عملية فيشر-تروبش

📅 آخر تحديث: ٢٧ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٧ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 16 صور
الموسوعة الحرة
عملية تغويز الطبقة المميعة باستخدام تقنية فيشر-تروبش التجريبية في غوسينغ ، بورغنلاند ، النمسا. تشغلها شركتا SGCE و Velocys
مصنع ساسول في سيكندا

تُعدّ عملية فيشر -تروبش (FT) مجموعة من التفاعلات الكيميائية التي تحوّل خليطًا من أول أكسيد الكربون والهيدروجين ، المعروف باسم الغاز التخليقي ، إلى هيدروكربونات سائلة . تحدث هذه التفاعلات بوجود محفزات معدنية ، عادةً عند درجات حرارة تتراوح بين 150 و300 درجة مئوية (302-572 درجة فهرنهايت) وضغوط تتراوح بين ضغط جوي واحد وعدة عشرات من الأجواء. تُعتبر عملية فيشر-تروبش تفاعلًا مهمًا في كلٍّ من تسييل الفحم وتقنية تحويل الغاز إلى سوائل لإنتاج الهيدروكربونات السائلة. [ 1 ]  

في التطبيق المعتاد، يُنتج أول أكسيد الكربون والهيدروجين، وهما المادتان الخام لعملية فيشر-تروبش ، من الفحم أو الغاز الطبيعي أو الكتلة الحيوية في عملية تُعرف بالتغويز . ثم تُحوّل هذه العملية الغازات إلى زيت تشحيم اصطناعي ووقود اصطناعي . [ 2 ] وقد حظيت هذه العملية باهتمام متقطع كمصدر لوقود الديزل منخفض الكبريت، ولمعالجة مشكلة إمدادات أو تكلفة الهيدروكربونات المشتقة من البترول. وتُناقش عملية فيشر-تروبش كخطوة في إنتاج وقود الهيدروكربونات السائلة المحايدة للكربون من ثاني أكسيد الكربون والهيدروجين . [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ]

تم تطوير هذه العملية لأول مرة بواسطة فرانز فيشر وهانز تروبش في معهد القيصر فيلهلم لأبحاث الفحم في مولهايم آن دير رور ، ألمانيا، في عام 1925. [ 6 ]

آلية التفاعل

يُعد ميثيليدين ثلاثي كوبالت نوناكربونيل جزيئًا يوضح نوع أنواع الكربون المختزل التي يُعتقد أنها تحدث في عملية فيشر-تروبش.

تتضمن عملية فيشر-تروبش سلسلة من التفاعلات الكيميائية التي تنتج مجموعة متنوعة من الهيدروكربونات، والتي يكون من الناحية المثالية أن تكون صيغتها (CₙH₂ₙ₊₂ ) . وتنتج التفاعلات الأكثر فائدة الألكانات على النحو التالي: [ 7 ]

(2 ن + 1)  ح 2 + ن  CO → C ن H 2 ن +2 + ن  H 2 O

حيث تتراوح قيمة n عادةً بين 10 و20، مما يؤدي في الغالب إلى تكوين الألكانات الأعلى . [ 8 ] يُعدّ تكوين الميثان ( n = 1) غير مرغوب فيه. تميل معظم الألكانات المُنتجة إلى أن تكون ذات سلسلة مستقيمة، وهي مناسبة كوقود ديزل . بالإضافة إلى تكوين الألكانات، تُنتج التفاعلات المنافسة كميات صغيرة من الألكينات ، بالإضافة إلى الكحولات والهيدروكربونات المؤكسجة الأخرى. [ 9 ]

يُعد هذا التفاعل تفاعلاً طارداً للحرارة بشدة نظراً لقيمة إنثالبي التفاعل القياسي (Δ r H ) البالغة −165 كيلوجول/مول من ثاني أكسيد الكربون المتحد. [ 10 ]

وسائط فيشر-تروبش والتفاعلات الأولية

يُعدّ تحويل خليط من الهيدروجين وأول أكسيد الكربون إلى منتجات أليفاتية تفاعلاً متعدد الخطوات يتضمن العديد من المركبات الوسيطة. ويمكن تصور نمو سلسلة الهيدروكربون على أنه سلسلة متكررة تُضاف فيها ذرات الهيدروجين إلى الكربون والأكسجين، ثم تُكسر الرابطة C–O، وتتكون رابطة C–C جديدة. للحصول على مجموعة –CH₂– واحدة ناتجة عن التفاعل CO + 2 H₂  → (CH₂ ) + H₂O ، يلزم حدوث عدة تفاعلات:

  • الامتزاز الترابطي لثاني أكسيد الكربون
  • انقسام الرابطة C–O
  • الامتزاز التفكيكي لـ  2H2
  • نقل ذرتي  هيدروجين إلى الأكسجين لإنتاج الماء ( H₂O )
  • إزالة الماء ( H2O )
  • انتقال ذرتي  هيدروجين إلى الكربون لإنتاج CH 2

تتضمن عملية تحويل أول أكسيد الكربون إلى الألكانات هدرجة أول أكسيد الكربون، والتحلل الهيدروجيني (باستخدام الهيدروجين ) لروابط الكربون-أكسجين، وتكوين روابط الكربون-كربون. يُفترض أن هذه التفاعلات تتم عبر تكوين أولي لكربونيلات الفلزات المرتبطة بالسطح . يُعتقد أن رابطة أول أكسيد الكربون تخضع للتفكك، ربما إلى روابط أكسيد وكربيد . [ 11 ] تشمل الوسائط المحتملة الأخرى شظايا C1 المختلفة، بما في ذلك الفورميل (CHO) ، والهيدروكسي كاربين (HCOH)، والهيدروكسي ميثيل (CH2OH ) ، والميثيل (CH3 ) ، والميثيلين (CH2 ) ، والميثيليدين (CH)، والهيدروكسي ميثيليدين (COH). علاوة على ذلك، ومن الأهمية بمكان لإنتاج الوقود السائل، التفاعلات التي تُكوّن روابط الكربون-كربون، مثل الإدخال الهجائي . تمت محاكاة العديد من التفاعلات المتكافئة ذات الصلة على مجموعات معدنية منفصلة ، ​​ولكن محفزات فيشر-تروبش المتجانسة ليست ذات أهمية تجارية.

تؤدي إضافة الكحول الموسوم بالنظائر إلى تيار التغذية إلى دمج الكحولات في المنتج. وتؤكد هذه الملاحظة سهولة كسر الرابطة C–O. وباستخدام الإيثيلين والبروبين الموسومين بالكربون -14 على محفزات الكوبالت، يتم دمج هذه الأوليفينات في السلسلة النامية. وبالتالي، يبدو أن تفاعل نمو السلسلة يشمل كلاً من "إدخال الأوليفين" و"إدخال أول أكسيد الكربون". [ 12 ]

8CO+17ح2⟶ج8ح18+8ح2يا{\displaystyle {\ce {8 CO + 17 H2 -> C8H18 + 8 H2O}}}

المواد الأولية: ثاني أكسيد الكربون

برز ثاني أكسيد الكربون كمصدر مهم للكربون لاستبدال المواد الكيميائية والوقود المشتق من الوقود الأحفوري. واستنادًا إلى العمل الرائد لشركة ساسول في جنوب إفريقيا باستخدام التغويز لإنتاج الغاز التخليقي ، يُمكن تصنيع مجموعة كاملة من المواد الكيميائية والوقود. [ 13 ] تُنتج عملية فيشر-تروبش، باستخدام محفزات حديدية عالية الحرارة، مجموعة واسعة من البارافينات والأوليفينات والمركبات العطرية قصيرة السلسلة. [ 14 ] [ 15 ] بينما تُنتج المحفزات الكوبالتية منخفضة الحرارة غالبية أنواع البارافينات العادية طويلة السلسلة، بشكل رئيسي في صورة سوائل وشمع. [ 16 ] يُمكن معالجة هذه المركبات لإنتاج العديد من المنتجات، مثل وقود الطيران المستدام الخالي من الكبريت ، والديزل ، والزيوت الأساسية ، ومادة النفتا الأولية التي يُمكن إعادة تشكيلها تحفيزيًا لإنتاج مركبات BTX، وهي مواد أولية لإنتاج البوليمرات. [ 17 ] [ 18 ] من خلال استبدال ثاني أكسيد الكربون كمصدر للكربون، يمكن استبدال سلاسل إمداد الوقود الأحفوري بأكملها بمنتجات عملية فيشر-تروبش. ويمكن إنتاج مادة خام للغاز التخليقي من ثاني أكسيد الكربون باستخدام التفاعلات الكيميائية المحفزة التالية:

  1. تفاعل تحويل غاز الماء العكسي : CO2+ح2⟶CO+ح2يا{\displaystyle {\ce {CO2 + H2 -> CO + H2O}}}
  2. إعادة تشكيل الميثان الجاف: CO2+CH4⟶2CO+2ح2{\displaystyle {\ce {CO2 + CH4 -> 2 CO + 2 H2}}}

يستخدم تفاعل تحويل غاز الماء العكسي ثاني أكسيد الكربون وفائضًا من الهيدروجين، مثل الهيدروجين الناتج عن التحليل الكهربائي للماء (الهيدروجين الأخضر)، لإنتاج خليط غاز التخليق من أول أكسيد الكربون (CO) والهيدروجين (H2) بنسبة H2:CO المطلوبة لعامل حفاز في عملية فيشر-تروبش اللاحقة؛ وهي عملية تحفيزية تجارية رائدة من قِبل شركة Dimensional Energy . [ 19 ] [ 20 ] أما عملية إصلاح الميثان الجاف فتستخدم أول أكسيد الكربون والميثان (CH4) لإنتاج خليط غاز التخليق بنسبة 1:1 من H2 إلى CO، ويمكن تعزيزه بمصدر خارجي للهيدروجين أو عن طريق تفاعل تحويل غاز الماء لتحقيق نسبة غاز التخليق المطلوبة. وتتوفر عوامل حفازة تجارية لإصلاح الميثان الجاف من شركتي HYCO1 و BASF .

