniumoksiidile. Tööstuses kasutatakse ainult Fe ja Co. Ruteenium on liiga kallis, lisaks on selle varud Maal liiga väikesed, et seda kasutada suurema kogumahuga protsesside katalüsaatorina. Nikkelkatalüsaatoritel moodustub atmosfäärirõhul peamiselt metaan (n \u003d 1), samal ajal kui rõhk suureneb, moodustab nikkel lenduva karbonüüli ja pestakse reaktorist välja.

CO ja H 2 süsivesinike sünteesi kahjulikud reaktsioonid on:

• süsinikoksiidi hüdrogeenimine metaaniks: СО + 3Н 2 → СН 4 + Н 2 О + 214 kJ / mol
• bell-buduaari reaktsioon (CO disproportsioon): 2CO → CO 2 + C
• vesigaasi tasakaal: СО + Н 2 О ↔ СО 2 + Н 2

Viimane reaktsioon on eriti oluline rauapõhiste katalüsaatorite puhul, see peaaegu ei toimu koobaltil. Lisaks tekivad raudkatalüsaatorites märkimisväärses koguses hapnikku sisaldavad ühendid - alkoholid ja karboksüülhapped.

Tüüpilised protsessitingimused on: rõhk 1 atm (Co-katalüsaatorite puhul) kuni 30 atm, temperatuur 190–240 ° C (madala temperatuuri võimalus Co ja Fe-katalüsaatorite jaoks) või 320–350 ° C (kõrge temperatuuri võimalus Fe puhul).

Vaatamata aastakümnete pikkusele uuringule on reaktsioonimehhanism üksikasjalikult ebaselge. Kuid see olukord on tüüpiline heterogeensele katalüüsile.

FT sünteesitoodete termodünaamilised seadused on järgmised:

1. Mis tahes molekulmassi, tüübi ja struktuuriga süsivesinike, välja arvatud atsetüleen, moodustamine on võimalik.
2. Süsivesinike moodustumise tõenäosus väheneb järgmises järjekorras: metaan\u003e muud alkaanid\u003e alkeenid. Normaalsete alkaanide moodustumise tõenäosus väheneb, samal ajal kui normaalsed alkeenid suurenevad ahela pikkuse suurenemisega.
3. Süsteemi üldrõhu suurenemine soodustab raskemate saaduste moodustumist ja vesiniku osarõhu suurenemine sünteesgaasis soodustab alkaanide moodustumist.

CO ja H 2 süsivesinike sünteesi produktide tegelik koostis erineb oluliselt tasakaalust. Enamasti kirjeldatakse toodete jaotust molekulmassi järgi statsionaarsetes tingimustes valemiga p (n) \u003d n (1-α) ²α n-1, kus p (n) on süsivesiniku massifraktsioon süsinikuarvuga n, α \u003d k 1 / (k 1 + k 2), k 1, k 2 on vastavalt kasvukiiruse ja ahela terminatsiooni konstandid. See on nn. Anderson-Schulz-Flory jaotus (ASF-i jaotus). Metaani (n \u003d 1) on alati suuremas koguses, kui on ette nähtud ASF-i jaotuses, kuna see moodustub sõltumatult otsese hüdrogeenimisreaktsiooni toimel. Α väärtus väheneb temperatuuri tõustes ja reeglina suureneb rõhu suurenemisel. Kui reaktsioonis moodustuvad erineva homoloogse seeria produktid (parafiinid, olefiinid, alkoholid), võib nende jaotusel olla oma väärtus α. ASF-i jaotus piirab mis tahes süsivesiniku või kitsa fraktsiooni maksimaalset selektiivsust. See on teine, pärast kuumuse eemaldamist, FT sünteesi probleem.

Kasutage

Praegu kasutavad kaks ettevõtet äriliselt oma tehnoloogiat, mis põhineb Fischer-Tropschi protsessil. Malaisia \u200b\u200bBintulus asuv Shell kasutab toorainena maagaasi ja toodab peamiselt madala väävlisisaldusega diislikütust. Lõuna-Aafrika Vabariigis asuv Sasol kasutab toorainena kivisütt mitmesuguste kaubanduslike sünteetiliste naftatoodete tootmiseks. Lõuna-Aafrikas kasutatakse seda protsessi tänapäevalgi Sasoli suurema osa riigi diislikütuse tootmiseks kivisöest. Seda protsessi kasutati Lõuna-Aafrikas aparteidi ajal eraldamise ajal energiavajaduse rahuldamiseks. Tähelepanu sellele protsessile hakati otsima võimalusi madala väävlisisaldusega diislikütuse saamiseks, et vähendada diiselmootorite tekitatavat keskkonnakahju. Ameerika väikeettevõte Rentech keskendub praegu lämmastikväetisetehaste muutmisele maagaasi toormaterjalina kasutamisest söe või koksi ja vedelate süsivesinike kasutamisele kõrvalsaadusena.

