Sintetski plin (engl.syngas),sintezni plin,vodeni plin iliplavi plin jeplin koji služi kaosirovina u industriji sintezeorganskih spojeva, kaogorivo kodzavarivanja, proizvodnjestakla i u drugim industrijama gdje je potrebno razviti visokutemperaturu. Sintetski plin se proizvodi tako da sevodena para prevodi preko užarenogugljena ilikoksa. Sastoji se uglavnom odugljikovog monoksida (CO) ivodika (H2), onečišćenih s malim količinamaCO2,N2,CH4, iO2.
Sintetski plin je produkt postupkarasplinjavanja tijekom kojega se pri povišenoj temperaturi u reaktor s gorivom bogatimugljikom dovodi sredstvo za rasplinjavanje (npr.kisik,vodena para,zrak iliugljikov dioksid), a produkt su ugljikov monoksid i vodik, koji se mogu upotrijebiti za sintezu različitih tekućihugljikovodika nekom varijantomFischer-Tropschovog postupka, izugljena,prirodnog plina ilibiomase. Sintetski plin je dakle smjesa ugljikova monoksida i vodika u raznim omjerima, najčešće CO/H2 = 1/2. Izravno najviše služi za dobivanjemetanola (CO/H2 = 1/2), zatim u procesima hidroformilacije (okso-alkoholi, CO/H2 = 1/1) kao i za dobivanje smjesâ ugljikovodika Fischer-Tropschovim postupkom (CO/H2 = 2/1). Također, može se razdvojiti u sastavnice, vodik i ugljikov monoksid. Vodik najviše služi za proizvodnjuamonijaka (N2/ H2 = 1/3) i urafinerijskoj preradbi nafte, dok se izdvojeni ugljikov monoksid najviše upotrebljava u procesima karbonilacije (octena kiselina, polikarbonati, diizocijanati).[1]
Sastav sintetskog plina izravno ovisi osirovini, s tim da je najveći prinos navodiku pri preradbimetana. Tri su temeljna postupka dobivanja: parno reformiranje, djelomična (parcijalna) oksidacija i uplinjavanje ugljena.
Parno reformiranje jekatalitički proces, jednostavan i ekonomičan, koriste se samo "lake" sirovine, ponajprijemetan CH4 i u manjem obimu primarnibenzin, tevodena para:
Sirovini je potrebno prethodno ukloniti katalitičke otrove (sumpor < 1mg/kg). To je endotermnakemijska reakcija uz heterogene katalizatore (nikal / Al2O3 + MgO), pri visokoj temperaturi od 700 do 800ºC itlaku oko 20bara.
Djelomična (parcijalna) oksidacija koristi "teške" sirovine: loživo ulje, ostatci destilacije nafte,nafta; koji sadrže velike udjelesumporovih spojeva (od 3 do 4%), pa njihovo prethodno uklanjanje nije ekonomično. Stoga se postupak provodi bezkatalizatora, pri visokim temperaturama (od 1200 do 1500 ºC) i tlaku od 30 do 80 bara.
Temeljne reakcije su:
Reakcijomugljena svodenom parom pri visokimtemperaturama nastaje sintetski plin (vodeni plin). To je nekad bio najzastupljeniji postupak dobivanja sintetskog plina (do 1960.). Dio ugljena (od 30 do 40%) u potpunosti izgara (zato se postupak provodi uz smjesu O2/H2O = 1/1), što osigurava reakcijskutoplinu za endotermnu reakciju nastajanja smjese CO/H2:
∆H°298 = -393,5 kJ/mol
∆H°298 = 172,5 kJ/mol
Endotermna reakcijarasplinjavanja (plinofikacije)ugljena zahtijeva veliki utrošakenergije potrebne za temeljnu reakciju, a također je potrebna i vrlo visoka temperatura (od 900 do 1000 ºC) za odgovarajuću ukupnu brzinu reakcije, što se osigurava spaljivanjem ugljena. Premda je cijena sirovine, ugljena, prema drugim sirovinama relativno niska, postupak je ekonomičan samo uz vrlo velike proizvodne kapacitete i istodobne primjene "na licu mjesta" (uznuklearne elektrane,ugljenokopi uJužnoafričkoj Republici - "Sasol postupak").
Fischer-Tropschov postupak jestindustrijska metoda dobivanjaugljikovodika izugljikova monoksida ivodika (sintetski plin). Postupak, razvijen 1933. suNijemci primijenili za dobivanjemotornihgoriva uDrugom svjetskom ratu. Naziv je dobio po njemačkom kemičaru Franzu Fischeru (1852. – 1932.) i češkom kemičaru Hansu Tropschu (1839. – 1935.). Vodik i ugljikov monoksid miješaju se u omjeru 2:1 i prevode pri temperaturi od 200 °C prekonikla ilikobalta kaokatalizatora. