Language
Country/Area
No result found
التفاعل الكيميائي الرائع لعملية فيشر-تروبش: كيف نتحول من الغاز إلى البنزين؟
في سياق تحول الطاقة العالمية، برزت تكنولوجيا تحويل الغاز إلى سائل (GTL) بسرعة كعملية ثورية لتحويل الغاز الطبيعي إلى وقود سائل. جوهر العملية هو عملية فيشر تروبش، التي تحول أول أكسيد الكربون (CO) والهيدروجين (H2) إلى هيدروكربونات طويلة السلسلة، بما في ذلك الوقود مثل البنزين والديزل، من خلال سلسلة من التفاعلات الكيميائية.
وبالتالي فإن عملية فيشر-تروبش لا تنتج الغاز الاصطناعي بكفاءة فحسب، بل تحوله أيضًا إلى الوقود السائل الذي نستخدمه كل يوم، وهو أمر بالغ الأهمية لتقليل الاعتماد على النفط التقليدي.
تتضمن الخطوة الأولى في هذه العملية الكيميائية الأكسدة الجزئية للميثان، المكون الرئيسي للغاز الطبيعي، لإنتاج خليط غاز صناعي خام يحتوي بشكل أساسي على أول أكسيد الكربون والهيدروجين. يتم تحسين هذا الخليط بشكل أكبر من خلال تفاعل التحول بين الماء والغاز للحصول على نسبة ثاني أكسيد الكربون المناسبة إلى الهيدروجين، ومن ثم تتم إزالة الشوائب وتحويله إلى غاز اصطناعي نقي. بعد ذلك، يتم تغذية الغاز الاصطناعي النقي في عملية فيشر تروبش، حيث يتم إنتاج الهيدروكربونات الاصطناعية المختلفة من خلال عمل محفزات الحديد أو الكوبالت.
عملية تحويل الميثان إلى ميثانول
الطريق الآخر هو تحويل الميثان إلى ميثانول، وهي عملية تتضمن ثلاثة تفاعلات رئيسية. أولاً، يقوم الميثان والماء بتوليد ثاني أكسيد الكربون والهيدروجين من خلال تفاعل إعادة تشكيل البخار، ثم يتم إجراء تفاعل إزاحة الماء لزيادة إنتاج الهيدروجين، وأخيرًا يتم دمج الهيدروجين الناتج مع أول أكسيد الكربون لتصنيع الميثانول.
ومن الجدير بالذكر أن الميثانول يحتوي على نصف كثافة طاقة البنزين فقط، إلا أن سيولته وقابليته للتداول تجعله مكونًا ممتازًا للوقود.
تقنية تحويل الميثانول إلى بنزين
في السبعينيات، طورت موبيل تكنولوجيا لتحويل الميثانول إلى بنزين. تتضمن العملية التجفيف الجزئي للميثانول بمساعدة محفز الغربال الجزيئي لإنتاج إيثر ثنائي ميثيل، والذي يتم بعد ذلك تحويله إلى هيدروكربونات مختلفة طويلة السلسلة، مكونًا في النهاية البنزين، الذي يتكون بنسبة 80٪ من خمس ذرات كربون أو أكثر.
تطوير تقنيات تحويل الغاز إلى سوائل أخرى
بالإضافة إلى عملية تحويل الميثانول، تقدم GTL أيضًا مفهوم تحويل الغاز الحيوي إلى سائل (Bio-GTL)، والذي يستخدم الكائنات الحية الدقيقة والإنزيمات لتحويل الميثان إلى وقود سائل. يمثل هذا النهج اتجاهًا تطوريًا جديدًا في تكنولوجيا تحويل الغاز إلى سوائل ويوضح إمكانية التحفيز الميكروبي لتحويل الطاقة.
وأشار البنك الدولي إلى أنه يتم حرق أو إطلاق ما يقرب من 150 مليار متر مكعب من الغاز الطبيعي كل عام، وهو ما يعادل 25% من استهلاك الغاز الطبيعي في الولايات المتحدة، وإذا أمكن تحويل هذه الموارد من خلال تحويل الغاز إلى سوائل سيجلب لنا فوائد اقتصادية كبيرة.
التطبيقات التجارية والآفاق المستقبلية
في الوقت الحاضر، استثمرت العديد من الشركات الكبرى متعددة الجنسيات، مثل Royal Dutch Shell وSasol، في بناء محطات تحويل الغاز إلى سوائل، ولا تحقق هذه المحطات تحويلًا فعالاً للغاز الطبيعي فحسب، بل توفر أيضًا حلولاً مبتكرة لتحسين سلسلة إمداد الوقود العالمية. ومع استنفاد موارد النفط التقليدية، من المعتقد أن تكنولوجيا تحويل الغاز إلى سوائل ستصبح ذات شعبية متزايدة.
ومع ذلك، كيف ستؤثر اقتصاديات تكنولوجيا تحويل الغاز إلى سوائل على إمكانية تطبيقها في السوق مع تغير أسعار الغاز الطبيعي والنفط الخام العالمية؟ هذا سؤال يستحق الاستكشاف؟
