sản xuất nhiên liệu sinh học theo công nghệ fischer - tropsch

sản xuất nhiên liệu sinh học theo công nghệ fischer - tropsch

Sản xuất nhiên liêu sinh học

theo công nghệ Fischer-Tropsch

 Quá trình tổng hợp với tên gọi Fischer-Tropsch (FT) được phát minh

từ năm 1923 bởi hai nhà hóa học Đức F Fischer và H Tropsch thuộc Viện nghiên cứu than Kaiser Wilhelm (Mulheim, Đức)

Nhà máy Fischer-Tropsch ở Oberhausen, năm 1936 © OXEA Deutschland GmbH Franz Fischer (trái) và Hans Tropsch (phải)

 Trên cơ sở các khí trong mỏ than, phát minh của Fischer-Tropsch cho phép biến các chất khí thành nhiên liêu lỏng theo phản ứng:

Phương pháp Fischer Tropsch

GTL process using the Fischer Tropsch

method

 Để đảm bảo hiệu quả và giảm chi phí, các nhà máy sản xuất theo công nghệ PT thường được xây dựng gần cảng hoặc kênh rạch lớn để vận chyển bằng đường thủy thay cho vận chuyển bằng đường bộ

• Nguyên liệu:

Sản xuất khí tổng hợp theo công nghệ Fischer-Tropsch cần một số lượng lớn sinh khối, vì vậy gỗ và rơm rạ là hai vật liệu quan trọng để phát triển kỹ thuật này

Chất thải hữu cơ từ người và

 Thu gom:

◦ Dùng xe tải thu gom sinh khối:

 Chi phí vận chuyển cao

(Vật liệu rơm có số lượng

lớn nhưng mật độ năng

lượng không nhiều)

◦ Chuyển đổi cỏ và rơm thành bùn sinh học thông qua thiết

bị Flash- Pyrolysis : giúp nén chặt rơm để giảm chi phí vận chuyển và giúp xử lý dễ dàng hơn

◦ Chuyển đổi gỗ bằng quá trình Torrefaction hoặc nhiệt

phân một lần nữa trước khi vận chuyển bằng tàu đến các

cơ sở sản xuất

 Có hai phương thức nhiệt phân để sản xuất Biosyngas (H2 và CO)

từ sinh khối:

 - dùng nhiệt độ thấp (800-1000 ◦C) có chất xúc tác bổ sung

 - hoặc dùng nhiệt độ cao (1200-1400 ◦C) không cần xúc tác

 Cần hai tháp phản ứng hoạt động ở khoảng 800-1000◦C

 H2 và CO thường hình thành ~ 50% và 50% còn lại là CH4 và hydrocarbon hạch dài hơn (hydrocarbon thơm)

 Phương pháp thứ hai thường đòi hỏi nhiệt độ cao tới 1200◦

C-1400 ◦C

 Chỉ cần một tha1po nhiệt phân

 Tất cả các sinh khối hoàn toàn chuyển đổi thành CO& H2

Hình 6.5 Sơ đồ dòng của khí tổng hợp tối ưu / quá trình sản xuất dầu

diesel sinh học FT

Lubricants, waxes, tar, Diesel oil

Petrochemical

industry

Petrochemicals Raw materials

Products

Dầu thô

Nhiên liệu

Nguyên liệu thô

Nguyên liệu công nghiệp

Sản phẩm

Petrochemistry

Source: USDA

124 triệu tấn

Palm Kernel 4%

Peanut 4%

Palm 31%

Olive 2%

Coconut 3%

Cottonseed 4%

Sunflower 9% Rapeseed15%

Soybean 28%

World Plant Oil Production

Riccinus comunis

Hydroxy Fatty Acid

Crepis alpina

Acetylenic Fatty Acid

Simmondsia chinensis

Wax ester

Petroselenic Fatty Acid

Coriandrum sativum

Momordica charantica

Conjugated Fatty Acid

Limnanthes douglasii

Very long chain Fatty Acid

Isolate genes for

fatty acid

biosynthesis

Transfer genes to plants with improved agronomic traits

Genes

Riccinus comunis

Hydroxy Fatty Acid

Sau khi tối ưu hóa cấu trúc hóa học của một số dầu thực vật, khả năng sản xuất dầu sẽ trở nên hiệu quả kinh tế cao và có thể thu được với sản lượng lớn đáp ứng nhu cầu thị trường !

(chất phủ bề mặt,

chất dẻo, resins…)

Acetylenic f acid

(polymers, mực in,

mỹ phẩm, dược liệu…)

Wax esters

(chất bôi trơn)

Các loại dầu kỹ thuật có thể sản xuất từ dầu thực vật

Hydroxy fatty acid

Một số đòi hỏi khi áp dụng CNSH cải thiện chất

lượng dầu thực vật

 Chất lượng tốt

 Giá thành hợp lý

 Tận dụng được cơ sở công nghệ chế biến hiện hữu

 Hạn chế nguy cơ ảnh hưởng lên môi tự nhiên

 Có thể nhận diện rõ ràng khi so sánh với cây lấy dầu thực phẩm

 Không có nguy cơ lai tạo chéo với cây trồng khác

 Thuận lợi cho các kỹ thuật di truyền khác nhau

Crop Ưu điểm Nhược điểm

Crambe Năng suất cao, phân bố rộng, tương

đồng cao với Arabidopsis Nứt hạt, mất năng suất 5-10 yrs

Bông Năng suất cao, phân bố rộng, tương

đồng cao với Arabidopsis, đã được chuyển gene,

Là thực phẩm ở một số nơi 5 yrs

Lanh đã được chuyển gene, đã có công nghệ

chế biến Là thực phẩm ở một số nơi 5 yrs

Thuốc lá Thành phần dầu phù hợp, dễ dàng cải

biến di truyền Công nghệ chế biến chưa phù

Crambe field trial

in Daklak