2005. aasta septembris teatas kuberner Edward Rendell Waste Management and Processors Inc. asutamisest. - kasutades Shelli ja Sasoli litsentseeritud tehnoloogiaid. Ficheri-Tropschi sünteesi abil ehitatakse tehas, et töödelda niinimetatud süsinikujäägid (söejäägid) madala väävlisisaldusega diislikütuseks Philadelphia loodeosas Mahanoy linna lähedal asuvas kohas. Pennsylvania osariik võttis endale kohustuse osta märkimisväärne protsent tehase toodangust ja pakkus koos USA energeetikaministeeriumiga (DoE) üle 140 miljoni dollari maksusoodustusi. Sarnaseid kavasid töötavad ka teised söekaevandusriigid. Montana osariigi kuberner Brian Schweitzer on teinud ettepaneku ehitada tehas, mis kasutab Fischer-Tropschi protsessi, et muuta riigi söevarud kütuseks, et vähendada USA sõltuvust naftaimpordist.

2006. aasta alguses kaalus USA 9 söe kaudse veeldamise tehase ehitamise projekte kogumahuga 90–250 tuhat barrelit päevas.

Hiina kavatseb aastail 2010-2015 investeerida 15 miljardit dollarit. söest sünteetilise kütuse tootmiseks vajalike tehaste ehitamisel. Riikliku arengu- ja reformikomisjoni (NDRC) teatel ulatub söe veeldusjaamade koguvõimsus 16 miljoni tonnini sünteetilist kütust aastas, mis on 5% 2005. aasta naftatarbimisest ja 10% naftaimpordist.

Söe vedelkütuseks muundamise tehnoloogiad tekitavad keskkonnakaitsjatelt palju küsimusi. Kõige tõsisem on süsinikdioksiidi heitkoguste probleem. USA riikliku taastuvenergia labori hiljutine töö on näidanud, et täistsüklis toodetud sünteetiliste fossiilkütuste kasvuhoonegaaside heitkogused on umbes kaks korda suuremad kui nende bensiinipõhisel ekvivalendil. Märkimisväärselt on suurenenud ka muude saasteainete heitkogused, kuid paljusid neist saab tootmise ajal koguda. Süsinikmonooksiidi heitkoguste vähendamiseks on pakutud välja süsiniku säilitamine. Laadige alla CO  2 naftareservuaarides võimaldab suurendada naftatootmist ja põldude eluiga 20-25 aasta võrra, kuid selle tehnoloogia kasutamine on võimalik ainult stabiilsetel naftahindadel, mis ületavad 50–55 dollarit barreli kohta. Oluline probleem sünteetilise kütuse tootmisel on suur veetarbimine, mille tase on 5–7 gallonit ühe galloni kütuse kohta.

Ajalugu teab palju näiteid, kui kiireloomulise vajaduse tõttu sündisid uued originaalsed lähenemisviisid pikaajaliste eluliste probleemide lahendamiseks. Nii et sõjaeelses Saksamaal, kus puudus juurdepääs naftaallikatele, tekkis võimsa sõjatehnika tööks vajaliku kütuse puudus. Märkimisväärsete fossiilsete kivisöevarude tõttu oli Saksamaa sunnitud otsima võimalusi, kuidas muuta see vedelkütuseks. See probleem lahendati edukalt suurepäraste keemikute pingutustega, kellest kõigepealt tuleks mainida Kaiser Wilhelmi söeuuringute instituudi direktorit Franz Fischerit.

1926. aastal avaldati F. Fischeri ja G. Tropschi töö "Naftasüsivesinike otsese sünteesi kohta tavalisel rõhul", milles teatati, et kui vesinik redutseeritakse atmosfäärirõhul süsinikmonooksiidiga erinevate katalüsaatorite (raud - tsinkoksiid või koobalt -) juuresolekul. kroomoksiid) temperatuuril 270 ° C saadakse vedelad ja isegi tahked metaani homoloogid.

