Ny metod skulle billigt kunna omvandla naturgas till kemikalier

Högpresterande keramiska membran från FoU-företaget Ceramatec kan leda till ett billigare sätt att omvandla naturgas till bensen, en vätska som kan användas för att tillverka en mängd olika kemikalier och fungera som en komponent i bensin.

Om tillvägagångssättet fungerar skulle det öppna upp stora nya marknader för naturgas. Det kan också minska användningen av att fackla naturgas, som slösar bort cirka 140 miljarder kubikmeter gas varje år över hela världen, eller motsvarande cirka 20 procent av den årliga efterfrågan i USA. Oljekällor i avlägsna områden använder ofta fackling eftersom det skulle bli för dyrt att transportera naturgasen till marknaden. Tekniken skulle kunna fungera effektivt i relativt små skalor och användas vid brunnar för att producera vätskor som är billigare att transportera än gas.

Befintlig gas-till-vätskekonverteringsteknik kan kräva enorma anläggningar från 15 till 20 miljarder dollar (se Turning Gas Flares into Fuel ). Sådana anläggningar kräver dyr utrustning som används för att producera rent syre, som reagerar med metan, huvudkomponenten i naturgas.

Ceramatec-membranet skulle kunna möjliggöra en alternativ process som eftersträvas av Enrique Iglesia , professor i kemiteknik vid University of California i Berkeley. Iglesias tillvägagångssätt innebär att värma upp metan till cirka 800 °C i närvaro av katalysatorer för att göra flytande kolväten. Hans process använder inte syre, och kan också vara mycket mer selektiv och producera mer av en önskad produkt, vilket också kan förbättra ekonomin.

Iglesia har tidigare utvecklat katalysatorer för att omvandla metan till flytande kolväten utan syre, men sådana processer har varit opraktiska eftersom de inblandade kemiska reaktionerna producerar väte, som byggs upp i reaktorn och hämmar kemiska reaktioner. Han försökte ta bort vätet med membran som ledde väte ut ur reaktorn samtidigt som metanet hölls inne, men de kunde inte ta bort vätet tillräckligt snabbt.

Det nuvarande arbetet, ett samarbete med Ceramatec, stöds av ett anslag på 1,3 miljoner dollar från U.S. Advanced Research Projects Agency for Energy. Vid en ARPA-E-workshop för drygt ett år sedan träffade medlemmar i Iglesias forskargrupp representanter från Ceramatec, som hade utvecklat ett keramiskt membran som lät väte flöda i storleksordningar snabbare än andra membran. Det mötet låg till grund för det aktuella projektet, som kommer att para ihop zeolitbaserade katalysatorer från Berkeley med Ceramatec-membran.

Tekniken är en av flera finansierade av ARPA-E som syftar till att dra nytta av rikliga naturgastillgångar i USA. I november tillkännagav ARPA-E finansiering av Gas Technology Institute, vilket är utvecklande en process som omvandlar metan till metanol. Det finansierade också Pratt & Whitney för att utveckla ett tillvägagångssätt som skulle använda naturgas för att producera lågkostnadsbensin som sägs vara konkurrenskraftig med oljepriser på 50 dollar per fat eller högre.

Dölj