211service.com
En praktisk användning för avfallsmetan
Cirka 100 miljarder kubikmeter naturgas bränns av eller ventileras helt enkelt vid avlägsna oljeriggar och raffinaderier som inte är sammankopplade med rörledningar. Övningen slösar bort ett dyrbart bränsle och pumpar ut metan, en potent växthusgas, i atmosfären. Teknologier för att komprimera eller kondensera naturgas för att transportera den är dyra och är bara meningsfull vid stora oljefält. Så forskare har letat efter livskraftiga tekniker för att omvandla naturgasen som finns på små, isolerade oljefält till föreningar som är lättare att transportera och distribuera.
Brinnande lösning: Naturgas förbränns rutinmässigt vid isolerade oljefält och raffinaderier. Ett enkelt nytt sätt att omvandla metan, huvudkomponenten i naturgas, till användbara kemiska föreningar som lätt kan transporteras kan hjälpa till att minska utsläppen av den potenta växthusgasen.
Ett nytt genombrott av kemister vid Münchens tekniska universitet i Tyskland och Dow Chemical i Midland, MI, kan leda till en teknik för att förvandla metan, huvudkomponenten i naturgas, till lätt transporterbara och värdefulla kemikalier. På grund av sin enkelhet kan den nya kemin användas i naturgasreserver som finns på avlägsna platser utan infrastruktur för att överföra gasen till marknader. Ungefär hälften av världens kända naturgasreserver på 170 biljoner kubikmeter finns i sådana fyndigheter, enligt det amerikanska energidepartementet.
Specifikt hittade forskarna ett enkelt sätt att omvandla metan till metylklorid, som lätt kan omvandlas till petrokemikalier som eten eller propen, som används för att tillverka plast. Eten och propen, säger Johannes Lercher , en kemiprofessor vid Münchens tekniska universitet, är mycket lättare att transportera än vad metan är.
Den nuvarande processen för att göra metylklorid tar mycket energi och involverar flera steg, inklusive att först omvandla metan till en kombination av kolmonoxid och väte. I en onlinetidning i Journal of the American Chemical Society , demonstrerar forskarna från München och Dow en enkel teknik som använder mycket mindre energi. De visar att blandning av metan, väteklorid och syre i närvaro av en lantankatalysator ger metylklorid. Kapital och komplexitet går ofta hand i hand, säger Mark Jones, en plast- och kolväteforskare vid Dow. Den allmänna trenden är att det är bra att minska bearbetningsstegen.
Tekniken kan dock ha en nackdel: den använder klor, en giftig gas. Forskarnas plan inkluderar återvinning av klorväte och upprepade gånger använda det för reaktionen. I den vision vi leker med skulle klor aldrig komma på en båt, säger Eric Strangland, kemi- och katalysforskare vid Dow och medförfattare till tidningen.
Men företag som inte är vana vid att hantera klor kan till en början bli skrämda av tekniken, säger Bert Weckhuysen, kemiprofessor vid Utrecht University, i Nederländerna. Dow har lång erfarenhet av kloridkemi, så att arbeta med kloridströmmar är inte en stor sak [för dem], säger Weckhuysen. Andra företag kunde, åtminstone i början, skrämmas av på grund av kravet på att kunna arbeta med kloridföreningar. Det kräver infrastruktur.
Processen kommer också att möta konkurrens. Ny gas-till-vätske-teknik, som omvandlar naturgas till syntetiska flytande bränslen, börjar bli populärt som ett alternativ till flytande naturgas, och den får uppmärksamhet från oljejättar som Exxon och Shell. Det har dock ännu inte använts i stor utsträckning, eftersom det är dyrt att implementera: det kräver mycket energi och stora anläggningar. Weckhuysen säger att om Dow kunde utveckla en prisvärd kommersiell process baserad på den nya reaktionen, skulle den kunna konkurrera med gas-till-vätsketeknologi.
En annan konkurrent, Gasreaktionstekniker , baserat i Santa Barbara, CA, kommersialisera en teknologi för att direkt omvandla naturgas till flytande bränslen och kemikalier. Processen är mycket lik den nya Dow-processen, förutom att den använder brom istället för klor. Gas Reaction Technologies, som arbetar med flera partners, inklusive Cargill, förväntar sig att ha anläggningar igång inom tre till fem år, säger Eric McFarland , företagets VD.