Language
Country/Area
No result found
Phản ứng hóa học tuyệt vời của quy trình Fischer-Tropsch: làm thế nào để chuyển từ khí sang xăng?
Trong bối cảnh chuyển đổi năng lượng toàn cầu, công nghệ khí hóa lỏng (GTL) đã nhanh chóng nổi lên như một quy trình mang tính cách mạng để chuyển đổi khí tự nhiên thành nhiên liệu lỏng. Cốt lõi của quy trình này là quy trình Fischer-Tropsch, chuyển đổi carbon monoxide (CO) và hydro (H2) thành hydrocarbon chuỗi dài, bao gồm các nhiên liệu như xăng và dầu diesel, thông qua một loạt phản ứng hóa học.
Do đó, quy trình Fischer-Tropsch không chỉ sản xuất khí tổng hợp một cách hiệu quả mà còn chuyển đổi nó thành nhiên liệu lỏng mà chúng ta sử dụng hàng ngày, điều này rất quan trọng để giảm sự phụ thuộc vào dầu mỏ thông thường.
Bước đầu tiên trong quá trình hóa học này liên quan đến quá trình oxy hóa một phần khí mêtan, thành phần chính của khí tự nhiên, để tạo ra hỗn hợp khí tổng hợp thô chứa chủ yếu là carbon monoxide và hydro. Hỗn hợp này được tối ưu hóa hơn nữa thông qua phản ứng dịch chuyển khí-nước để thu được tỷ lệ CO/H2 thích hợp, sau đó loại bỏ tạp chất, biến nó thành khí tổng hợp tinh khiết. Tiếp theo, khí tổng hợp tinh khiết được đưa vào quy trình Fischer-Tropsch, nơi các hydrocacbon tổng hợp khác nhau được tạo ra thông qua hoạt động của chất xúc tác sắt hoặc coban.
Quy trình chuyển hóa metan thành metanol
Một cách khác là chuyển đổi khí mêtan thành metanol, một quá trình bao gồm ba phản ứng chính. Đầu tiên, metan và nước tạo ra carbon dioxide và hydro thông qua phản ứng cải cách hơi nước, sau đó thực hiện phản ứng thay thế nước để tăng sản lượng hydro và cuối cùng hydro tạo ra được kết hợp với carbon monoxide để tổng hợp metanol.
Điều đáng nói là metanol chỉ có mật độ năng lượng bằng một nửa xăng, nhưng tính lưu động và khả năng xử lý của nó khiến nó trở thành thành phần nhiên liệu tuyệt vời.
Công nghệ chuyển hóa metanol thành xăng
Vào những năm 1970, Mobil đã phát triển công nghệ chuyển đổi metanol thành xăng. Quá trình này bao gồm việc khử nước một phần metanol với sự trợ giúp của chất xúc tác rây phân tử để tạo ra dimethyl ete, sau đó được chuyển đổi thành các hydrocacbon chuỗi dài khác nhau, cuối cùng tạo thành xăng, có 80% bao gồm năm nguyên tử cacbon trở lên.
Phát triển các công nghệ GTL khác
Bên cạnh quy trình chuyển đổi metanol, GTL còn giới thiệu khái niệm khí sinh học thành chất lỏng (Bio-GTL), sử dụng vi sinh vật và enzyme để chuyển đổi khí mêtan thành nhiên liệu lỏng. Cách tiếp cận này đánh dấu một xu hướng phát triển mới trong công nghệ GTL và chứng minh tiềm năng xúc tác vi sinh vật để chuyển đổi năng lượng.
Ngân hàng Thế giới chỉ ra rằng khoảng 150 tỷ mét khối khí đốt tự nhiên được đốt cháy hoặc thải ra mỗi năm, tương đương với 25% lượng tiêu thụ khí đốt tự nhiên ở Hoa Kỳ nếu những nguồn tài nguyên này có thể được chuyển đổi thông qua GTL. sẽ mang lại cho chúng ta những lợi ích kinh tế đáng kể.
Ứng dụng thương mại và triển vọng trong tương lai
Hiện tại, một số công ty đa quốc gia lớn như Royal Dutch Shell và Sasol đã đầu tư xây dựng các nhà máy GTL không chỉ đạt được hiệu quả chuyển đổi khí tự nhiên mà còn cung cấp các giải pháp sáng tạo để cải thiện chuỗi cung ứng nhiên liệu toàn cầu. Với sự cạn kiệt của nguồn tài nguyên dầu mỏ thông thường, người ta tin rằng công nghệ GTL sẽ ngày càng trở nên phổ biến.
Tuy nhiên, tính kinh tế của công nghệ GTL sẽ ảnh hưởng như thế nào đến khả năng ứng dụng trên thị trường của nó khi giá khí đốt tự nhiên và dầu thô toàn cầu thay đổi? Đây có phải là một câu hỏi đáng để khám phá?