Nii tekkis süsivesinike kuulus süntees süsinikmonooksiidist ja vesinikust, mida on hiljem nimetatud Fischeri-Tropschi sünteesiks. Erinevas vahekorras CO ja H2 segu, mida nimetatakse sünteesgaasiks, on lihtne saada nii kivisöest kui ka muust süsinikku sisaldavast toorainest.

Franz Fischer sündis 19. märtsil 1877 Freibergi - Breisgau äärelinnas. Ta õppis keemiat Müncheni, Freibergi ja Giesseni kõrgkoolides. Pärast kooli lõpetamist oli ta alguses assistent A. Moissani juures Pariisis, seejärel V. Ostwaldi juures Leipzigis. Lõpuks, pärast üheaastast tööd Emil Fischeriga Berliini ülikoolis, asus Fischer õpetama Freibergi kaevandusakadeemiasse. Pärast keemiakursuse lugemise õiguse eksamite sooritamist sai temast akadeemia privaatdotsent. Pärast Emil Fischeri naasmist Berliini sai Franz Fischer 1908. aastal professoriks ja kolm aastat hiljem Berliini äärelinnas Charlottenburgi asuva Kõrgema Tehnikakooli elektrokeemiaosakonna juhatajaks.

1913. aastal kutsusid Kaiser Wilhelmi Seltsi asutajad Franz Fischeri Mülheimi (Ruhr) linnas selle seltsi korraldatud söeuuringute instituudi direktori kohale. See instituut loodi Franz Fischeri arvukate ja hästi põhjendatud ettepanekute rakendamise tulemusel ühiskonna juhatuses. Söeuuringute instituudis kohtus Franz Fischer Hans Tropschiga (1916).

Hans Tropsch sündis 9. oktoobril 1889 Plani linnas (Bohemia, nüüd Tšehhi Vabariigi territoorium). Pärast kõrgema keemiahariduse omandamist Prahas aastatel 1907–1913. Ta kaitses väitekirja ja sai inseneridoktori kraadi. Pärast mitu aastat erinevates keemiatehastes töötamist sai Hans Tropsch Franz Fischeri juhitud söeuuringute instituudi assistendiks. Järgnevatel aastatel oli Tropsch keemiatööstuses erinevatel ametikohtadel. 1920. aastal naasis ta Mülheimi söeuuringute instituuti, kus töötas kuni aastani 1928. Nendel aastatel viisid Fischer ja Tropsch välja silmapaistva teaduse ja tehnika arengu - lõid süsivesinike tootmise meetodi.

Ehkki teadlased lõpetasid laboratoorse tööetapi juba 1925. aastal, loodi nende toodete suure koguse mahuga keemiline tootmine alles üheksa aastat hiljem. 1928. aastal korraldas Hans Tropsch Praha ülikooli söeuuringute instituudi, mille direktoriks ta jäi kuni aastani 1931. Seejärel kolis ta USA-sse, kus temast sai Chicagos tohutu naftakontserni teadusnõunik ja samal ajal Chicago ülikooli professor. 1935. aastal, raskelt haigena, naasis Hans Tropsch Saksamaale ja suri vahetult pärast naasmist alles 46-aastaselt.

Ammu enne seda, kui Fischer ja Tropsch 1922. aastal süsivesinike sünteesi uurima hakkasid, huvitasid paljud teised keemikud seda küsimust. Nii said Sabatier ja Sanderan 1902. aastal katalüütilise sünteesi abil süsinikmonooksiidist ja vesinikust metaani ja vett. 1913. aastal saadi BASF-i laboris muude katalüsaatorite ja kõrgsurve abil küllastunud ja küllastumata süsivesinike ja muude orgaaniliste ühendite segu.

Hiljem viisid Fischer ja Tropsch läbi ka süsinikmonooksiidi reaktsiooni vesinikuga kõrgendatud rõhul (100 atm), kuid kasutati raual põhinevaid leeliselisi katalüsaatoreid. Samal ajal saadi Fischeril ja Tropschil reaktsioonisegu, milles oli üsna palju süsivesinikke. See koosnes peamiselt alkoholidest, ketoonidest ja orgaanilistest hapetest. Teadlased nimetasid seda segu süntooliks.

