流动资产

纳粹德国和种族隔离的南非发现了费托合成燃料产业。安迪Extance发现现在如何适应波兰的声誉

1914年7月27日,前一天奥匈帝国入侵塞尔维亚,引发了第一次世界大战期间,M的威廉二世煤炭研究所开了吗?lheim,德国。弗朗茨·菲舍尔的董事,最初希望执行基本研究煤炭在德国——一个丰富的资源。然而,很快真相大白,另一个国家没有足够的资源——石油——20世纪权力斗争的关键。

项目研究所因此转向将煤炭转化为石油,最终导致一个一直利用的过程。在此期间的费过程,因为它已成为已知的,已经与20世纪的两个最具争议的政治制度。但是今天继续使用天然气和可再生原料生产燃料看到流程成熟远远超出这些链接。

费舍尔和托是主要关心如何把德国庞大的煤炭储量,最好的使用,”解释了化学历史学家安东尼·奇怪的加尔维斯顿,德州农工大学的我们。奇怪的收集了科学家们的工作调查的记录这一过程催化地氢化煤炭气化产生的一氧化碳给碳氢化合物。之前的努力使化学物质一氧化碳一直受到其分解二氧化碳和固体碳沉积和失效催化剂。

的诞生过程

费希尔首先对减少一氧化碳和汉斯·托使用过量氢气。使用高温蒸汽可以改变混合物的两种气体的比例挥发组分烤的煤炭。这种“水煤气转移”蒸汽和一氧化碳反应产生氢气和二氧化碳。2:1氢:一氧化碳体积混合他们叫合成气体,或合成气,避免污染与碳的催化剂。

这些努力没有偿还1919年和平爆发之前,但费舍尔和托坚持,逐步取代铈、钴或氧化钼催化剂之前的流程使用。这是碰巧的过程的催化剂,但他们最终选定了钴的衍生品,“奇怪的告诉必威体育 红利账户。两人还必须管理历史学家所称的产生的大量的热量,使碳氢化合物。”至关重要,他们的温度控制,这样他们可以进行反应而不用担心设备恶化,”他说。

1935年11月,不到三年德国纳粹政府上台后,启动了推动石油独立,四个在建规模的费托植物。很快,前四植物扩展成为九,到1944年每年生产能力达到410万桶的峰值。费过程提供了一个估计有9%的第二次世界大战期间,德国燃料和汽车燃料的25%。

被遗忘的技术

战斗能力提供德国——尽管这有限的石油供应——最初吸引了战后美国政府的注意,和重大投资。但在1950年代early-to-mid石油生产扩张,以至于让费燃料缺乏竞争力,和最主要的开发工作和商业运作过程停止。一个例外是在南非的大型煤炭储量适合化学费。国家能源萨索尔公司首次委托液化(CTL)工厂1955年,今天仍然运作。

在1970年代,石油危机起源于中东开公司再次考虑过程。首席科学家卡尔老爷——化学和催化,在跨国石油巨头壳牌,指出,这是当他的公司开始认真再看一遍战后短暂的合成燃料的兴趣。”1973年,在意识到,我们可能会对石油短缺,壳牌公司想知道可以替代供应,”主人说。我们回到相同的化学,费舍尔和托首次出版。

沙索公司感兴趣的复苏之后,继续成为一个占主导地位的生产商,并于1979年委托另外两大CTL植物。这些成为更重要的是面对经济制裁对南非的种族隔离政策,奇怪的笔记。“他们别无选择——他们从其他供应被切断。

另一家公司费舍尔和托的过程当时丹佛,科罗拉多的Rentech,出现在1981年从美国国家可再生能源实验室。的最初的想法是把重点放在煤制油使用铁催化剂技术,合理的类似于南非沙索公司在做什么,因为美国有如此庞大的煤炭储量,”罗伯特•Freerks回忆Rentech主管产品开发。

现代CTL过程通常使用铁催化剂,更适合低氢含量合成天然气煤炭生产。Rentech这,利用铁催化剂提高氢含量相同的方式在首次发明的过程,Freerks解释道。我们的技术开始接近1:1一氧化碳:氢比例,利用水为费托合成氢气体转变,”他说。虽然这个过程有一定的环境效益,兴趣不大,今天CTL, Freerks承认。我们可以生产燃料比原油碳排放强度较低,”他指出。但CTL植物,像新现代炼油厂生产清洁燃料,是昂贵的,还有一个沉默在美国使用煤炭。”

进入21世纪

同时,燃油效率的兴趣开车从汽油,它包含更多的不饱和碳氢化合物和芳香族化合物,柴油,这是一个石蜡的,或饱和,燃料。回到费后不久,壳牌公司意识到,这是怎么回事,这意味着反思的原料使用。

