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Você sabia que gás natural pode ser transformado em diesel? Como isso é feito?
Com a crescente demanda por energia hoje, o desenvolvimento de novas fontes de energia sustentáveis se tornou um foco global. Todos nós sabemos que o diesel é um combustível importante para os carros e máquinas pesadas de hoje, mas você talvez não saiba que o gás natural pode ser convertido em diesel por meio de um processo chamado processo Fischer-Tropsch. Esse processo não apenas reduzirá a dependência dos recursos petrolíferos, mas também poderá se tornar uma solução importante para a futura transformação energética.
O processo Fischer-Tropsch é um conjunto de reações químicas que converte uma mistura de gases - monóxido de carbono e hidrogênio - chamada gás de síntese em hidrocarbonetos líquidos.
O processo Fischer-Tropsch foi desenvolvido pela primeira vez em 1925 pelos cientistas alemães Franz Fischer e Hans Tropsch. O princípio básico do processo é converter gás de síntese em hidrocarbonetos líquidos usando catalisadores metálicos sob alta temperatura e pressão. A reação química específica pode ser expressa pela fórmula:
(2n + 1) H2 + n CO → CnH2n+2 + n H2O
Nessa reação, o valor de n geralmente está entre 10 e 20, indicando o comprimento da cadeia de carbono do composto de hidrocarboneto produzido. Uma pequena quantidade de olefinas e compostos alcoólicos também são produzidos durante a reação. Entretanto, a formação de metano (n=1) é indesejável porque sua produção significa que o crescimento da cadeia é restrito.
Todo o processo é muito exotérmico, então o calor deve ser removido eficientemente no reator. As condições operacionais do processo Fischer–Tropsch são geralmente entre 150 e 300 graus Celsius. Tais condições podem não apenas acelerar a taxa de reação, mas também aumentar a taxa de conversão, mas precisam ser controladas para evitar a produção de grandes quantidades de metano.
Para obter o gás de síntese desejado, as instalações da Fischer-Tropsch precisam primeiro realizar um processo de gaseificação, que converte combustíveis sólidos, como carvão ou biomassa, em gás.
A produção de gás de síntese geralmente depende da tecnologia de gaseificação, que converte substâncias sólidas em gases para reações de Fischer-Tropsch subsequentes. Dependendo dos materiais de partida, a proporção de hidrogênio para monóxido de carbono no gás de síntese precisa ser ajustada por meio da reação de deslocamento do gás água. Esse ajuste é particularmente crítico para o processo Fischer-Tropsch que usa catalisadores de ferro, uma vez que esses catalisadores são inerentemente reativos à mudança de gás da água.
Normalmente, os catalisadores metálicos escolhidos incluem ferro, cobalto, níquel e platina, mas o níquel não é usado porque produz muito metano. Ferro e cobalto são as escolhas mais comuns, com catalisadores de cobalto apresentando melhor desempenho quando gás natural é usado como matéria-prima, enquanto catalisadores de ferro são mais adequados para uso de carvão ou biomassa.
Muitos projetos relacionados ao processo Fischer–Tropsch estão sendo gradualmente implementados ao redor do mundo. Por exemplo, a Sasol na África do Sul tem a maior aplicação mundial da tecnologia Fischer-Tropsch.
Com a evolução da tecnologia, a maior instalação Fischer–Tropsch do mundo agora está localizada em Sasol, África do Sul, produzindo 130.000 toneladas de combustíveis sintéticos por ano. Essas instalações usam carvão e gás natural como matérias-primas e os convertem com sucesso em diesel e outros tipos de combustíveis sintéticos, contribuindo significativamente para a segurança energética da África do Sul.
Outro exemplo importante é a instalação Pearl GTL no Catar, que usa um catalisador de cobalto para converter gás natural em líquidos de petróleo a uma taxa de 140.000 barris por dia a 230 graus Celsius.
O desenvolvimento do processo Fischer-Tropsch não apenas ajuda a melhorar a eficiência do uso de energia da terra, mas também é uma maneira eficaz de lidar com os atuais desafios ambientais. À medida que a demanda por energia limpa continua aumentando, a comercialização e a expansão desse processo terão um impacto profundo no desenvolvimento futuro da energia renovável.
Você acha que o processo Fischer-Tropsch pode se tornar uma das principais tecnologias para a futura transição energética?