لا يُعد ثاني أكسيد الكربون مادةً أوليةً نموذجيةً لتحفيز تفاعل فيشر-تروبش. يتفاعل الهيدروجين وثاني أكسيد الكربون على سطح محفز قائم على الكوبالت، مُنتجين الميثان. وباستخدام محفزات قائمة على الحديد، تُنتَج أيضًا هيدروكربونات قصيرة السلسلة غير مشبعة. [ 21 ] عند إضافة السيريوم إلى دعامة المحفز، يعمل كمحفز عكسي لتفاعل تحويل غاز الماء، مما يزيد من مردود التفاعل. [ 22 ] وقد حُوِّلت الهيدروكربونات قصيرة السلسلة إلى وقود سائل باستخدام محفزات حمضية صلبة، مثل الزيوليت .

المواد الأولية: التغويز

كروب-تريبستوفيرك وان-إيكل في عام 1953

يجب على محطات فيشر-تروبش التي تعمل بالكتلة الحيوية أو الفحم أو المواد الأولية الصلبة ذات الصلة (مصادر الكربون) تحويل الوقود الصلب أولاً إلى غازات. تشمل هذه الغازات أول أكسيد الكربون والهيدروجين والألكانات . يُطلق على هذا التحويل اسم التغويز . [ 23 ] غاز التخليق ("الغاز الاصطناعي") الناتج عن تغويز الكتلة الحيوية/الفحم هو خليط من الهيدروجين وأول أكسيد الكربون. يتم ضبط نسبة الهيدروجين إلى أول أكسيد الكربون باستخدام تفاعل تحويل غاز الماء . تنتج محطات فيشر-تروبش التي تعمل بالفحم كميات متفاوتة من ثاني أكسيد الكربون ، اعتمادًا على مصدر الطاقة لعملية التغويز. ومع ذلك، تعتمد معظم المحطات التي تعمل بالفحم على الفحم المُستخدم في التغذية لتلبية جميع متطلبات الطاقة للعملية.

المواد الأولية: تحويل الغاز إلى سوائل

يُستخلص أول أكسيد الكربون المستخدم في تحفيز فيشر-تروبش من الهيدروكربونات. في تقنية تحويل الغاز إلى سوائل ، تكون الهيدروكربونات مواد ذات وزن جزيئي منخفض، وغالبًا ما تُهدر أو تُحرق. يوفر الغاز المُجمد غازًا رخيصًا نسبيًا. ولكي تكون تقنية تحويل الغاز إلى سوائل مجدية تجاريًا، يجب أن يظل سعر الغاز أقل نسبيًا من سعر النفط.

تتطلب عملية الحصول على المواد المتفاعلة الغازية اللازمة لتحفيز تفاعل فيشر-تروبش عدة تفاعلات. أولًا، يجب إزالة الكبريت من الغازات المتفاعلة الداخلة إلى المفاعل . وإلا، فإن الشوائب المحتوية على الكبريت ستؤدي إلى تعطيل ( تسمم ) المحفزات اللازمة لتفاعلات فيشر-تروبش. [ 9 ] [ 7 ]

تُستخدم عدة تفاعلات لضبط نسبة الهيدروجين إلى أول أكسيد الكربون. وأهمها تفاعل تحويل غاز الماء ، الذي يوفر مصدراً للهيدروجين على حساب أول أكسيد الكربون: [ 9 ]

ح2يا+CO⟶ح2+CO2{\displaystyle {\ce {H2O + CO -> H2 + CO2}}}

بالنسبة لمحطات فيشر-تروبش التي تستخدم الميثان كمادة خام ، هناك تفاعل مهم آخر وهو إعادة التشكيل الجاف ، الذي يحول الميثان إلى أول أكسيد الكربون والهيدروجين :

CH4+CO2⟶2CO+2ح2{\displaystyle {\ce {CH4 + CO2 -> 2CO + 2H2}}}

شروط العملية

عينة من وقود شل GTL

تُجرى عملية فيشر-تروبش عادةً في نطاق درجة حرارة يتراوح بين 150 و300 درجة مئوية (302-572 درجة فهرنهايت) . تؤدي درجات الحرارة المرتفعة إلى تفاعلات أسرع ومعدلات تحويل أعلى، ولكنها تُفضّل أيضًا إنتاج الميثان. لهذا السبب، تُحافظ عادةً على درجة الحرارة ضمن النطاق المتوسط. يؤدي رفع الضغط إلى معدلات تحويل أعلى، كما يُفضّل تكوين الألكانات طويلة السلسلة ، وكلاهما مرغوب فيه. تتراوح الضغوط النموذجية من ضغط جوي واحد إلى عشرات الضغطات الجوية. قد يكون الضغط الأعلى مُفيدًا، ولكن الفوائد قد لا تُبرر التكاليف الإضافية لمعدات الضغط العالي، كما أن الضغط العالي قد يُعطّل المُحفّز عن طريق تكوين الفحم .  

يمكن استخدام تركيبات متنوعة من غاز التخليق. بالنسبة للمحفزات القائمة على الكوبالت، تتراوح النسبة المثلى للهيدروجين إلى أول أكسيد الكربون بين 1.8 و2.1. أما المحفزات القائمة على الحديد ، فتتحمل نسبًا أقل نظرًا لنشاطها الذاتي في تفاعل تحويل غاز الماء . يُعد هذا النشاط مهمًا لغاز التخليق المشتق من الفحم أو الكتلة الحيوية، والذي غالبًا ما يتميز بنسب منخفضة نسبيًا من الهيدروجين إلى أول أكسيد الكربون (أقل من  1).

تصميم مفاعل عملية فيشر-تروبش

يُعدّ التخلص الفعال من الحرارة من المفاعل شرطًا أساسيًا لمفاعلات فيشر-تروبش، نظرًا لأن هذه التفاعلات تتميز بدرجة عالية من الحرارة المنبعثة. سيتم مناقشة أربعة أنواع من المفاعلات:

مفاعل متعدد الأنابيب ذو طبقة ثابتة

إعلان دعائي من عام 1946 يُظهر الأجزاء الداخلية لمفاعل فيشر-تروبش التابع لشركة روهركيمي
يحتوي هذا النوع من المفاعلات على عدة أنابيب ذات أقطار صغيرة. تحتوي هذه الأنابيب على محفزات، وهي محاطة بماء تبريد يعمل على إزالة حرارة التفاعل. يُعدّ مفاعل الطبقة الثابتة مناسبًا للتشغيل في درجات حرارة منخفضة، ويبلغ حده الأقصى لدرجة الحرارة 257  درجة مئوية (530  كلفن). تؤدي درجات الحرارة الزائدة إلى ترسب الكربون، وبالتالي انسداد المفاعل. ولأن كميات كبيرة من المنتجات المتكونة تكون في الحالة السائلة، يُطلق على هذا النوع من المفاعلات أيضًا اسم نظام مفاعل التدفق المتقطر.

مفاعل التدفق المحمول

يحتوي هذا النوع من المفاعلات على مجموعتين من المبادلات الحرارية التي تزيل الحرارة، أما ما تبقى منها فيتم امتصاصه بواسطة المنتجات وإعادة تدويره في النظام. يجب تجنب تكوّن الشموع الثقيلة، لأنها تتكثف على المحفز وتتكتل، مما يؤدي إلى تمييعها. لذا، يتم تشغيل أنابيب الرفع عند درجة حرارة تزيد عن 297  درجة مئوية (570  كلفن).