Olles põhjalikult uurinud süntooli valmistamise protsessi omadusi, pöörasid Fischer ja Tropsch erilist tähelepanu reaktsioonisegu koostise sõltuvusele kasutatud katalüsaatorite olemusest, temperatuurist ja rõhust. Tulemuste põhjal suutsid nad välja töötada tõhusama protsessi süsivesinike tootmiseks.

Nad suutsid teostada süsinikmonooksiidi reaktsiooni vesinikuga rauarühma metallidel põhinevate segakatalüsaatorite juuresolekul (raud, koobalt, teatud lisanditega nikkel) normaalsel rõhul ja soodsal temperatuuril selliselt, et nad said protsessitoodetena ainult süsivesinikke ja vett. Süsivesinike segu koosnes peamiselt bensiini ja keskmise õli fraktsioonidest. Nii panid Fischer ja Tropsch ühise gaasistamise meetodile füüsikalis-keemilised alused.

Umbes samal ajal kui Fischeri ja Tropschi töö Keiserliku Seltsi laborites värvainete tootmiseks, viidi läbi uuring sünteetilise kütuse valmistamise meetodi kohta. Seal töötavad keemikud ja tehnoloogid lähtusid ammoniaagi tööstusliku sünteesi põhimõtetest ja viisid kivisöe hüdrogeenimist kõrgel temperatuuril. Selle meetodi järgi, mille patendi võttis 1913. aastal Hannoveri Kõrgema Tehnikakooli privaatdotsent Friedrich Bergius, korraldati 1927. aastal esmakordselt suure kogumahutavusega tööstuslik tootmine.

Kui süsivesinike segu saamisel Bergiuse meetodil oli algprodukt pruunsüsi, siis kasutati kivisütt ühise gaasistamise meetodis. Seetõttu hakkasid Ruhris asuvate söekaevanduste omanikud varsti ühise gaasistamise meetodi vastu huvi tundma.

Ettevõtte “Kivisöe vedeldamise ja rafineerimise aktsiaselts” laboratooriumides töötati välja ühise gaasistamise suurema mahuga tööstusprotsessi alused. 1934. aastal alustati sünteetilise kütuse tootmist selle meetodiga korraga mitmes Ruhri piirkonnas asuvas suurettevõttes.

Kuna selles protsessis võib vesirikka koksiahju gaasi asemel kasutada ka pruunsöe gaasistamisel saadud vesigaasi, tekkisid hiljem gaasistamisettevõtted Kesk-Saksamaa pruunsöe leiukohtade läheduses asuvate ettevõtete läheduses.

Alusuuringute lõpetamisest selle meetodi abil lavastuse loomiseni on möödunud üheksa aastat. Selle põhjuseks oli katalüsaatorite otsimine, mida esiteks ei mürgitatud; Meetodi tööstuses kasutuselevõtu edasilükkamises mängis rolli ka ülemaailmne majanduskriis. Kütuse tootmiseks mõeldud uute sünteetiliste meetodite aeglast arengut mõjutas ka asjaolu, et pikka aega olid sünteetilised tooted palju kallimad kui vastavad looduslikust toorainest saadud ained.

Värvainete tootmise keiserliku ühingu aktsionärid kasutasid tõsise konkurendina Fischeri ja Tropschi meetodit süsivesinike tootmiseks. Alles pärast pikki läbirääkimisi mõlema ettevõtte esindajate vahel jõuti kokkuleppele.

1937. aastal töötas Franz Fischer koos Helmut Pichleriga välja meetodi süsivesinike sünteesiks keskmisel rõhul. Teadlased kasutasid raudpõhiseid katalüsaatoreid, kõrgeid temperatuure ja rõhku umbes 10 atm. Need katsed olid suure tähtsusega süsivesinike suure koguse keemilise tootmise korraldamisel. Selle protsessi tulemusena saadi põhitoodetena kõrge oktaanarvuga bensiini ja parafiinid.

Franz Fischer, kes kaitses doktoriväitekirja patareides toimuvate protsesside uurimise kohta, oli üks suurimaid füüsikuid ja keemikuid, kes uurisid katalüütilisi protsesse maailmakuulsa Wilhelm Ostwaldi laboris. Ostwaldi, Sabatieri, Sanderani ja Mittashi töö tulemuste põhjal laiendas Fischer märkimisväärselt heterogeensete katalüütiliste reaktsioonide tööstusliku kasutamise valdkonda. Tänu Fischeri ja Tropschi tööle on söeuuringute instituut muutunud laialt tuntud kogu maailmas.

