Process synthesis and design of low temperature Fischer-Tropsch crude production from biomass derived syngas

The production of biofuels via a low temperature Fischer-Tropsch synthesis could potentially increase the utilization of biofuels without needing to change the currently used combustion engines. Furthermore, the upgrading process needed to convert the FT-crude obtained just after the synthesis into commercial motor fuels could be done in a state-of-the-art refinery. In addition, current infrastructures would still be suitable for the distribution of the FT-fuels. To gain knowledge about this synthesis, a model has been developed with particular focus on the FT-synthesis of hydrocarbons from biomass derived syngas. The main features of this model are: a chain growth probability, α, dependent on temperature, H2 and CO mole fraction, a concomitant production of olefins and paraffins considered and kinetics of the FT-synthesis reaction taken into account. This work discusses the results of a parametric study of the different configurations in order to investigate the impact of the reactor operating temperature, pressure and of the desired CO conversion on different indicators.

La produzione di biofuels attraverso la sintesi di Fischer-Tropsch di bassa temperatura offre la possibilità di un aumento nell’utilizzo di biofuels senza la necessità di apportare modifiche ai motori a combustione comunemente usati. Inoltre il processo di upgrading richiesto per la trasformazione dell’FT-crude ottenuto dalla sintesi in combustibili a livello commerciale può essere attuato utilizzando unità di processo già esistenti. In aggiunta le attuali infrastrutture sarebbero ancora adatte alla distribuzione degli FT-fuels. Per acquisire più familiarità con questo processo di sintesi un modello è stato sviluppato con particolare attenzione alla sintesi di idrocarburi FT da syngas derivato da biomassa. Le caratteristiche più importanti di questo modello sono: la probabilità di crescita della catena idrocarburica α che dipende dalla temperatura e dalle frazioni molari di H2 e CO, una produzione concomitante di olefine e paraffine e la cinetica della reazione di sintesi di FT tenuta in considerazione. Questo studio mostra i risultati ottenuti da uno studio parametrico delle diverse configurazioni al fine di analizzare l’impatto delle condizioni operative della sintesi di FT, ossia temperatura, pressione e conversione del CO, su diversi indicatori.