مفاعلات الطين

تتم إزالة الحرارة بواسطة ملفات تبريد داخلية. يُمرر غاز التخليق عبر المنتجات الشمعية والمحفز الدقيق المعلق في الوسط السائل، مما يُسهم في تحريك محتويات المفاعل. يُقلل حجم جزيئات المحفز من قيود انتقال الحرارة والكتلة بالانتشار. تؤدي درجة الحرارة المنخفضة في المفاعل إلى منتج أكثر لزوجة، بينما تؤدي درجة الحرارة المرتفعة (أكثر من  297  درجة مئوية، 570  كلفن) إلى طيف منتجات غير مرغوب فيه. كما أن فصل المنتج عن المحفز يُمثل تحديًا.

مفاعلات الطبقة المميعة والمحفزات المتداولة (الصاعدة)

تُستخدم هذه التقنيات في عملية فيشر-تروبش للتخليق عند درجات حرارة عالية (حوالي 340  درجة مئوية) لإنتاج هيدروكربونات غير مشبعة منخفضة الوزن الجزيئي باستخدام محفزات من الحديد المنصهر المُقوّى. وقد طُوّرت تقنية الطبقة المميعة (المُقتبسة من التكسير التحفيزي للمقطرات البترولية الثقيلة) من قِبل شركة أبحاث الهيدروكربونات في الفترة ما بين 1946 و1950، وأُطلق عليها اسم عملية "الهيدروكول". وقد شُغّل مصنع هيدروكول فيشر-تروبش واسع النطاق (بطاقة إنتاجية تبلغ 350,000 طن سنويًا) خلال الفترة ما بين 1951 و1957 في براونزفيل، تكساس. إلا أنه تم إيقاف هذا التطوير نظرًا للمشاكل التقنية، وعدم جدواه الاقتصادية بسبب تزايد وفرة البترول. وقد أعادت شركة ساسول دراسة تخليق فيشر-تروبش باستخدام الطبقة المميعة ، حيث يعمل حاليًا مفاعل واحد بسعة 500,000 طن سنويًا. وقد استُخدمت هذه العملية لإنتاج الألكينات C2 وC7 . في عام ١٩٥٦، قدمت شركة كيلوج عمليةً ذات درجة حرارة عالية باستخدام محفز حديدي متداول (يُعرف أيضًا باسم "المفاعل ذو الطبقة المميعة المتداولة" أو "مفاعل الرفع" أو "عملية المحفز المحمول")، وقامت ببناء مصنعٍ مماثل في ساسولبورغ، جنوب أفريقيا. وقد طورت شركة ساسول هذه العملية لضمان نجاحها. وفي سيكوندة، جنوب أفريقيا، شغّلت ساسول ١٦ مفاعلًا متطورًا من هذا النوع، تبلغ طاقة كل منها حوالي ٣٣٠ ألف طن سنويًا. ويمكن استبدال عملية المحفز المتداول بتقنية الطبقة المميعة. وقد أجرى فيشر تجارب مبكرة باستخدام جزيئات محفز الكوبالت المعلقة في الزيت. طُوِّر مفاعل العمود الفقاعي، الذي يستخدم محفزًا من مسحوق الحديد المعلق وغازًا اصطناعيًا غنيًا بأول أكسيد الكربون، خصيصًا لمحطة تجريبية على يد كولبل في شركة راينبروبن عام 1953. ومنذ عام 1990، تُجري شركتا إكسون وساسول دراساتٍ على عمليات فيشر-تروبش المعلقة منخفضة الحرارة لاستخدام محفزات الحديد والكوبالت، لا سيما لإنتاج شمع هيدروكربوني، أو لتكسيره هيدروجينيًا وتحويله إلى وقود ديزل. وتُعدّ عملية التخليق فيشر-تروبش منخفضة الحرارة في الطور المعلق (العمود الفقاعي) فعّالة. كما تُطوّر شركة ستات أويل (النرويج) هذه التقنية لاستخدامها على متن سفينة لتحويل الغاز المصاحب في حقول النفط البحرية إلى سائل هيدروكربوني. [ 24 ]

توزيع المنتجات

بشكل عام، يتبع توزيع منتجات الهيدروكربونات المتكونة أثناء عملية فيشر-تروبش توزيع أندرسون-شولز-فلوري ، [ 25 ] والذي يمكن التعبير عنه على النحو التالي:

⁠ ث ن / ن ⁠ = (1 − α ) 2 α n −1

حيث W <sub>n</sub> هي النسبة الوزنية للهيدروكربونات التي تحتوي على n ذرة كربون، و α هي احتمالية نمو السلسلة أو احتمالية استمرار تفاعل الجزيء لتكوين سلسلة أطول. وبشكل عام، تتحدد قيمة α إلى حد كبير بواسطة العامل الحفاز وظروف العملية المحددة.

يُظهر فحص المعادلة أعلاه أن الميثان سيكون دائمًا الناتج الرئيسي طالما أن قيمة α أقل من 0.5؛ ومع ذلك، بزيادة قيمة α لتقترب من الواحد، يمكن تقليل كمية الميثان المتكونة إلى الحد الأدنى مقارنةً بمجموع جميع النواتج طويلة السلسلة. تؤدي زيادة قيمة α إلى زيادة تكوين الهيدروكربونات طويلة السلسلة. تُعد الهيدروكربونات طويلة السلسلة جدًا شمعًا، وهي صلبة في درجة حرارة الغرفة. لذلك، قد يكون من الضروري تكسير بعض نواتج تفاعل فيشر-تروبش لإنتاج وقود النقل السائل. لتجنب ذلك، اقترح بعض الباحثين استخدام الزيوليت أو ركائز محفزة أخرى ذات مسام ثابتة الحجم، والتي يمكنها الحد من تكوين الهيدروكربونات الأطول من حجم مميز (عادةً n  <  10). بهذه الطريقة، يمكنهم توجيه التفاعل لتقليل تكوين الميثان إلى الحد الأدنى دون إنتاج كميات كبيرة من الهيدروكربونات طويلة السلسلة. إلا أن هذه الجهود لم تحقق سوى نجاح محدود.

المحفزات

فرانز جوزيف إميل فيشر - 1877

تُستخدم أربعة معادن كعوامل محفزة في عملية فيشر-تروبش: الحديد، والكوبالت، والنيكل، والروثينيوم. ولأن هذه العملية تُحوّل عادةً مواد أولية رخيصة إلى مخاليط معقدة تتطلب مزيدًا من التكرير، فإن عوامل التحفيز المستخدمة فيها تعتمد على معادن رخيصة، وخاصة الحديد والكوبالت. [ 26 ] [ 27 ] أما النيكل فيُنتج كمية كبيرة من غاز الميثان، لذا لا يُستخدم. [ 7 ]

عادةً ما تُحضّر هذه المحفزات غير المتجانسة عن طريق الترسيب من محاليل نترات الحديد. ويمكن استخدام هذه المحاليل لترسيب ملح المعدن على دعامة المحفز (انظر أدناه). تتحول هذه المواد المعالجة إلى محفزات نشطة بالتسخين تحت غاز أول أكسيد الكربون أو الهيدروجين أو مع المادة الأولية المراد معالجتها، أي أن المحفزات تتولد في الموقع. ونظرًا لطبيعة عملية فيشر-تروبش متعددة الخطوات، يُعد تحليل الأنواع النشطة تحفيزيًا أمرًا صعبًا. علاوة على ذلك، وكما هو معروف بالنسبة لمحفزات الحديد، قد تتعايش عدة أطوار وتشارك في خطوات متنوعة من التفاعل. تشمل هذه الأطوار أكاسيد وكربيدات مختلفة ، بالإضافة إلى الأشكال المتعددة للمعادن. وقد يكون التحكم في هذه المكونات ذا صلة بتوزيع المنتجات. وبصرف النظر عن الحديد والكوبالت، يُعد النيكل والروثينيوم نشطين في تحويل خليط أول أكسيد الكربون/الهيدروجين إلى هيدروكربونات. [ 12 ] على الرغم من ارتفاع سعره، يُعد الروثينيوم أكثر محفزات فيشر-تروبش نشاطًا، إذ يعمل عند أدنى درجات حرارة التفاعل وينتج هيدروكربونات ذات وزن جزيئي أعلى. تتكون محفزات الروثينيوم من المعدن فقط، دون أي مواد مساعدة، مما يوفر نظامًا بسيطًا نسبيًا مناسبًا للتحليل الآلي. إلا أن سعره المرتفع يحول دون استخدامه في التطبيقات الصناعية. أما محفزات الكوبالت، فهي أكثر نشاطًا في عملية فيشر-تروبش عند استخدام الغاز الطبيعي كمادة أولية. يتميز الغاز الطبيعي بنسبة عالية من الهيدروجين إلى الكربون، لذا لا يتطلب تفاعل تحويل الماء إلى غاز. وتُعد المحفزات القائمة على الكوبالت أكثر حساسية من نظيراتها الحديدية.

