Synteza CO₂ + 3H₂ do węglowodorów
Dla niezbędnych badań zaadaptowano instalację laboratoryjną z syntezy metanolu wg rysunku 1, po drobnych uzupełnieniach. Pod reaktorem syntezy zainstalowano zbiorniczek o pojemności 250 ml, do którego spływała gorąca parafina. Po drugim w szeregu separatorze zainstalowano kolumnę absorbującą lekkie węglowodory z gazu poprocesowego w frakcji ciekłych produktów o zakresie wrzenia 455-515 K. W badaniach nad syntezą CO₂ + 3H₂ do węglowodorów zastosowano katalizator żelazowy, aktywowany miedzią oraz potasem w następującym, wzajemnym stosunku masowym: 100 Fe : 6 Cu : 3 K₂O. Do reaktora ładowano ten katalizator w postaci tlenków żelaza oraz miedzi z K₂CO₃ o granulacji 3 mm. Jego redukcję przeprowadzano wodorem w temperaturze 575-625 K w czasie 7 godzin – tylko tlenki żelaza i miedzi w tej temperaturze ulegają redukcji do postaci metalicznej. Badania nad syntezą CO2 + 3H2 do ropy syntetycznej prowadzono w temperaturze 540-575 K, pod ciśnieniem 1,0-2,0 MPa oraz z udziałem 26-32% obj. ditlenku węgla w mieszaninie z wodorem. W temperaturze 570 K, pod ciśnieniem 1,0 MPa oraz z gazu o zawartości: 31,4% obj. CO₂, 68,3% H₂, 0,2% N₂ i 0,1% CH₄ uzyskano 72,6 g węglowodorów z cząsteczkami powyżej C2 w przeliczeniu na 1 m3 zastosowanego gazu syntezowego. Produkt syntezy zawierał 9,5% mas. gazu płynnego C3-C4, 26,9% benzyny o zakresie wrzenia do 455 K, 18,6% nafty o zakresie wrzenia 455-505 K, 18,3% ciężkiego oleju napędowego o zakresie wrzenia 505-635 K, 11,5% oleju parafi nowego o zakresie wrzenia 635-735 K, 14,7% parafi ny wrzącej >735 K oraz 0,5% związków tlenowych w postaci alkoholi oraz kwasów. Trzeba te wyniki uznać za wielce obiecujące, które po pozytywnej, wstępnej kalkulacji uzasadniają podjęcie kolejnego etapu badań w skali pilotowej. Zaprezentowane wyniki badań nad syntezą ditlenku węgla z wodorem, tak do metanolu, jak i ropy syntetycznej zapewniają ekonomiczną opłacalność elektrowniom węglowym, które nie będą musiały wtłaczać odpadowego CO₂ do podziemia, co podwyższa koszty eksploatacyjne i obniża wielkości sprzedawanych nośników energii.

 

Cały materiał dostepny w magazynie Chemia Przemysłowa 3/2015

fot.: freeimages.com