Conversione di CO2 a idrocarburi pesanti tramite la sintesi di Fischer-Tropsch = Conversion of CO2 to long chain hydrocarbons via Fischer-Tropsch

L’obiettivo del lavoro di tesi svolto è quello di utilizzare la CO2 e trasformarla tramite il processo Fischer-Tropsch in prodotti ad alto valore aggiunto, come benzine, diesel e cheroseni. I test sono stati svolti con un catalizzatore a base ferro utilizzando il sodio come promotore (1% Na-Fe3O4) sintetizzato in laboratorio. Questo è stato poi caratterizzato prima e dopo i test catalitici e sottoposto a diverse condizioni di pretrattamento. I test di stabilità sono stati svolti iniziamente a diverse pressioni in modo da valutare quale fosse la migliore da utilizzare. Trovata la pressione adatta, sono stati eseguiti dei test a diverse temperature e su diversi catalizzatori trattati in maniera differente l’uno dall’altro, per scoprire quale di questi e quale temperatura portasse i migliori risultati. Dai test svolti a diversa pressione è stato chiaro che la pressione ideale per lo svolgimento del test fosse 23 bar. I test a diversa temperatura sono stati svolti in un range compreso fra 280°C e 400°C utilizzando l’1% Na-Fe3O4 calcinato in azoto e in aria a 400°C. A seguito dell’elaborazione dei dati è stato possibile trarre diverse conclusioni sul rapporto olefine/paraffine, sulla selettività a C6+ e sulla conversione della CO2. Sul rapporto O/P è possibile osservare come con entrambi i catalizzatori questo aumenti gradualmente nel tempo; in particolare il rapporto più alto è per entrambi i catalizzatori quello relativo al C3. Nonostante ciò il catalizzatore calcinato in azoto ha mostrato dei rapporti O/P molti più alti rispetto a quello calcinato in aria, ragion per cui può essere preferito il primo. All’aumentare della temperatura vi è poi un aumento progressivo della selettività a C6+, ma il picco è raggiunto a temperature diverse. Il catalizzatore calcinato in azoto raggiunge la massima selettività a C6+ a 360°C, per poi diminuire aumentando la temperatura. Per quanto riguarda invece il catalizzatore calcinato in aria, questo raggiunge il picco di selettività a C6+ a 340°C diminuendo poi all’aumentare di T. La massima selettività complessiva è stata raggiunta nella prova a 360°C con il catalizzatore calcinato in azoto ed è stata pari all’8,19%. Osservando il dato di conversione della CO2 è stato possibile dire che questa aumenta all’aumentare della temperatura nel range utilizzato per i test, fino ad una massima conversione osservata nella prova a 400°C per entrambi i catalizzatori. Da ciò è stato possibile affermare che la conversione aumenta all’aumentare della temperatura, ma superata una certa soglia la selettività cambia ed in particolare quella verso i C6+ diminuisce; le condizioni operative ottimali del test sono quindi 23 bar e 340-360°C. Inoltre, dalle caratterizzazioni svolte sui catalizzatori impregnati con il 5% di sodio, si può dire con certezza che l’aumento in massa della quantità di promotore utilizzato porterebbe sicuramente benefici in termini di conversione di CO2 e selettività a C6+ nel processo.