كمثال توضيحي لاختيار المحفزات في الواقع العملي،  تستخدم عملية فيشر-تروبش عالية الحرارة (HTFT)، التي تعمل عند درجة حرارة تتراوح بين 330 و350 درجة مئوية، محفزًا قائمًا على الحديد. وقد استخدمت شركة ساسول هذه العملية على نطاق واسع في مصانعها لتحويل الفحم إلى سوائل (CTL). أما عملية فيشر-تروبش منخفضة الحرارة (LTFT) فتستخدم محفزًا قائمًا على الحديد أو الكوبالت. وتشتهر هذه العملية باستخدامها في أول مصنع متكامل لتحويل الغاز إلى سوائل (GTL) قامت شركة شل بتشغيله وبنائه في بينتولو ، ماليزيا. [ 28 ]

المروجين والداعمين

بالإضافة إلى المعدن النشط (عادةً الحديد أو الكوبالت)، يتكون المحفز من عنصرين آخرين: المحفزات المساعدة ودعامة المحفز . المحفزات المساعدة هي إضافات تُحسّن أداء المحفز. بالنسبة لمحفزات فيشر-تروبش، تشمل المحفزات المساعدة الشائعة البوتاسيوم والنحاس، والتي تُضاف عادةً على شكل أملاح. يعتمد اختيار المحفزات المساعدة على المعدن الأساسي، الحديد أو الكوبالت. [ 29 ] تحتاج محفزات الحديد إلى التحفيز القلوي لتحقيق نشاط واستقرار عالٍ (مثل 0.5% وزني من K₂O ) . يتم تصنيع α-Fe₂O₃ المُطعّم بالبوتاسيوم عند درجات حرارة تكليس متغيرة (400-800  درجة مئوية). [ 30 ] تُضاف النحاس لتعزيز الاختزال، وتُضاف السيليكا .2 ،الـ2 Oيُستخدم 3 لتحسين البنية، وربما يُمكن استخدام بعض المنغنيز للتحكم في الانتقائية (مثل زيادة نسبة الأوليفينات). يعتمد اختيار المحفزات على المعدن الأساسي، أي الحديد مقابل الكوبالت. [ 29 ] في حين أن المعادن القلوية من المجموعة 1 (مثل البوتاسيوم) تُحسّن أداء محفزات الحديد، فإنها تُثبّط محفزات الكوبالت.

يتم دعم المحفزات على مواد رابطة/دعامات ذات مساحة سطحية عالية مثل السيليكا أو الألومينا أو الزيوليت . [ 27 ]

تاريخ

معهد ماكس بلانك لأبحاث الفحم في مولهايم آن دير رور، ألمانيا.

استقطبت عملية فيشر-تروبش اهتمام ألمانيا النازية كوسيلة لإنتاج الهيدروكربونات السائلة. طُوّرت هذه العملية في الأصل على يد فرانز فيشر وهانز تروبش ، اللذين كانا يعملان في معهد القيصر فيلهلم للكيمياء عام 1926. وقدّما عددًا من براءات الاختراع، منها براءة الاختراع الأمريكية رقم 1,746,464 ، التي قُدّمت عام 1926 ونُشرت عام 1930. [ 31 ] وقامت شركة براباج بتسويقها تجاريًا في ألمانيا عام 1936. ونظرًا لفقر ألمانيا بالنفط وغناها بالفحم، فقد استخدمت هذه العملية خلال الحرب العالمية الثانية لإنتاج وقود بديل . وشكّل إنتاج فيشر-تروبش ما يُقدّر بنحو 9% من إنتاج ألمانيا من الوقود خلال الحرب، و25% من وقود السيارات. [ 32 ] وقد أُدخلت العديد من التحسينات والتعديلات على هذه العملية منذ عهد فيشر وتروبش.

قام مكتب المناجم بالولايات المتحدة ، في برنامج بدأ بموجب قانون الوقود السائل الاصطناعي ، بتوظيف سبعة علماء من عملية مشبك الورق للوقود الاصطناعي في مصنع فيشر-تروبش في لويزيانا، ميسوري في عام 1946. [ 32 ] [ 33 ]

في بريطانيا، حصل ألفريد أوغست آيشر على العديد من براءات الاختراع لتحسينات العملية في ثلاثينيات وأربعينيات القرن العشرين. [ 34 ] وقد سميت شركة آيشر Synthetic Oils Ltd (لا علاقة لها بشركة تحمل نفس الاسم في كندا).

في ثلاثينيات وأربعينيات القرن العشرين، طوّر آرثر إمهاوزن وطبّق عملية صناعية لإنتاج دهون صالحة للأكل من هذه الزيوت الاصطناعية عن طريق الأكسدة . [ 35 ] وقد خضعت المنتجات للتقطير التجزيئي، وتم الحصول على الدهون الصالحة للأكل من C9 -جتم تفاعل 16 جزءًا [ 36 ] مع الجلسرين،مثل ذلك المُصنّع من البروبيلين. [ 37 ] وُجد أن سمن"زبدة الفحم" ، المصنوع من الزيوت الاصطناعية، مغذٍّ وذو مذاق مستساغ، وقد أُضيف إلى الأنظمة الغذائية مُساهمًا بما يصل إلى 700 سعر حراري يوميًا. [ 38 ] [ 39 ] تطلّبت هذه العملية ما لا يقل عن 60 كيلوغرامًا من الفحم لكل كيلوغرام من الزبدة الاصطناعية. [ 37 ]

التسويق التجاري

ساسول

محطة سيكندا لتسييل الفحم هي محطة وقود اصطناعي مملوكة لشركة ساسول في سيكندا، مبومالانجا في جنوب إفريقيا . وتستخدم تسييل الفحم لإنتاج نفط خام اصطناعي يشبه البترول من الفحم.

يُعدّ مشروع محطات تحويل الفحم إلى سوائل (CTL) التابع لشركة ساسول في جنوب أفريقيا ، وهي دولة غنية باحتياطيات الفحم ولكنها تفتقر إلى النفط، أكبر تطبيق لتقنية فيشر-تروبش في العالم. تبلغ الطاقة الإنتاجية للمحطة 165 ألف برميل يوميًا. [ 40 ] افتُتح أول مصنع تجاري عام 1952. [ 41 ] تستخدم ساسول الفحم والغاز الطبيعي كمواد خام، وتنتج مجموعة متنوعة من المنتجات البترولية الاصطناعية، بما في ذلك معظم وقود الديزل في البلاد . [ 42 ]

رأس لفان، قطر

يُعدّ مصنع بيرل لتحويل الغاز إلى سوائل (LTFT) في رأس لفان ، قطر، ثاني أكبر مصنع لتحويل الغاز إلى سوائل فيشر في العالم بعد مصنع سيكوندة التابع لشركة ساسول في جنوب إفريقيا. ويستخدم المصنع محفزات الكوبالت  عند درجة حرارة 230 درجة مئوية، لتحويل الغاز الطبيعي إلى سوائل بترولية بمعدل 140 ألف برميل يومياً (22 ألف متر مكعب /يوم) ، بالإضافة إلى إنتاج إضافي قدره 120 ألف برميل (19 ألف متر مكعب ) من مكافئ النفط في صورة سوائل الغاز الطبيعي والإيثان .  

تم تشغيل مصنع آخر في رأس لفان، يُسمى أوريكس جي تي إل، في عام 2007 بطاقة إنتاجية تبلغ 34,000 برميل يوميًا (5,400 متر مكعب /يوم) . يستخدم المصنع عملية تقطير الطور السائل من ساسول، والتي تعتمد على محفز الكوبالت. أوريكس جي تي إل مشروع مشترك بين قطر للطاقة وساسول . [ 43 ] 

بتروسا

تدير شركة بتروسا ، وهي شركة جنوب أفريقية أخرى، مصفاة نفط بطاقة إنتاجية تبلغ 36 ألف برميل يومياً، وقد أكملت مرحلة تجريبية شبه تجارية في عام 2011، مما مهد الطريق لبدء التحضيرات التجارية. ويمكن استخدام هذه التقنية لتحويل الغاز الطبيعي أو الكتلة الحيوية أو الفحم إلى وقود اصطناعي. [ 44 ]

تخليق المقطر الأوسط من شركة شل

يُعدّ مشروع فيشر-تروبش في بينتولو ، ماليزيا، أحد أكبر مشاريع تطبيق هذه التقنية . يقوم هذا المشروع التابع لشركة شل بتحويل الغاز الطبيعي إلى وقود ديزل منخفض الكبريت وشمع صالح للاستخدام في صناعة الأغذية، بطاقة إنتاجية تبلغ 12,000 برميل يومياً (1,900 متر مكعب /يوم) . 

