Síntesis de fischer tropsh

SÍNTESIS DE FISCHER – TROPSCH

Se trata de la tecnología mejor conocida para producir hidrocarburos a partir de gas de síntesis. Esta tecnología fue demostrada por primera vez en Alemania en 1902 por Sabatier y Senderens cuando hidrogenaron monóxido de carbono a metano utilizando catalizador de níquel. En 1926 Fischer y Tropsch consiguieron una patente para el descubrimiento de una técnicacatalítica para convertir gas de síntesis a hidrocarburos líquidos similares al petróleo.

IMPORTANCIA INDUSTRIAL

El proceso Fischer-Tropsch es un proceso químico para la producción de hidrocarburos líquidos (gasolina, keroseno, gasoil y lubricantes) a partir de gas de síntesis (CO y H2). Fue inventado por los alemanes Franz Fischer y Hans Tropsch en los años 1920.
El producto obtenido a lasalida de un reactor de Fischer-Tropsch consiste en una mezcla de hidrocarburos con una distribución muy amplia de pesos moleculares, que van desde los gases hasta las ceras pasando por la gasolina, el keroseno y el gasóleo. La naturaleza y proporción de los productos depende del tipo de reactor y de catalizador. En general los procesos que operan a alta temperatura producen una mayoría de gasolinasolefínicas mientras que los de baja temperatura dan sobre todo gasóleos parafínicos.
Siempre es necesaria una etapa ulterior de hidrotratamiento para que los productos alcancen la calidad exigida por el mercado.
El gasoil obtenido mediante el proceso Fischer-Tropsch tiene las ventajas de apenas contener azufre (con lo cual respeta de forma natural las duras reglamentaciones en vigor en Europa) ytener un alto índice de cetano, gracias a su bajo contenido en aromáticos. Por ello, es un combustible con fácil salida al mercado.
Sin embargo, tanto el gasoil como la gasolina y los otros productos FT pueden obtenerse de forma más sencilla y barata mediante el refino de petróleo. Las plantas FT son caras de construir y presentan toda una serie de problemas medioambientales. Su uso se justificasólo si el petróleo es particularmente caro o escaso y se dispone de una fuente alternativa de hidrocarburos barata o cercana, por ejemplo: carbón, gas natural, desechos vegetales o residuos pesados de refinerías.
La producción de gasolina y gasoil a partir de carbón vía el proceso FT sería positiva desde el punto de vista de la independencia energética para los países que disponen de carbón y node petróleo, pero sería negativa en cuanto al impacto sobre el cambio climático. La emisión total de CO2 para el combustible obtenido de carbón vía FT es aproximadamente dos veces superior a la del mismo tipo de combustible obtenido mediante refino de petróleo. El CO2 no es emitido en la reacción de FT en sí misma sino en la etapa previa de gasificación y en la posterior combustión del gas desíntesis no convertido. Si bien el proceso de gasificación teóricamente permite la captura y secuestro del CO2, a día de hoy (2006) aun no existe ninguna planta de gasificación a escala industrial que incluya esta opción. Sólo si se utiliza biomasa como materia prima puede el proceso FT alcanzar un nivel de emisiones de gases de efecto invernadero comparables o incluso inferiores a las del petróleo.REACCIONES, ESTEQUIOMETRÍA Y MECANISMOS

Las reacciones básicas de la síntesis de Fischer – Tropsch son las siguientes:

Parafinas:

Olefinas:

Alcoholes:

Se pueden producir también otras reacciones durante la síntesis de Fischer – Tropsch, dependiendo del catalizador empleado y de las condiciones en que se opere. Así:
Conversión húmeda:

Desproporción de Boudouard:Deposición carbonácea superficial:

Oxidación – reducción del catalizador:

Formación de carburo del catalizador:

donde M representa un átomo del metal catalizador.
La reacción se lleva a cabo sobre catalizadores de cobalto o hierro. Para un buen rendimiento se requiere alta presión (típicamente 20 - 30 bar) y temperatura (200 - 350ºC). Por encima de los 400ºC la formación de metano...