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Un nuovo metodo potrebbe convertire a buon mercato il gas naturale in prodotti chimici
Le membrane ceramiche ad alte prestazioni della società di ricerca e sviluppo Ceramatec potrebbero portare a un modo più economico per convertire il gas naturale in benzene, un liquido che può essere utilizzato per produrre un'ampia varietà di sostanze chimiche e fungere da componente della benzina.
Se l'approccio funziona, aprirebbe nuovi grandi mercati per il gas naturale. Potrebbe anche ridurre la pratica del flaring del gas naturale, che spreca circa 140 miliardi di metri cubi di gas ogni anno in tutto il mondo, o l'equivalente di circa il 20% della domanda annuale negli Stati Uniti. I pozzi petroliferi nelle aree remote spesso utilizzano il flaring perché trasportare il gas naturale al mercato sarebbe troppo costoso. La tecnologia potrebbe funzionare in modo efficiente su scale relativamente piccole ed essere impiegata nei pozzi per produrre liquidi più economici da trasportare rispetto al gas.
L'attuale tecnologia di conversione da gas a liquido può richiedere enormi impianti da 15 a 20 miliardi di dollari (vedi Trasformare le torce a gas in combustibile). Tali impianti richiedono attrezzature costose che vengono utilizzate per produrre ossigeno puro, che viene fatto reagire con il metano, il componente principale del gas naturale.
La membrana Ceramatec potrebbe consentire un processo alternativo perseguito da Enrique Iglesia , professore di ingegneria chimica presso l'Università della California a Berkeley. L'approccio di Iglesia prevede il riscaldamento del metano a circa 800 °C in presenza di catalizzatori per produrre idrocarburi liquidi. Il suo processo non utilizza l'ossigeno e potrebbe anche essere molto più selettivo, producendo più di un prodotto desiderato, che può anche migliorare l'economia.
Iglesia ha precedentemente sviluppato catalizzatori per convertire il metano in idrocarburi liquidi senza ossigeno, ma tali processi sono stati poco pratici perché le reazioni chimiche coinvolte producono idrogeno, che si accumula nel reattore e inibisce le reazioni chimiche. Ha cercato di rimuovere l'idrogeno con membrane che hanno condotto l'idrogeno fuori dal reattore mantenendo il metano all'interno, ma non sono riusciti a rimuovere l'idrogeno abbastanza velocemente.
L'attuale lavoro, una collaborazione con Ceramatec, è supportato da una sovvenzione di $ 1,3 milioni dall'Agenzia per i progetti di ricerca avanzata degli Stati Uniti per l'energia. A un workshop ARPA-E poco più di un anno fa, i membri del gruppo di ricerca di Iglesia hanno incontrato i rappresentanti di Ceramatec, che aveva sviluppato una membrana ceramica che consentiva all'idrogeno di fluire ordini di grandezza più velocemente rispetto ad altre membrane. Quell'incontro ha costituito la base dell'attuale progetto, che abbinerà catalizzatori a base di zeolite di Berkeley con membrane Ceramatec.
La tecnologia è una delle tante finanziate da ARPA-E che mirano a capitalizzare le abbondanti forniture di gas naturale negli Stati Uniti. A novembre, ARPA-E ha annunciato un finanziamento per il Gas Technology Institute, che è sviluppando un processo che converte il metano in metanolo. Ha anche finanziato Pratt & Whitney per sviluppare un approccio che utilizzerebbe il gas naturale per produrre benzina a basso costo che si dice sarà competitivo con i prezzi del petrolio di $ 50 al barile o superiori.