وقود أركاديا الإلكتروني

تُطوّر شركة أركاديا إي فيولز، ومقرها تكساس، بالتعاون مع ساسول وتوبسو، مصنعًا مستدامًا لإنتاج وقود الطائرات في فوردينغبورغ، الدنمارك. سيستخدم المصنع عملية فيشر-تروبش لتحويل الغاز التخليقي المُستخلص من التحليل الكهربائي للماء واحتجاز الكربون إلى وقود ديزل إلكتروني للطائرات . [ 45 ] [ 46 ] ويستهدف المصنع بدء الإنتاج في عام 2028، مع وجود مصانع إضافية قيد التطوير في تيسايد، المملكة المتحدة ، والولايات المتحدة. [ 47 ] [ 48 ]

فيلوسيس

قامت شركة Velocys بتشغيل محطة تجريبية مع شركة Envia في مدينة أوكلاهوما خلال عامي 2017 و2018. تم إغلاق المشروع المشترك وإعادة المفاعلات إلى شركة Velocys بعد بيع الموقع إلى شريك آخر في المشروع المشترك مقابل 4.15 مليون دولار .

استخدمت شركة TOYO Engineering Corporation مفاعلات فيشر-تروبش التابعة للشركة لإنتاج وقود طيران مستدام (SAF) من رقائق الخشب في مصنعها التجريبي في ناغويا، اليابان في عام 2020. تم استخدام الوقود المنتج في الرحلة JL 515 من طوكيو إلى سابورو في 17 يونيو 2021 ، مما يمثل المرة الأولى التي يتم فيها استخدام وقود طيران مشتق من رقائق الخشب المتحولة إلى غاز ومصنع في وقود طيران مستدام في رحلة تجارية.

شهادة التعليم الثانوي الحكومية

بدأت شركة SGC Energia (SGCE) كجهة مانحة لترخيص تكنولوجيا الكتلة الحيوية [ 49 ]. وفي صيف عام 2012، نجحت في تشغيل وحدة تجريبية متعددة الأنابيب لمعالجة فيشر-تروبش، بالإضافة إلى وحدات تحسين المنتجات المرتبطة بها، من شركة Emerging Fuels Technology في مركز باسادينا للتكنولوجيا في تكساس. ركز المركز على تطوير وتشغيل حل XTLH الخاص بهم، والذي يُحسّن معالجة تيارات النفايات الكربونية منخفضة القيمة وتحويلها إلى وقود متطور ومنتجات شمعية. [ 50 ] كما تُستخدم هذه الوحدة كبيئة تدريب تشغيلية لمنشأة Juniper GTL التي تبلغ طاقتها الإنتاجية 1100 برميل يوميًا، والتي تم إنشاؤها في ويستليك، لويزيانا .

أوزبكستان جي تي إل

مصنع تحويل الغاز إلى سوائل في قشقاداريو ، طشقند

رينتك

قامت شركة رينتك، بالتعاون مع شركة كليرفيولز المتخصصة في تغويز الكتلة الحيوية، ببناء وتشغيل محطة تجريبية لإنتاج الوقود الحيوي بتقنية فيشر-تروبش. تقع المحطة في مدينة كوميرس بولاية كولورادو ، وتنتج حوالي 10 براميل يوميًا (1.6 متر مكعب /يوم) من الوقود من الغاز الطبيعي. وكان من المخطط إنشاء محطات تجارية مماثلة في ريالتو بولاية كاليفورنيا ، وناتشيز بولاية ميسيسيبي ، وبورت سانت جو بولاية فلوريدا ، ووايت ريفر بولاية أونتاريو . [ 51 ] أغلقت رينتك محطتها التجريبية في عام 2013، وتخلت عن العمل على عملية فيشر-تروبش، بالإضافة إلى المحطات التجارية المقترحة. 

تقنية إنفرا جي تي إل

محطة إنفرا إم 100 لتحويل الغاز إلى سائل بالقرب من هيوستن ، تكساس

في عام ٢٠١٠، أنشأت شركة INFRA محطة تجريبية صغيرة لتحويل الغاز الطبيعي إلى زيت اصطناعي. حاكت المحطة الدورة الكاملة لعملية تحويل الغاز إلى سوائل (GTL)، بما في ذلك استقبال الغاز من الأنابيب، وإزالة الكبريت، وإصلاح الميثان بالبخار، ومعالجة الغاز التخليقي، وتخليق فيشر-تروبش. في عام ٢٠١٣، استحوذت شركة VNIIGAZ Gazprom LLC على المحطة التجريبية الأولى. وفي عام ٢٠١٤، قامت INFRA بتشغيل محطة تجريبية جديدة أكبر حجماً تعمل بدورة كاملة بشكل مستمر. تمثل هذه المحطة الجيل الثاني من مرافق الاختبار التابعة لشركة INFRA، وتتميز بدرجة عالية من الأتمتة ونظام شامل لجمع البيانات. في عام ٢٠١٥، أنشأت INFRA مصنعها الخاص للمحفزات في ترويتسك (موسكو، روسيا). تبلغ طاقة المصنع أكثر من ١٥ طنًا سنويًا، وينتج محفزات فيشر-تروبش الفريدة والحصرية التي طورتها شعبة البحث والتطوير بالشركة. في عام 2016، صممت شركة إنفرا وبنت محطة M100 المعيارية القابلة للنقل لتحويل الغاز إلى سائل (GTL) لمعالجة الغاز الطبيعي والغاز المصاحب وتحويلهما إلى نفط خام اصطناعي في وارتون، تكساس . تعمل محطة M100 كوحدة تجريبية تقنية، ومنصة بحث وتطوير لتحسين المحفزات، ونموذج اقتصادي لتوسيع نطاق عملية إنفرا لتحويل الغاز إلى سائل (GTL) إلى محطات أكبر وأكثر كفاءة. [ 52 ]

تقنية BP-JM FT CANS

حصلت شركتا بريتيش بتروليوم وجونسون ماثي على ترخيص مشترك لتقنية فيشر-تروبش الأنبوبية ذات الطبقة الثابتة المعدلة، والتي تُعرف باسم "FT CANS". تسمح هذه التقنية بتدفق الغاز عبر المحفز، يليه انتقال حراري حلقي عالي السرعة على طول السطح الخارجي للأنبوب. وهذا يتيح استخدام جزيئات محفز صغيرة جدًا مع مزايا الطبقة الثابتة. وقد تم عرض هذه التقنية لأول مرة في موقع فولكروم للوقود الحيوي في سييرا بولاية نيفادا الأمريكية. [ 53 ]

تكنولوجيا الوقود الناشئة

في يونيو 2026، افتتحت شركة "تويلف" الأمريكية أول محطة تجارية لتحويل الطاقة إلى وقود سائل (وقود إلكتروني) في الولايات المتحدة، تحديدًا في موسيس ليك (واشنطن). ينتج المشروع وقودًا إلكترونيًا مشتقًا من ثاني أكسيد الكربون (e-SAF) ونافثا إلكترونية (e-naptha) من ثاني أكسيد الكربون والهيدروجين باستخدام تقنية فيشر-تروبش وتقنية الترقية المرخصة من شركة "إيميرجينج فيولز تكنولوجي". وتقوم تقنية "تويلف" الخاصة بتحليل ثاني أكسيد الكربون كهربائيًا لتحويله إلى أول أكسيد الكربون اللازم لإنتاج الغاز التخليقي، بينما يقوم محلل كهربائي تابع لجهة خارجية بإنتاج الهيدروجين من الماء. ويُستخرج ثاني أكسيد الكربون محليًا من مصادر حيوية. ومن بين الشركات التي تستخدم منتجات المحطة: خطوط ألاسكا الجوية ومايكروسوفت. [ 54 ]

الطاقة البُعدية

باستخدام مسارٍ مُستمد من ثاني أكسيد الكربون ، صممت شركة Dimensional Energy وبنت وشغّلت محطتين تجريبيتين/تجريبيتين لتقنية فيشر-تروبش في توكسون، أريزونا، الولايات المتحدة الأمريكية، وريتشموند، كولومبيا البريطانية، كندا. [ 55 ] [ 56 ] وكانت الوحدة في ريتشموند أول محطة متكاملة في العالم تُعرض في موقع إنتاج إسمنت ينتج ثاني أكسيد الكربون، وذلك في عام 2024. [ 57 ] جمع المشروع بين شركة Amrize (المعروفة سابقًا باسم LaFarge-Holcim )، الشركة الرائدة في مجال احتجاز الكربون Svante ، وشركة Dimensional Energy لإثبات جدوى مسار الاحتجاز والاستخدام كحالة استخدام قابلة للتطبيق في أي موقع يُصدر ثاني أكسيد الكربون . استخدمت Dimensional Energy مفاعلات ترادفية مع محفزات تحويل الماء والغاز العكسي ومحفزات فيشر-تروبش. وكان التصميم الأساسي مُخصصًا لاستقبال 1000 كيلوغرام من ثاني أكسيد الكربون يوميًا لإنتاج سوائل البارافينات العادية والشموع بشكل رئيسي.

