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¿Lo sabías? ¡El gas natural se puede convertir en diésel! ¿Cómo se hace exactamente?
Con la creciente demanda de energía hoy en día, el desarrollo de nuevas fuentes de energía sostenibles se ha convertido en un foco global. Todos sabemos que el diésel es un combustible importante para los automóviles y la maquinaria pesada actuales, pero quizás no sepas que el gas natural se puede convertir en diésel a través de un proceso llamado proceso Fischer-Tropsch. Este proceso no sólo reducirá la dependencia de los recursos petroleros, sino que también puede convertirse en una solución importante para la futura transformación energética.
El proceso Fischer-Tropsch es un conjunto de reacciones químicas que convierte una mezcla de gases (monóxido de carbono e hidrógeno) llamada gas de síntesis en hidrocarburos líquidos.
El proceso Fischer-Tropsch fue desarrollado por primera vez en 1925 por los científicos alemanes Franz Fischer y Hans Tropsch. El principio básico del proceso es convertir el gas de síntesis en hidrocarburos líquidos utilizando catalizadores metálicos bajo alta temperatura y presión. La reacción química específica se puede expresar mediante la fórmula:
(2n + 1) H2 + n CO → CnH2n+2 + n H2O
En esta reacción, el valor de n suele estar entre 10 y 20, lo que indica la longitud de la cadena de carbono del compuesto de hidrocarburo producido. Durante la reacción también se produce una pequeña cantidad de olefinas y compuestos alcohólicos. Sin embargo, la formación de metano (n=1) es indeseable porque su producción significa que el crecimiento de la cadena está restringido.
Todo el proceso es muy exotérmico, por lo que el calor debe eliminarse eficientemente en el reactor. Las condiciones de operación del proceso Fischer-Tropsch suelen estar entre 150 y 300 grados Celsius. Estas condiciones no solo pueden acelerar la velocidad de reacción, sino también aumentar la tasa de conversión, pero deben controlarse para evitar la producción de grandes cantidades de metano.
Para obtener el gas de síntesis deseado, las instalaciones de Fischer-Tropsch primero necesitan realizar un proceso de gasificación, que convierte combustibles sólidos como carbón o biomasa en gas.
La producción de gas de síntesis generalmente se basa en la tecnología de gasificación, que convierte sustancias sólidas en gases para posteriores reacciones de Fischer-Tropsch. Dependiendo de los materiales de partida, la relación de hidrógeno a monóxido de carbono en el gas de síntesis debe ajustarse a través de la reacción de desplazamiento del gas de agua. Este ajuste es particularmente crítico para el proceso Fischer-Tropsch que utiliza catalizadores de hierro, ya que estos catalizadores son inherentemente reactivos al desplazamiento del gas de agua.
Normalmente, los catalizadores metálicos elegidos incluyen hierro, cobalto, níquel y platino, pero no se utiliza níquel porque produce demasiado metano. El hierro y el cobalto son las opciones más comunes; los catalizadores de cobalto funcionan mejor cuando se utiliza gas natural como materia prima, mientras que los catalizadores de hierro son más adecuados para utilizar carbón o biomasa.En todo el mundo se están implementando gradualmente numerosos proyectos relacionados con el proceso Fischer-Tropsch. Por ejemplo, Sasol, en Sudáfrica, es el mayor productor mundial de tecnología Fischer-Tropsch.
A medida que la tecnología ha evolucionado, la instalación Fischer-Tropsch más grande del mundo ahora está ubicada en Sasol, Sudáfrica, y produce 130.000 toneladas de combustibles sintéticos por año. Estas instalaciones utilizan carbón y gas natural como materias primas y los convierten con éxito en diésel y otros tipos de combustibles sintéticos, lo que supone una contribución significativa a la seguridad energética de Sudáfrica.
Otro ejemplo importante es la instalación Pearl GTL en Qatar, que utiliza un catalizador de cobalto para convertir el gas natural en líquidos de petróleo a un ritmo de 140.000 barriles por día a 230 grados Celsius.
El desarrollo del proceso Fischer-Tropsch no sólo ayuda a mejorar la eficiencia del uso de la tierra para obtener energía, sino que también es una forma eficaz de afrontar los desafíos medioambientales actuales. A medida que la demanda de energía limpia continúa aumentando, la comercialización y expansión de este proceso tendrán un profundo impacto en el desarrollo futuro de la energía renovable.
¿Cree que el proceso Fischer-Tropsch puede convertirse en una de las tecnologías clave para la futura transición energética?