Instituudi kaksteist köidet, mis ilmusid aastatel 1917–1937, sisaldasid selle töötajate artikleid, kes uurisid kütuse sünteesi ja muid söe praktilise kasutamise küsimusi. Alates 1920. aastast võttis Fisher aktiivselt osa ka ajakirja Chemistry of Põlevmaterjalide väljaandmisest, millel oli märkimisväärne koht keemilises erialases kirjanduses. Üle kolme aastakümne on Fischer olnud Mülheimi söeuuringute instituudi direktor. Alles 1944 läks ta pensionile ja suri 1. detsembril 1947 Münchenis.

Franz Fischer ja Hans Tropsch nägid oma peamist ülesannet leida uusi tooraineallikaid ja töötada välja viise olemasolevate meetodite parendamiseks nende kasutamiseks. Kui tuletame meelde, et söe kütusena kasutamisel tõusnud koefitsient 15% suurenes söe hüdrogeenimisel peaaegu 90% -ni, on lihtne mõista, kui suur on meetodi majanduslik tõhusus. Süsivesinike tööstusliku sünteesi arendamine vastavalt Fischer-Tropschi meetodile oli tohutu teaduslik ja tehnoloogiline saavutus.

Süsivesinike segu tootmine ühise gaasistamise meetodil kasvas pidevalt, kuna seda kasutati laialdaselt autode ja lennukite kütusena. Sünteetilise kütuse nõudluse kasvu soodustas ka laevalaevade mootorite ümberehitamine kivisöest õliks, mis algas 1914. aastal. Mõni rahulik majandussektor vajas ka Fischeri ja Tropschi, aga ka Bergiuse väljapakutud kunstliku kütuse valmistamise meetodite muutmist. Kuid nende meetodite juurutamine tööstuses oli peamiselt sõjaline.

Juba 21. sajandil viis Pentagon läbi strateegilise pommitaja B-52 Stratofortress edukaid katseid, mis kasutasid kütusena mitte traditsioonilist petrooleumi, vaid maagaasist valmistatud alternatiivkütust. Kütuse nimi on FT, see loodi saksa keemikute Franz Fischeri ja Hans Tropschi tehnoloogia järgi, kes tegid selle leiutise juba 1930. aastatel (Saksa väed kasutasid II maailmasõja ajal aktiivselt täpselt toodetud “sünteetilist bensiini”) kasutades Fischeri ja Tropschi tehnoloogiat).

B-52 tegi oma esimese lennu 1954. aastal, 1955. aastal astus ta teenistusse USA õhuväes (USA õhuväes). Viimane 744 pommitajast toodeti 1962. Selle aja jooksul on strateegiline olukord tõsiselt muutunud (B-52 töötati välja tuumasõjaks NSV Liidu ja tema liitlastega) ning majanduslik tegelikkus. Ühe lennu ajal kasutab pommitaja 47 tuhat gallonit (177,9 kuupmeetrit) kütust. 1950. aastate keskel üks gallon lennukikütust maksis umbes 0,25 dollarit.

Kuid aastakümnete jooksul on nafta hind tõsiselt tõusnud, kuna nüüd maksis üks B-52 lend enam kui 200 tuhat dollarit. Hoolimata asjaolust, et USA relvajõud kasutasid Iraagi ja Afganistani sõdade esialgsel perioodil aktiivselt B-52, väheneb vajadus selle lennuki järele järk-järgult. 2006. aasta oktoobri alguses kiitis USA kongress USA Kongress heaks plaani vähendada B-52 laevastikku olemasolevatelt 94-lt kahe aasta jooksul 56-le - selle üheks põhjuseks oli just Külma sõja veterani “rämps” (ühe pommitaja hind 1998. aasta hindades) on 53,4 miljonit dollarit).