آخر

في الولايات المتحدة والهند، استثمرت بعض الولايات المنتجة للفحم في محطات فيشر-تروبش. ففي ولاية بنسلفانيا، مولت الولاية شركة إدارة ومعالجة النفايات لتطبيق تقنية فيشر-تروبش المرخصة من شركتي شل وساسول لتحويل ما يُسمى بفحم النفايات (مخلفات عملية التعدين) إلى وقود ديزل منخفض الكبريت . [ 58 ] [ 59 ]

التطورات البحثية

أنشأت شركة Choren Industries مصنعًا في ألمانيا لتحويل الكتلة الحيوية إلى غاز اصطناعي ووقود باستخدام تقنية شل فيشر-تروبش. وقد أفلست الشركة عام 2011 بسبب صعوبات عملية في هذه العملية. [ 60 ] [ 61 ]

يمكن من حيث المبدأ الجمع بين عملية تغويز الكتلة الحيوية (BG) وعملية فيشر-تروبش (FT) لإنتاج وقود النقل المتجدد ( الوقود الحيوي ). [ 62 ]

بالتعاون مع شركة صن فاير، تنتج أودي وقود الديزل الإلكتروني على نطاق صغير من خلال خطوتين، الثانية هي FT. [ 57 ]

اختبارات القوات الجوية الأمريكية

أنتجت شركة سينتروليوم ، وهي شركة أمريكية كانت مدرجة في البورصة سابقًا، أكثر من 1.5 مليون جالون أمريكي من وقود الديزل ووقود الطائرات باستخدام عملية فيشر-تروبش والغاز الطبيعي في محطتها التجريبية بالقرب من تولسا، أوكلاهوما . وباستخدام الغاز الطبيعي كمادة خام، خضع هذا الوقود فائق النظافة ومنخفض الكبريت لاختبارات مكثفة من قبل وزارة الطاقة الأمريكية ووزارة النقل الأمريكية . عملت سينتروليوم على تطوير مزيج وقود طائرات اصطناعي من شأنه أن يساعد القوات الجوية على تقليل اعتمادها على النفط المستورد. بدأت القوات الجوية، وهي أكبر مستهلك للوقود في الجيش الأمريكي، باستكشاف مصادر وقود بديلة في عام 1999. وفي 15 ديسمبر/كانون الأول 2006، أقلعت طائرة من طراز B-52 من قاعدة إدواردز الجوية في كاليفورنيا لأول مرة وهي تعمل حصريًا بمزيج بنسبة 50-50 من وقود JP-8 ووقود FT من سينتروليوم. واعتُبرت تجربة الطيران التي استمرت سبع ساعات ناجحة. يهدف برنامج اختبار الطيران إلى تأهيل مزيج الوقود للاستخدام في أسطول طائرات B-52 التابعة للقوات الجوية، ثم اختباره وتأهيله على طائرات أخرى. وقد اختُتم البرنامج في عام 2007. وكان هذا البرنامج جزءًا من مبادرة وزارة الدفاع الأمريكية للوقود المضمون، وهي مبادرة تهدف إلى تطوير مصادر محلية آمنة لتلبية احتياجات الطاقة العسكرية. وكان البنتاغون يأمل في تقليل اعتماده على النفط الخام من المنتجين الأجانب والحصول على نحو نصف وقود الطائرات من مصادر بديلة بحلول عام 2016. [ 63 ] وفي عام 2021، أنتجت شركة "تويلف آند إيميرجينج فيولز تكنولوجي" دفعة أخرى من وقود الطائرات الاصطناعي للقوات الجوية، وهي الشركة التي خلفت شركة "سينتروليوم" والتي أسسها مؤسسو "سينتروليوم" وفريق إدارتها بعد شرائهم مختبرها في تولسا. 

كفاءة العملية

باستخدام تقنية FT التقليدية، تتراوح كفاءة الكربون في العملية من 25 إلى 50 بالمائة [ 55 ] وكفاءة حرارية تبلغ حوالي 50% [ 64 ] لمنشآت CTL المثالية عند 60% [ 65 ] مع منشآت GTL بكفاءة تبلغ حوالي 60% [ 64 ] مثالية إلى 80% [ 65 ] .

فيشر-تروبش في الطبيعة

وقد تم اقتراح أن عملية من نوع فيشر-تروبش قد أنتجت بعض اللبنات الأساسية للحمض النووي DNA والحمض النووي الريبي RNA داخل الكويكبات . [ 66 ] وبالمثل، فإن تكوين البترول غير الحيوي المفترض يتطلب بعض العمليات الطبيعية الشبيهة بعملية فيشر-تروبش.

