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: ◦ CO + 2H2 -(CH2)- + H2O Các chất xúc tác quan trọng nhất dựa trên các nguyên tố sắt (Fe) hoặc Cobalt (Co). Tùy theo điều kiện, các sản phẩm tạo ra bao gồm các Hydrocacbon nhẹ (C 1 - C 2 ), LPG (C 3 - C 4 ), naphtha (C 5 - C 11 ), diesel (C 12 - C 20 ), hoặc sáp (>C 20 ). [...]... H2 Hình 6.5 Sơ đồ dòng của khí tổng hợp tối ưu / quá trình sản xuất dầu diesel sinh học FT Sản phẩm hóa học Nhiên liệu • • • • Vận chuyển Công nghiệp Dân dụng Sản xuất điện năng 10% 90% Global annual consumption 4,000 MMT • Dung môi • Nguyên liệu sản xuất hóa chất • -Chất bôi trơn • -Nhựa/Polymer • -Sợi & cao su tổng hợp • -Chất tảy rửa • -Phân bón Bottled gases Oil refinery Fractional distillation... 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 động vật cũng có thể sản xuất nhưng số lượng ít Sinh khối thực vật thường có số lượng lớn và là nguồn có thể tái tạo Thu gom: ◦ Dùng xe tải thu gom sinh khối: Chi phí vận chuyển cao (Vật liệu 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 (80 0-1 000 ◦C) có chất xúc tác bổ sung - hoặc dùng... biosynthesis Genes Transfer genes to plants with improved agronomic traits 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 ! Các loại dầu kỹ thuật có thể sản xuất từ dầu thực vật Acetylenic f acid Hydroxy f acid (polymers, mực in, mỹ phẩm, dược liệu…)... 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 hợp 10 yrs Brassica carinata Dễ dàng cải biến di truyền, đã có công nghệ chế biến, Năng suất còn thấp 5 yrs Crambe field trial in Daklak ... bề mặt, chất dẻo, resins…) (Chất tảy rửa) conjugated f acids (superior drying oils) Wax esters (chất bôi trơn) Cơ sở sinh hóa học để áp dụng công nghệ sinh học cải thiệt dầu sinh học Oleic fatty acid Hydroxy fatty acid Hydroxylase O H O O PC PC Acetylenase -1 2 desaturase Acetylenic fatty acid O PC O Epoxygenase PC O O Linoleic Conjugase O PC PC Epoxy fatty acid Conjugated fatty acid... Petrochemicals Raw materials Diesel oil Crude oil >700 degrees F Lubricants, waxes, tar, Products Dầu thô Nhiên liệu Nguyên liệu công nghiệp Petrochemistry Nguyên liệu thô Sản phẩm Thực vật Sinh khối Hạt (fuel) (feedstocks for industry) Biotechnology Dầu, protein, tinh bột Biotechnology Nhiên liệu & Sản phẩm phụ World Plant Oil Production Olive Coconut 2% 3% Palm Kernel 4% Palm 31% Cottonseed... 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 5-1 0 yrs Bông Năng suất cao,... chất xúc tác bổ sung - hoặc dùng nhiệt độ cao (120 0-1 400 ◦C) không cần xúc tác Cần hai tháp phản ứng hoạt động ở khoảng 80 0-1 000◦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◦C1400 ◦C Chỉ cần một tha1po nhiệt phân Tất cả các sinh khối hoàn toàn chuyển đổi thành CO& H2 Hình 6.5 . 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. Sản phẩm hóa học Nhiên liệu • Dung môi • Nguyên liệu sản xuất hóa chất • -Chất bôi trơn. • -Nhựa/Polymer • -Sợi & cao su tổng hợp • -Chất tảy rửa • -Phân bón • Vận chuyển • Công. 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