USA õhuväe lahingukomando teatas 2006. aasta suvel, et kavatseb 2018. aastal võtta kasutusele uue pommitaja, mis asendab mitte ainult B-52, vaid ka moodsamat nähtamatut lennukit B-1 Lancer. Selle üheks põhjuseks on olemasolevate mudelite suhteline haavatavus, mis ei suuda ilma hävitaja toeta küllastunud õhutõrjesüsteemidest üle saada. USA kaitseministeerium plaanib 2016. aastaks toota pool lennukikütust alternatiivsetest energiaallikatest. FT kütuse töötas välja ja tootis Syntroleum, mis näitab, et seda saab toota mitte ainult gaasist, vaid ka kivisöest. Alustatud on katseid FT kasutamisega armee ja soomukite sõidukite tankimisel.

Ilmselt jätkatakse loo täiendamist näidetega, kui vajaduse tõttu tulevad uued originaalsed lähenemisviisid pikaajaliste probleemide lahendamiseks.

Franz Fischer ja Hans Tropsch nägid oma peamist ülesannet leida uusi tooraineallikaid ja töötada välja viise olemasolevate meetodite parendamiseks nende kasutamiseks.

Fischeri-Tropschi süntees on keemiline protsess, mis on võtmetähtsusega moodus sünteetiliste kütuste tootmiseks kõige kaasaegsemas meetodis. Miks nad ütlevad „süntees” või „protsess” ja väldivad sõna „reaktsioon”? Teadlaste nimesid, antud juhul Franz Fischerit ja Hans Tropschi, nimetatakse tavaliselt üksikuteks reaktsioonideks. Fakt on see, et puudub Fischer-Tropschi reaktsioon kui selline. See on protsesside kompleks. Selles protsessis on ainult kolm peamist reaktsiooni ja neid on vähemalt üksteist. Üldiselt on Fischeri-Tropschi süntees niinimetatud sünteesgaasi muundamine vedelate süsivesinike seguks. Keemik Vladimir Mordkovitš sünteetilise kütuse, uut tüüpi katalüsaatorite ja Fischeri-Tropschi reaktori valmistamise meetodite kohta.

Vladimir Mordkovitš - MIPT füüsika- ja keemiaosakonna keemiadoktor MIPT, uute keemiliste tehnoloogiate ja nanomaterjalide osakonna juhataja TISNUM, infotehnoloogiate teadusdirektor.

Kommentaarid: 0

Põlevkivigaas on põlevkivist toodetav maagaas, mis koosneb peamiselt metaanist. Põlevkivi on orgaanilise päritoluga tahke mineraal. Peamiselt moodustasid kildad 450 miljonit aastat tagasi merepõhjas taime- ja loomsest prahist.

Alexandra Poshibaeva

Tänapäeval on õli moodustumisel kaks peamist hüpoteesi: anorgaaniline (abiogeenne) ja orgaaniline (biogeenne, seda nimetatakse ka sette-migratsiooniks). Anorgaanilise kontseptsiooni pooldajad usuvad, et õli moodustati süsinikust ja vesinikust vastavalt Fischeri-Tropschi protsessile suurtel sügavustel, tohutul rõhul ja temperatuuril üle tuhande kraadi. Tavalised alkaanid võivad moodustuda süsinikust, vesinikust katalüsaatorite juuresolekul, kuid sellised katalüsaatorid looduses puuduvad. Lisaks sisaldavad õlid tohutul hulgal isopreenaane, tsüklilisi biomarkeri süsivesinikke, mida Fischer-Tropschi protsess ei saa moodustada. Uute naftaväljade otsimist, selle päritolu anorgaanilist teooriat ning prokarüootide ja eukarüootide rolli süsivesinike moodustamisel kirjeldab keemik Aleksander Poshibaev.

Andrei Bychkov

Süsivesinikud on täna meie tsivilisatsiooni energia alus. Kuid kui kaua on fossiilkütuste ladestusi piisavalt ja mida teha pärast nende ammendumist? Nagu teisedki mineraalid, peame välja töötama madalama kasuliku komponendi sisaldusega toorained. Kuidas teha õli, mis toorainest? Kas see oleks kasumlik? Juba täna on meil palju eksperimentaalseid andmeid. Loengus arutatakse looduses tekkivaid õli moodustumise protsesse ja näidatakse uusi katsetulemusi. Kõigist sellest räägib teile Bychkov Andrey Jurjevitš, geoloogia ja mineraloogiateaduste doktor, Venemaa Teaduste Akadeemia professor, Moskva Riikliku Ülikooli geokeemia osakonna professor.