يمكن إجراء التفاعلات الكيميائية البيولوجية من نوع فيشر-تروبش بواسطة إنزيم النيتروجيناز في الظروف المحيطة. [ 56 ] [ 67 ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ هوك، ميكائيل؛ فانتازيني، دين؛ أنجيلانتوني، أندريه؛ سنودن، سيمون (2013). "تسييل الهيدروكربونات: جدواه كاستراتيجية للتخفيف من آثار ذروة إنتاج النفط" . المعاملات الفلسفية للجمعية الملكية أ . 372 (2006) 20120319. رمز Bibcode : 2013RSPTA.37220319H . doi : 10.1098/rsta.2012.0319 . PMID 24298075. مؤرشف من الأصل في 28 مارس 2019. تم الاسترجاع في 3 يونيو 2009 . 
  2. ↑ "المنتجات الأمريكية الموردة للنفط الخام والمنتجات البترولية" . tonto.eia.doe.gov . مؤرشف من الأصل بتاريخ 28 فبراير 2011. تم الاطلاع عليه بتاريخ 3 أبريل 2018 .
  3. ↑ ديفيس، إس جيه، لويس، إن إس، شانر، إم، أغاروال، إس، أرينت، دي، أزيفيدو، آي إل، بنسون، إس إم، برادلي، تي، بروير، جيه، تشيانغ، واي إم، وكلاك، سي تي، 2018. أنظمة الطاقة ذات الانبعاثات الصافية الصفرية. مجلة ساينس، 360(6396)، ص. eaas9793
  4. ↑ تشين، تشي؛ غاريدو، ماهليت؛ شيهان، ستافورد دبليو. (2022). "إنتاج الكحولات والبارافينات بخطوة واحدة من ثاني أكسيد الكربون والهيدروجين على نطاق الطن المتري" . رسائل الطاقة ACS . 7 (3): 988-992 . Bibcode : 2022ACSEL...7..988C . doi : 10.1021/acsenergylett.2c00214 . S2CID 246930138 . 
  5. ↑ تراكيمافيشيوس، لوكاس (ديسمبر 2023). "مهمة صافي الانبعاثات الصفرية: رسم مسار الوقود الإلكتروني في المجال العسكري" . مركز التميز لأمن الطاقة التابع لحلف الناتو.
  6. ^ أرنو دي كليرك (2013). “عملية فيشر – تروبش”. موسوعة كيرك أوتمر للتكنولوجيا الكيميائية . فاينهايم: وايلي-VCH. الصفحات من 1 إلى 20. دوى : 10.1002/0471238961.fiscdekl.a01 . رقم ISBN  978-0-471-23896-6.
  7. 1 2 3 دراي، مارك إي. (2002). "عملية فيشر-تروبش: 1950-2000". الحفز اليوم . 71 ( 3-4 ): 227-241 . doi : 10.1016/S0920-5861(01)00453-9 .
  8. ↑ "الألكانات العليا" . Wartsila.com . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2025-05-06 .
  9. 1 2 3 كانيكو، تاكاو؛ ديربيشاير، فرانك؛ ماكينو، إييتشيرو؛ غراي، ديفيد؛ تامورا، ماساكي (2001). "تسييل الفحم". موسوعة أولمان للكيمياء الصناعية . فاينهايم: وايلي-في سي إتش. doi : 10.1002/14356007.a07_197 . ISBN 978-3-527-30673-2.
  10. ↑ فراتالوتشي، لورا؛ فيسكونتي، كارلو جورجيو؛ غروبي، جيانبيرو؛ لييتي، لوكا؛ ترونكوني، إنريكو (2018). "تكثيف انتقال الحرارة في مفاعلات فيشر-تروبش الأنبوبية من خلال استخدام رغوات موصلة معبأة". مجلة الهندسة الكيميائية . 349 : 829-837 . Bibcode : 2018ChEnJ.349..829F . doi : 10.1016/j.cej.2018.05.108 . hdl : 11311/1072010 . ISSN 1385-8947 . S2CID 103286686 .  
  11. ↑ غيتس، بروس سي. (فبراير 1993). "توسيع نطاق تشبيه التجمعات المعدنية بسطح المعدن". Angewandte Chemie International Edition in English . 32 (2): 228–229 . doi : 10.1002/anie.199302281 .
  12. 1 2 شولز، هـ. (1999). "تاريخ موجز واتجاهات حالية لتخليق فيشر-تروبش". الحفز التطبيقي أ: عام . 186 ( 1-2 ): 3-12 . Bibcode : 1999AppCA.186....3S . doi : 10.1016/S0926-860X(99)00160-X .
  13. ↑ "10.2.1. الاستخدام التجاري لتخليق فيشر-تروبش" . netl.doe.gov . تم الاطلاع عليه بتاريخ 27-08-2025 .
  14. ^ وي ، جيان. قه، تشينغجي. ياو، روي؛ ون، تشى يونغ؛ فانغ، تشوانيان؛ قوه ليشينغ. شو، هينجيونج؛ صن ، جيان (2017/05/02). "تحويل ثاني أكسيد الكربون مباشرة إلى وقود بنزين" . اتصالات الطبيعة . 8 (1) 15174. دوى : 10.1038/ncomms15174 . ISSN 2041-1723 . بمك 5418575 . بميد 28462925 .   
  15. ↑ شميدت، كريستيان؛ وولمرشتات، هندريك؛ كوريتي، سفين (مايو 2025). " تخليق فيشر-تروبش القائم على ثاني أكسيد الكربون لإنتاج مكونات وقود الطائرات باستخدام محفز حديدي مدعوم بالصوديوم" . مجلة الكيمياء والهندسة والتكنولوجيا (بالألمانية). 97 (5): 508-517 . doi : 10.1002/cite.202400160 . ISSN 0009-286X . 
  16. ↑ شيفر، ويلسون؛ غناناماني، موثو؛ غراهام، أوشي؛ يانغ، جيا؛ ماسوكو، كورنيليوس؛ جاكوبس، غاري؛ ديفيس، بيرترون (14 مارس 2019). "فيشر-تروبش: انتقائية المنتج - بصمة الوقود الاصطناعي" . المحفزات . 9 (3): 259. doi : 10.3390/catal9030259 . hdl : 11250/2618598 . ISSN 2073-4344 . 
  17. ↑ ستاينبرغ، أندريه؛ دراي، مارك (2004). تقنية فيشر-تروبش . دراسات في علم الأسطح والحفز. أمستردام بوسطن: إلسيفير. ISBN 978-0-444-51354-0.
  18. ↑ كليرك، أرنو دي (2011). "تصميم مصافي وقود فيشر-تروبش" . الطاقة والعلوم البيئية . 4 (4): 1177. Bibcode : 2011EnEnS...4.1177K . doi : 10.1039/c0ee00692k . ISSN 1754-5692 . 
  19. ↑ مراجعة، مجلة الأسمنت الدولية (16 أغسطس 2024). "لافارج كندا تتعاون في مشروع وحدة احتجاز الكربون واستخدامه في غرب كندا" . مجلة الأسمنت الدولية . تاريخ الاسترجاع: 27 أغسطس 2025 .
  20. ↑ بيتينهاوزن، كريغ (21 يناير 2025). "شركة دايمنشنال إنرجي تفتتح مصنعًا لاستخدام ثاني أكسيد الكربون" . أخبار الهندسة الكيميائية . تم الاطلاع عليه بتاريخ 27 أغسطس 2025 .
  21. ↑ دورنر، روبرت؛ دينيس ر. هاردي؛ فريدريك و. ويليامز؛ هيذر د. ويلاور (2010). "التحويل التحفيزي غير المتجانس لثاني أكسيد الكربون إلى هيدروكربونات ذات قيمة مضافة". مجلة علوم الطاقة والبيئة 3 (7): 884-890 . Bibcode : 2010EnEnS...3..884D . doi : 10.1039/C001514H .
  22. ↑ دورنر، روبرت. "الدعم التحفيزي للاستخدام في تفاعلات هدرجة ثاني أكسيد الكربون" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 11-09-2014 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 22-05-2013 .
  23. ↑ ساسيدهار، نالاباني (نوفمبر 2023). "الوقود والمواد الكيميائية المحايدة للكربون من مصافي الكتلة الحيوية المستقلة" (ملف PDF) . المجلة الهندية لهندسة البيئة . 3 (2): 1-8 . doi : 10.54105/ijee.B1845.113223 . ISSN 2582-9289 . S2CID 265385618. تاريخ الاسترجاع: 3 ديسمبر 2023 .  
  24. ^ مولين، يعقوب أ. ماكي ميشيل. فان ديبن، أنيليس إي. (مايو 2013). تكنولوجيا العمليات الكيميائية . وايلي. ص 193 – 200. ISBN  978-1-4443-2025-1.
  25. ↑ سباث، بي إل؛ دايتون، دي سي (ديسمبر 2003). "الفحص الأولي - التقييم الفني والاقتصادي لغاز التخليق لإنتاج الوقود والمواد الكيميائية مع التركيز على إمكانات غاز التخليق المشتق من الكتلة الحيوية" (ملف PDF) . NREL/TP510-34929 . المختبر الوطني للطاقة المتجددة. ص 95. مؤرشف من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 17 ديسمبر 2008. تم الاطلاع عليه بتاريخ 12 يونيو 2008 . 
  26. ^ دويتشمان، أولاف. كنوزنجر، هيلموت؛ كوخلويفل، كارل؛ توريك، توماس (2011). “الحفز غير المتجانس والمحفزات الصلبة، 3. التطبيقات الصناعية”. موسوعة أولمان للكيمياء الصناعية . دوى : 10.1002/14356007.o05_o03 . رقم ISBN 978-3-527-30673-2.
  27. 1 2 خوداكوف، أندريه ي.؛ تشو، وي؛ فونجارلاند، باسكال (2007-05-01). "تطورات في تطوير محفزات فيشر-تروبش الكوبالتية الجديدة لتخليق الهيدروكربونات طويلة السلسلة والوقود النظيف". مراجعات كيميائية . 107 (5): 1692-1744 . doi : 10.1021/cr050972v . ISSN 0009-2665 . PMID 17488058 .  
  28. ↑ "تقنية تحويل الغاز إلى سوائل (GTL)" . مؤرشف من الأصل في 16 أبريل 2015. تم الاطلاع عليه في 15 مايو 2015 .
  29. ١ ٢ بالونيك، كريستين م.؛ ليلبو، أندرياس هـ.؛ ران، شرياس؛ ريتر، إيرلينغ؛ شميدت، لاني د.؛ هولمن، أندرس (٢٠١٠-٠٨-٠١). "تأثير شوائب المعادن القلوية على محفزات الكوبالت-رينيوم لتخليق فيشر-تروبش من الغاز التخليقي المشتق من الكتلة الحيوية". رسائل التحفيز . ١٣٨ ( ١-٢ ): ٨-١٣ . doi : 10.1007/s10562-010-0366-4 . ISSN 1011-372X . S2CID 98234730 .  
