РЕФЕРАТ
Процес Фішера-Тропша
Введення
вуглеводень каталізатор технологічний
Історія знає чимало прикладів, коли в силу гострої необхідності народжувалися нові оригінальні підходи до вирішення давно існуючих життєво важливих проблем. Так, в передвоєнній Німеччині, позбавленої доступу до нафтових джерел, назрівав жорсткий дефіцит палива, необхідного для функціонування потужної військової техніки. Розташовуючи значними запасами викопного вугілля, Німеччина була змушена шукати шляхи його перетворення в рідке паливо. Ця проблема була успішно вирішена зусиллями чудових хіміків, з яких, насамперед, слід згадати Франца Фішера, директора Інституту кайзера Вільгельма з вивчення вугілля.
У 1926 році була опублікована робота Франца Фішера і Ганса Тропша «Про прямому синтезі нафтових вуглеводнів при звичайному тиску» [1]. У ній повідомлялося, що при відновленні воднем монооксиду вуглецю при атмосферному тиску в присутності різних каталізаторів (залізо-оксид цинку або кобальт-оксид хрому) при 270? З виходять рідкі і навіть тверді гомологи метану.
Так виник знаменитий синтез вуглеводнів з монооксиду вуглецю і водню, званий відтоді синтезом Фішера-Тропша (ФТ). Суміш CO і H 2 в різних співвідношеннях, звана синтез-газом, може бути отримана як з вугілля, так і з будь-якого іншого вуглецьвмісного сировини. Після винаходу процесу році німецькими дослідниками було зроблено безліч удосконалень і виправлень і назва «Фішер-Тропш» зараз застосовується до великої кількості східних процесів.
Справедливості заради слід зазначити, що синтез Фішера-Тропша виник не на порожньому місці - до того часу існували наукові передумови, які базувалися на досягненнях органічної хімії і гетерогенного каталізу. Ще 1902 року П. Сабатьє і Ж. Сандеран вперше отримали метан із СО і H 2. У 1908 році Є. Орлов відкрив, що при пропущенні монооксиду вуглецю і водню над каталізатором, що складається з нікелю і паладію, нанесених на вугілля, утворюється етилен [2].
Перший промисловий реактор був пущений в Німеччині в 1935 році, використовувався Co-Th обложений каталізатор. У 1930-40-і роки на основі технології Фішера-Тропша було налагоджено виробництво синтетичного бензину (когазін-I, або синтин) з октановим числом 40? 55, синтетичної високоякісної дизельної фракції (когазін-II) з цетановим числом 75? 100 і твердого парафіну. Сировиною для процесу слугувало вугілля, з якого газифікацією отримували синтез-газ, а з нього вуглеводні. Промисловість штучного рідкого палива досягла найбільшого піднесення в роки другої світової війни. До 1945 в світі було 15 заводів синтезу Фішера-Тропша (у Німеччині, США, Китаї та Японії) загальною потужністю близько 1 млн. Т вуглеводнів на рік. Вони випускали переважно синтетичні моторні палива та мастила. У Німеччині синтетичне паливо майже повністю покривало потреби німецької армії в авіаційному бензині. Річне виробництво синтетичного палива в цій країні досягла більш 124000 барелів на день, тобто близько 6500000 тонн в 1944 році [3].
Після 1945 року у зв'язку з бурхливим розвитком нафтовидобутку і падінням цін на нафту відпала необхідність синтезу рідких палив з СО і Н 2. Настав нафтохімічний бум. Однак в 1973 році вибухнула нафтова криза - нафтовидобувні країни ОПЕК (Organization of Petroleum Exporting Countries, Організація країн-експортерів нафти) різко підвищили ціни на сиру нафту, і світова спільнота змушене було усвідомити реальну загрозу виснаження в доступні для огляду терміни дешевих і доступних нафтових ресурсів. Енергетичний шок 70-х років відродив інтерес вчених і промисловців до використання альтернативного нафти сировини, і тут перше місце, безперечно, належить вугіллю. Світові запаси вугілля величезні, вони, за різними оцінками, більш ніж у 50 разів перевершують нафтові ресурси, і їх може вистачити на сотні років [2].
Крім цього, у світі є значна кількість джерел вуглеводневих газів (як безпосередньо поклади природного газу, так і попутний нафтовий газ), які з тих чи інших причин не використовуються з економічних причин (значна віддаленість від споживачів і , як наслідок, великі витрати на транспортування в газоподібному стані). Однак світові запаси вуглеводнів вичерпуються, потреби в енергії зростають, і в цих умовах марнотратне використання вуглеводнів неприпустимо, про що свідчить неухильне зростання світових цін на нафту з початку 21 століття.
У цих умовах синтез Фішера-Тропша знову набуває актуальності.
1. Хімізм процесу
.1 Основні реакції утворення ...
