Síntesis Fischer-Tropsch

SÍNTESIS FISCHER-TROPSCH
RELACIÓN ENTRE LA COMPOSICIÓN DEL CATALIZADOR Y LAS VARIABLES DEL PROCESO

ÍNDICE

Introducción………………………………………………………………...2
Informe del artículo………………………………………………………...5
Mejoras del proceso……………………………………………………….19
Crítica del artículo………………………………………………………...21

1. INTRODUCCIÓN:
La obtención de hidrocarburos a partir del gas de síntesis (H2/CO) es unareacción clásica (síntesis Fischer-Tropsch). En la actualidad se presenta como una opción muy atractiva de fabricación de combustibles limpios para automoción y también como fuente de productos químicos. Las reacciones que participan en la síntesis FT son numerosas y complejas, las más importantes se resumen en la siguiente tabla:

Las reacciones de Fischer-Tropsch son en realidad reacciones depolimerización, consistentes en cinco pasos básicos:
1. Adsorción de CO sobre la superficie del catalizador
2. Iniciación de la polimerización mediante formación de radical metilo (por disociación del CO e hidrogenación)
3. Polimerización por condensación (adición de CO y H2 y liberación de agua)
4. Terminación
5. Desorción del producto
La velocidad de reacción está limitada por lacinética y, en particular, por el paso de polimerización por condensación.
En cuanto a las reacciones principales, se dan concretamente en tres etapas:

* Primera etapa: el gas natural que ha sido previamente purificado reacciona con el oxígeno o el vapor para dar una mezcla de H2 y CO.

* Segunda etapa: la mezcla de gas obtenida antes se transforma catalíticamente en largas cadenas dehidrocarburos que contienen entre 1 y 50 átomos de carbono.

* Tercera etapa tiene como objetivo convertir estas cadenas en productos comerciales mediante procesos de refinado.
La distribución de pesos moleculares en el producto puede ser predicho aproximadamente por el modelo de Anderson-Schulz-Flory:

Donde Wn es la fracción en peso de producto con n átomos de carbono y a es laprobabilidad de crecimiento de cadena, función de las condiciones de reacción (catalizador, temperatura, presión y composición del gas).
En la síntesis FT se obtiene una mezcla compleja de hidrocarburos de cadena lineal y ramificada y también productos oxigenados (alcoholes, aldehídos y ésteres), aunque los mayoritarios son parafinas lineales y α-olefinas. Los hidrocarburos obtenidos, con punto deebullición en el rango de gasolina y diesel, son de alta calidad debido a que no presentan heteroátomos (S,N), no contienen estructuras poliaromáticas y la fracción de destilado medio exhibe un índice de cetano elevado.
El interés actual de la síntesis de FT ha crecido como consecuencia de las exigencias ambientales, los desarrollos tecnológicos y los cambios en las reservas de los combustiblesfósiles. En particular, las reservas probadas de gas natural han crecido considerablemente en la última década, pero se encuentran localizadas en áreas remotas. La transformación del gas natural in situ en hidrocarburos líquidos fácilmente transportables requiere necesariamente el concurso del proceso FT. Las áreas geográficas con un potencial elevado para implementar el proceso FT son el Mar del Norte,Alaska y el cinturón del Golfo Pérsico, particularmente Qatar, que posee unas reservas de gas natural extraordinarias al mismo tiempo que sus reservas de petróleo empiezan a declinar. En Japón y USA, la síntesis FT orientada hacia la producción de Diesel de alta calidad a partir del gas de síntesis, producido por gasificación de residuos de petróleo y de gas natural, ha despertado un interésinusitado. En Sudáfrica, donde existen reservas muy abundantes de carbón, Sasol instaló la primera planta FT en 1955 para producción de combustibles para el transporte. Al comienzo de la última década Sasol comercializó el reactor FT tipo tanque agitado con una capacidad de producción de 20 Tm/d. Sin embargo, esta tecnología FT se ha adaptado en la actualidad hacia la producción de olefinas que...