  30. ^ الحق، محمد عارفول؛ جوزمان، مارسيلو الأول. سيليجو ، جون ب. غناناماني ، موثو كوماران (2022/10/21). "الحالة الكيميائية للبوتاسيوم على سطح أكاسيد الحديد: تأثيرات تركيز سلائف البوتاسيوم ودرجة حرارة التكليس" . مواد . 15 (20): 7378. بيب كود : 2022Mate...15.7378H . دوى : 10.3390/ma15207378 . ISSN 1996-1944 . بمك 9610504 . بميد 36295443 .   
  31. ↑ براءة الاختراع الأمريكية رقم 1746464 ، الصادرة بتاريخ 11 فبراير 1930 
  32. 1 2 ليكل، ديتر (21-05-2009). "إنتاج الديزل من عملية فيشر-تروبش: الماضي والحاضر والمفاهيم الجديدة". الطاقة والوقود . 23 (5): 2342-2358 . Bibcode : 2009EnFue..23.2342L . doi : 10.1021/ef900064c . ISSN 0887-0624 . 
  33. ↑ "علماء الوقود الاصطناعي الألمان" . مؤرشف من الأصل في 24 سبتمبر 2015. تم الاطلاع عليه في 15 مايو 2015 .
  34. ↑ على سبيل المثال، براءة الاختراع البريطانية رقم 573,982، المقدمة عام 1941 والمنشورة عام 1945 بعنوان "تحسينات في أو متعلقة بطرق إنتاج زيوت الهيدروكربون من مخاليط غازية من الهيدروجين وأول أكسيد الكربون" (ملف PDF) . تاريخ الإصدار: 14 يناير 1941. مؤرشفة من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 17 ديسمبر 2008. تاريخ الاطلاع: 9 نوفمبر 2008 .
  35. ^ إيمهاوزن ، آرثر (1943). "Die Fettsäure-Synthese und ihre Bedeutung für die Sicherung der deutschen Fettversorgung". كولويد-زيتسكريفت . 103 (2): 105-108 . دوى : 10.1007 / BF01502087 . S2CID 93119728 . 
  36. ↑ ويتمور، فرانك سي. (1951). الكيمياء العضوية . منشورات دوفر. ص 256. 
  37. 1 2 "الصابون الصناعي والدهون الصالحة للأكل". العصر الكيميائي . 54 : 308. 1946.
  38. ↑ ماير، إلكي (أبريل 2016). "الفحم في حالته السائلة" (ملف PDF) . أبحاث ماكس بلانك . جمعية ماكس بلانك. الصفحات 78-79 . مؤرشف (ملف PDF) من الأصل بتاريخ 1 نوفمبر 2020. تاريخ الاسترجاع: 19 ديسمبر 2019 . 
  39. ↑ إيد، آرون ج. (1964). تطور الكيمياء الحديثة . هاربر آند رو. ص 683. 
  40. ↑ ميليلو، ك. إي.؛ والوين، د. ر. (2016-09-01). "عوامل نجاح تسويق تقنية تحويل الغاز إلى سوائل" . المجلة الجنوب أفريقية لإدارة الأعمال . 47 (3): 63-72 . doi : 10.4102/sajbm.v47i3.69 . hdl : 10520/EJC194106 .
  41. ↑ "بناء أول مصنع تركيب في العالم" مؤرشف في 2022-04-29 في Wayback Machine Popular Mechanics ، فبراير 1952، ص 264، أسفل الصفحة.
  42. ↑ "التقنيات والعمليات" ساسول، مؤرشف بتاريخ 16-11-2008 في أرشيف الإنترنت
  43. ↑ كارل ميسترز (2016). "مجموعة مختارة من التطورات الحديثة في كيمياء C1" . المراجعة السنوية للهندسة الكيميائية والبيولوجية الجزيئية . 7 : 223-238 . doi : 10.1146/annurev-chembioeng-080615-034616 . PMID 27276549 . 
  44. ↑ "تكنولوجيا بتروسا جاهزة للمرحلة التالية | أرشيف | بي دي لايف" . Businessday.co.za. 10 مايو 2011. مؤرشف من الأصل بتاريخ 3 أبريل 2012. تم الاطلاع عليه بتاريخ 5 يونيو 2013 .
  45. ↑ «شركة أركاديا للوقود الإلكتروني تختار شركة بلوج باور لنظام التحليل الكهربائي PEM بقدرة 280 ميجاواط لإنتاج وقود الديزل المستدام في فوردينجبورج» . مؤتمر السيارات الخضراء . تاريخ الاطلاع: 20 يناير 2025 .
  46. ↑ بريلسفورد، روبرت (2023-02-20). "شركة تشغيل مقرها الدنمارك تمنح عقدًا لأول محطة وقود كهربائي من نوعها" . مجلة النفط والغاز . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2025-01-20 .
  47. ↑ "أركاديا تواجه تأخيراً: لن تتمكن من توريد وقود الطائرات الأخضر حتى عام 2028" . energywatch.com . 2024-10-02 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2025-01-20 .
  48. ↑ "رؤى الصناعة: وقود أركاديا الإلكتروني" . تحالف ساشا . تم الاطلاع عليه بتاريخ 20 يناير 2025 .
  49. ↑ «شركة فرونت لاين للطاقة الحيوية تُكمل جولة التمويل من الفئة ب، وشراكة في مجال التغويز مع شركة إس جي سي إنرجيا» . أبريل 2011. مؤرشف من الأصل بتاريخ 3 يناير 2022. تم الاطلاع عليه بتاريخ 3 يناير 2022 .
  50. ↑ "التشغيل الناجح لمحطة تجريبية لإنتاج النفط والغاز بتقنية فيشر تروبش بسعة برميل واحد يوميًا" . المعهد الأمريكي للمهندسين الكيميائيين. أبريل 2013. مؤرشف من الأصل بتاريخ 3 يناير 2022. تم الاطلاع عليه بتاريخ 3 يناير 2022 .
  51. ↑ http://www.rentechinc.com/ مؤرشف بتاريخ 27-11-2010 في موقع Wayback Machine (الموقع الرسمي)
  52. ↑ مجلة "GEO ExPro" (ملف PDF) . المجلد 14، العدد 4 - 2017، الصفحات 14-17 . مؤرشفة (ملف PDF) من الأصل بتاريخ 21 أغسطس 2018. تم الاطلاع عليها بتاريخ 27 أغسطس 2018 .
  53. ↑ «تقنية FT CANS المبتكرة من JM و bp تُنتج بنجاح منتجًا لمحطة سييرا لتحويل النفايات إلى وقود التابعة لشركة فولكروم» . جونسون ماثي. يناير 2023.
  54. ↑ هندرسون، أوسكار (13 يوليو 2023). "شركة 12 and Emerging Fuel Technology تبدأ أعمال إنشاء منشأة وقود الطائرات الإلكترونية في الولايات المتحدة" . SAF Investor . تاريخ الاسترجاع: 30 مايو 2026 .{{cite web}}: CS1 maint: url-status ( link )
  55. 1 2 أونرو، دومينيك؛ بابست، كيرا؛ شوب، جورج (15 أبريل 2010). "الوقود الاصطناعي بتقنية فيشر-تروبش من الكتلة الحيوية: تعظيم كفاءة الكربون وإنتاج الهيدروكربونات". الطاقة والوقود . 24 (4): 2634-2641 . Bibcode : 2010EnFue..24.2634U . doi : 10.1021/ef9009185 . ISSN 0887-0624 . 
  56. 1 2 جيرلاخ، ديدرا إل؛ لينرت ، نيكولاي (2011/08/22). “كيمياء فيشر – تروبش في درجة حرارة الغرفة؟” . Angewandte Chemie الطبعة الدولية . 50 (35): 7984–7986 . بيب كود : 2011ACIE...50.7984G . دوى : 10.1002/anie.201102979 . اتش دي ال : 2027.42/87158 . ردمك 1433-7851 . بميد 21761528 .  
  57. 1 2 "أودي تُعزز أبحاثها في مجال الوقود الاصطناعي المحايد للكربون من خلال محطة تجريبية جديدة للديزل الإلكتروني؛ تحويل الطاقة إلى سوائل" . 2017-11-08.
  58. ↑ «الحاكم ريندل يقود بحل مبتكر للمساعدة في تلبية احتياجات ولاية بنسلفانيا من الطاقة» . ولاية بنسلفانيا. مؤرشف من الأصل بتاريخ 11 ديسمبر 2008.
  59. ↑ «شويتزر يريد تحويل فحم أوتر كريك إلى وقود سائل» . صحيفة بيلينغز غازيت. 2 أغسطس 2005. مؤرشف من الأصل في 1 يناير 2009.
  60. ↑الموقع الرسمي لـ Choren
  61. ↑ «فيرلي، بيتر. إنتاج الوقود الحيوي المتنامي - أساليب إنتاج جديدة قد تُحدث تحولاً في هذه التقنية المتخصصة. مجلة إم آي تي ​​للتكنولوجيا ، 23 نوفمبر 2005» . مؤرشف من الأصل في 9 أغسطس 2020. تم الاطلاع عليه في 29 أغسطس 2020 .
  62. ↑ إندرويلدي، أوليفر ر.؛ جينكينز، ستيفن ج.؛ كينغ، ديفيد أ. (2008). "دراسات آلية لاحتراق وتخليق الهيدروكربونات على المعادن النبيلة". Angewandte Chemie International Edition . 47 (28): 5253–5 . Bibcode : 2008ACIE...47.5253I . doi : 10.1002/anie.200800685 . PMID 18528839. S2CID 34524430 .  
  63. ↑ زامورانو، مارتي (22 ديسمبر 2006). "اختبار الوقود الاصطناعي لطائرة بي-52: قائد المركز يقود أول رحلة طيران لطائرة بي-52 تابعة لسلاح الجو باستخدام مزيج الوقود الاصطناعي فقط في جميع المحركات الثمانية". أخبار ومراجعات إيروتيك .
  64. 1 2 دي كليرك 2011
  65. 1 2 "نسخة مؤرشفة" (PDF) . مؤرشفة من الأصل (PDF) بتاريخ 28-04-2017 . تم الاطلاع عليها بتاريخ 26-03-2013 .{{cite web}}: CS1 maint: archived copy as title ( link )
  66. ↑ بيرس، بن ك.د.؛ بودريتز، رالف إي. (2015). "بذر الأرض ما قبل التكوين: وفرة القواعد النيتروجينية في النيازك ومسارات التفاعل المحتملة". المجلة الفيزيائية الفلكية . 807 (1): 85. arXiv : 1505.01465 . Bibcode : 2015ApJ...807...85P . doi : 10.1088/0004-637X/807/1/85 . S2CID 93561811 . 
  67. ↑ لي، تشي تشونغ؛ هو، ييلين؛ ريب، ماركوس و. (2010-08-06). "إنزيم نيتروجيناز الفاناديوم يقلل ثاني أكسيد الكربون" . مجلة ساينس . 329 (5992): 642. Bibcode : 2010Sci...329..642L . doi : 10.1126 / science.1191455 . ISSN 0036-8075 . PMC 3141295. PMID 20689010 .   

للمزيد من القراءة

  • نمذجة وتكامل استخدام ثاني أكسيد الكربون بمساعدة الهيدروجين الأخضر في تصنيع الهيدروكربونات