对氢含量较低燃料如汽油更有意义如果你开始从贫氢合成气体,通常来源于煤炭来源,”主人说。“如果你开始从天然气合成天然气,那么研究人员。是有意义的,转化为柴油,具有较高的氢含量。”因此,壳牌通过1980年代发展天然气液化(GTL)技术,与德国科学家仍然保留许多相似之处的原始过程,包括钴催化剂。1993年它开始运营第一商业在民都鲁GTL工厂,马来西亚继续每天生产大约14000桶的合成燃料。

壳牌公司继续发展过程,老爷解释说,今天在启动的过程中第一个140000桶的费GTL植物。拉斯拉凡单方工业城市的植物、卡塔尔、被称为“珍珠GTL”,是一个由卡塔尔石油公司和壳牌联合开发。将18日至19日十亿美元(?11 - 12美元),它将成为世界上最大的GTL源产品,提供10倍左右整个德国的费1944。做一些像珍珠的项目,你想控制一个表面平方纳米小,实际的地方反应催化剂,”主人说。“你也必须控制项目,简单的区域,在平方公里范围内,12个数量级的差别。真正让我惊讶的。”

涡轮增压的催化剂

GTL植物开始在1990年代,马尔科姆绿色和却牛津大学,英国,开发出一种催化剂的费,将导致一家名为牛津催化剂的基础。绿色最初希望找到催化剂对甲烷形成乙烷,罗伊Lipski解释说,该公司的首席执行官。“最后的催化剂之一,而不是做他希望,做了一件非常不同,”他说。格林钌催化剂部分氧化甲烷在空气中特别活跃,提供97%的收益率的氢气和96%的一氧化碳,因此被用于生产合成气。

肖取代了昂贵的钌催化剂便宜钴模拟。但当BP Fisher-Tropsch过程中测试了这个功能,我们很快地了解到,这让反应进行得太快。的速度反应温度越高,增加的Lipski解释道。“除非你能有效清除多余的热量产生,你会得到一个失控反应。热的速度可以删除在传统的反应堆是有限的,所以他们
太活跃。”

在贸易展在2007年初,牛津催化剂发现解决这个问题在微通道反应器,由Velocys平原市美国俄亥俄州。你有更多的金属表面积——你把热量或热的反应,催化剂体积,“Lipski说。他们使更活跃的催化剂,但他们需要更多活跃的催化剂,以实现他们的好处。每次公司发现他们有什么其他需要,牛津大学于2009年收购Velocys催化剂。

微反应器格式带来的费化学之外的应用程序已经完善,特别是解决绿色燃料的必要性。例如,制成的小型反应堆允许GTL燃料浪费甲烷提取与石油钻井,否则只是烧毁了。”有足够的气体爆发每年供应欧盟年天然气消耗量的50%,“Lipski笔记。这是一个巨大的气体。这是浪费,这是痛苦的,环境,商业和经济。“牛津waste-to-liquid催化剂也促进其技术和biomass-to-liquids(线下)申请生产环保生物燃料。技术已经被测试在25加仑每天在G试验工厂吗?生产加工、奥地利、从木材生物质液体燃料。

Rentech,最大的现有的费反应堆在美国,还在计划一个线下在里亚尔托,加州,将过程的热输出其优势。气化木材生物质在大量也会产生热量,因此两个阶段可以用来发电,Freerks解释道。‘你可以捕捉,能源,发电运行装置,通过正确的设计,生产能力过剩出口,”他说。以这种方式Rentech可以产生biomass-derived费燃料实际上降低温室气体排放量的整体取代煤炭,产生的电力从电网,Freerks索赔。

的海洋能源

除了二氧化碳排放量,石油价格和燃料安全问题再次安装。这推动了一个极不寻常的费用途:制造喷气燃料来自海水。的想法是利用海水中二氧化碳结合碳酸氢钠的希瑟Willauer解释说美国海军研究实验室(海军)在华盛顿特区。

我们开发了电化学技术在海水中二氧化碳,这也为我们提供了我们需要的氢,”她说。”这时,一个修改后的铁催化剂需要二氧化碳和氢和减少二氧化碳,一氧化碳的反向水煤气转移,并聚合烯烃乙烯和不同。我们可以oligomerise那些烯烃喷气燃料类型分数。”

像牛津催化剂,海军研究实验室是希望它可以利用微通道系统,特别是在移动平台上使用。”这是一个高优先级的潜在制造燃料无论你需要它,尤其是在可用性可能会改变,”Willauer解释道。的海军部长还设定目标成为绿色和碳中和,这正好符合。“虽然Willauer承认有一段路要走,直到将海水转化为燃料是一个可行的命题,她强调,正在取得进展。我们按比例缩小的电化学装置处理半加仑的海水一分钟。”

技术会先进,问题可能不同相比,弗朗茨·菲舍尔最初的努力。然而今天的适应性研究的精神,继续通过提供燃料面对挑战的限制,Willauer笔记。需要的,化学是燃料和煤的丰富来源,”她说。“现在我们看如何摆脱煤炭和石油和其他来源得到燃料——类似的需要,但更多的约束。

安迪Extance是一个基于自由科学记者在埃克塞特,英国