Jelena Naimark

  Ameerika teadlased on õppinud, kuidas toota aldehüüdipõhiste ühendite optilisi isomeere, viies lõpuks läbi olulise reaktsiooni, millega keemikud on aastaid töötanud. Katses ühendasid nad kaks erinevatel põhimõtetel töötavat katalüsaatorit. Nende katalüsaatorite kombineeritud toimimise tulemusel moodustuvad kaks aktiivset orgaanilist molekuli, mis ühendatakse soovitud aineks. Selle reaktsiooni näide näitab võimalust sünteesida terve klass bioloogiliselt olulisi orgaanilisi ühendeid.

Jelena Naimark

  Stanley Milleri järgijad, kes viisid kuulsad katsed 1950. aastatel orgaanilise sünteesi sünteesil Maa primaarses atmosfääris, pöördusid taas vanade katsete tulemuste poole. Nad uurisid nendest aastatest järelejäänud materjale uusimate meetoditega. Selgus, et aurude ja gaaside segu vulkaanilisi emissioone simuleerivates katsetes sünteesiti laias valikus aminohappeid ja muid orgaanilisi ühendeid. Nende mitmekesisus osutus suuremaks, kui 50ndatel tundus. See tulemus koondab tänapäevaste teadlaste tähelepanu primaarsete suure molekulmassiga orgaaniliste ainete sünteesi ja akumuleerumise tingimustele: sünteesi võiks aktiveerida purskepiirkondades ning vulkaanilisest tuhast ja tuhast võiks saada bioloogiliste molekulide reservuaar.

Korolev Y. M.

Palusime YM.M-il öelda, kuidas teadlased üritavad lahendada nafta või õigemini naftasüsivesinike päritolu saladust. Korolev - nimetatud naftakeemilise sünteesi instituudi juhtivteadur A.V. Topchieva. Ta on fossiilsete süsivesinike mineraalide röntgenfaaside koostist ja nende muundumist aja ja temperatuuri mõjul uurinud enam kui kolmkümmend aastat.

Rodkin M.V.

Vene lugeja jaoks on eriti huvitav arutelu õli biogeense (orgaanilise) või abiogeense päritolu üle. Esiteks on süsivesinike toorained riigi eelarve üks peamisi tuluallikaid ja teiseks on Venemaa teadlased selle vana, kuid siiski veel suletud teadusliku vaidluse paljudes valdkondades tunnustatud juhid.

Aleksander Markov

  Kosmosest avastati mitmesuguseid orgaanilisi aineid, kuid nende moodustumise mehhanismidest on vähe teada. Prantsusmaa, Taani ja Mehhiko astrofüüsikud ja keemikud on eksperimentaalselt näidanud, et tingimustes, mis jäljendavad planeedisüsteemide tekkimise varajases staadiumis, moodustuvad ultraviolettkiirguse mõjul metanooli ja ammoniaagiga segatud veejääl mitmesugused süsivesikud, sealhulgas riboos, mis on RNA kõige olulisem komponent. Autorid väidavad, et keemiline protsess, mis viib nende süsivesikute sünteesini, sarnaneb Butlerovi autokatalüütilise reaktsiooniga, ehkki see ei nõua kahevalentsete metalliioonide olemasolu.

Jelena Naimark

  RNA-maailmale eelnes prebioloogilise sünteesi aeg, mil ühel või teisel viisil olid sündinud replikatsiooniks vajalikud molekulid - nukleotiidid, valgud, lipiidid. Varem käsitlesid keemikud oma sünteesi protsesse eraldi. Nüüd on John Sutherlandi laboris leitud tee, mis viib suure hulga bioloogiliste molekulide sünteesini. Pole vaja arvata, mis varem juhtus, RNA või valgud - tõenäoliselt sünteesiti neid samaaegselt ühe keemiliste reaktsioonide kaskaadina; selle alguses ilmuvad vesiniktsüaniid ja vesiniksulfiid koos metallkatalüsaatoritega. Autorid nimetasid seda reaktsioonide võrku tsüanoosulfiidi protometabolismiks. Uue uuringu avaldamisega saame rääkida pöördepunktist elu päritolu teaduses.

Dmitri Grishchenko

Põlevkiviõli ja gaasi tootmisest kirjutatakse palju ja sageli. Loengus proovime välja mõelda, mis see tehnoloogia on, millised keskkonnaprobleemid sellega kaasnevad ja mis on vaid ajakirjanike ja keskkonnakaitsjate kujutlusvõime kujutis.