La sintesi Fischer-Tropsch è un processo per la fornitura di combustibili e prodotti per l'industria chimica a partire da gas di sintesi. Il gas di sintesi proviene, ad esempio, dalla gassificazione di biomassa o di solidi fossili. In origine, la sintesi Fischer-Tropsch veniva utilizzata per liquefare il carbone. Il suo meccanismo di reazione di base non è stato ancora completamente chiarito.
Le reazioni più importanti nella sintesi di Fischer-Tropsch sono la reazione di Fischer-Tropsch, la formazione di alcool, la formazione di olefine e la formazione di paraffine. La reazione di Fischer-Tropsch descrive la sintesi di monossido di carbonio e due molecole di idrogeno per formare alcani e acqua.
Gli importanti parametri di processo della sintesi Fischer-Tropsch sono la temperatura e la pressione. Una temperatura più alta porta a prodotti a catena più corta, ma anche alla formazione di fuliggine e quindi all'inattivazione dei catalizzatori. Un aumento della pressione porta ad una maggiore conversione. Un altro modo per influenzare la composizione dei prodotti risultanti è quello di scegliere i catalizzatori. Quando si utilizzano catalizzatori al cobalto, la reazione Fischer-Tropsch è il processo principale. L'uso di catalizzatori di ferro porta ad un aumento del numero di altre reazioni. Per la fornitura di combustibili liquidi, le reazioni più interessanti sono quelle che non producono prodotti a catena molto corta o molto lunga. La scelta della temperatura, della pressione e dei catalizzatori ha quindi un effetto diretto sull'efficienza economica del processo. A seconda del campo di temperatura, la sintesi Fischer-Tropsch si divide in sintesi Fischer-Tropsch a bassa temperatura (LTFT) e sintesi Fischer-Tropsch ad alta temperatura (HTFT).
L'HTFT avviene a 300-350 °C utilizzando catalizzatori di ferro. I prodotti principali sono gli idrocarburi a catena corta come la benzina o le olefine. L'HTFT non è adatto per la biomassa perché ad alte temperature, a causa del contenuto di metalli alcalini nella biomassa, si verificano reazioni tra questi e i catalizzatori, che vengono così disattivati.
L'LTFT utilizza un intervallo di temperatura compreso tra 200 °C e 240 °C, utilizzando principalmente catalizzatori di ferro e cobalto. Si formano principalmente idrocarburi lineari a catena lunga (cere). L'LTFT è adatto per la biomassa.
La sintesi Fischer-Tropsch produce una vasta gamma di prodotti che possono essere ulteriormente trasformati in benzina grezza, diesel Fischer-Tropsch e cere. Con la sintesi Fischer-Tropsch si possono produrre combustibili senza zolfo e senza aromatici a partire da diverse materie prime. A causa degli idrocarburi a catena lunga, può essere necessario un successivo cracking. Infine, segue la distillazione e/o la rettifica.
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