Was ist fischer tropsch?

Fischer-Tropsch-Synthese

Die Fischer-Tropsch-Synthese (FT-Synthese) ist ein chemischer Prozess zur Herstellung von flüssigen Kohlenwasserstoffen aus einem Synthesegas (Gemisch aus Kohlenmonoxid und Wasserstoff). Diese Technologie wird genutzt, um synthetische Kraftstoffe, Schmierstoffe und Wachse herzustellen.

Grundprinzip:

Die Reaktion basiert auf der Polymerisation von Kohlenmonoxid zu längerkettigen Kohlenwasserstoffen unter Anwesenheit eines Katalysators. Die allgemeine Reaktionsgleichung lautet:

(2n + 1) H₂ + n CO → CₙH₂ₙ₊₂ + n H₂O

Geschichte:

Der Prozess wurde in den 1920er Jahren von Franz Fischer und Hans Tropsch in Deutschland entwickelt. Während des Zweiten Weltkriegs wurde er großtechnisch zur Kraftstoffproduktion eingesetzt, da Erdöl knapp war.

Anwendungen:

  • Kraftstoffproduktion: Herstellung von synthetischem Diesel, Kerosin und Benzin.
  • Chemische Industrie: Produktion von Olefinen, Wachsen und Alkoholen.
  • Gas-to-Liquids (GTL): Umwandlung von Erdgas in flüssige Brennstoffe.
  • Coal-to-Liquids (CTL): Umwandlung von Kohle in flüssige Brennstoffe.
  • Biomass-to-Liquids (BTL): Umwandlung von Biomasse in flüssige Brennstoffe.

Katalysatoren:

Typische Katalysatoren basieren auf Übergangsmetallen wie Eisen, Kobalt oder Ruthenium. Die Wahl des Katalysators beeinflusst die Produktverteilung (z.B. Kettenlänge der Kohlenwasserstoffe).

Prozessbedingungen:

Die Reaktionsbedingungen (Temperatur, Druck, Gaszusammensetzung) beeinflussen ebenfalls die Produktverteilung und die Effizienz der Reaktion. Typische Temperaturen liegen zwischen 150 und 300 °C, während der Druck zwischen 1 und mehreren 100 bar variieren kann.

Varianten:

Es gibt verschiedene Varianten der FT-Synthese, die sich hinsichtlich des Katalysators, der Reaktionsbedingungen und der Produktverteilung unterscheiden. Einige wichtige Varianten sind:

  • Hochtemperatur-Fischer-Tropsch (HTFT): Bevorzugt die Produktion von niedermolekularen Olefinen.
  • Niedertemperatur-Fischer-Tropsch (NTFT): Bevorzugt die Produktion von längerkettigen Paraffinen.

Vorteile:

  • Verwendung verschiedener Rohstoffe (Erdgas, Kohle, Biomasse).
  • Herstellung hochwertiger, sauber verbrennender Kraftstoffe.
  • Unabhängigkeit von Erdölquellen.

Nachteile:

  • Hohe Investitionskosten.
  • Energieintensiver Prozess.
  • Kann zur Freisetzung von Treibhausgasen führen (abhängig vom Rohstoff).

Wichtige Themen: