Fischerova–Tropschova syntéza

Fischerova–Tropschova syntéza je katalyzovaná chemická reakce, ve které jsou oxid uhelnatý a vodík, příp. methan za teploty 200-350 °C a pod velkým tlakem přeměňovány na různé kapalné uhlovodíky. Obvyklé katalyzátory mají za základ železo, kobalt, nikl nebo ruthenium. Hlavním účelem této syntézy je výroba umělé náhrady ropy.^[1] Využívá se na výrobu uhlovodíků z uhlí, zemního plynu nebo biomasy pomocí procesu zplyňování a následné konverze na syntetický olej a syntetické palivo.

Výroba biopaliva pomocí Fischerovy–Tropschovy syntézy ve městě Güssing, Burgenland, Rakousko

Původní reakce

Původní Fischerovu–Tropschovu syntézu lze popsat následujícími chemickými rovnicemi:

2 CH₄ + O₂ → 4 H₂ + 2 CO

(2n+1) H₂ + n CO → C_nH_2n+2 + n H₂O

Vzniklé uhlovodíky mohou být rozděleny frakční destilací a rafinovány jako klasická ropa.

Oxid uhelnatý a vodík lze vyrobit částečnou oxidací uhlí nebo biomasy (viz zplyňování). Zdrojem methanu může být např. zemní plyn.

Historie využití

Od objevu německých vědců Franze Fischera a Hanse Tropsche ve dvacátých letech bylo provedeno mnoho vylepšení původní syntézy a nyní se toto označení používá na širokou paletu podobných reakcí.

Tuto syntézu ve velkém měřítku používaly Japonsko^[2] a nacistické Německo během druhé světové války a Jihoafrická republika za apartheidu, kdy tyto země neměly přístup k ropě a byly nuceny vyrábět její náhradu z uhlí. Ve Východním Německu byl syntetický benzín vyráběn i po Druhé světové válce firmou Sudetenländische Treibstoffwerke ve velkém do roku 1972 a poslední provoz byl uzavřen až v roce 1990. V rámci energetické soběstačnosti je v Číně rozšiřována výroba syntetického benzínu i v roce 2025.^[3] O využití této metody se uvažuje také v případě velmi odlehlých nalezišť zemního plynu, čímž by se snížily náklady na jeho transport.

V západních zemích je díky přístupu k ropě význam výroby syntetických paliv nízký z důvodu vysokých finančních nákladů a relativně nízké ceny klasické ropy. Diskutuje se o nutnosti jejího opětovného širokého uplatnění v budoucnu, kdy se začne těžba klasické ropy snižovat (viz ropný zlom).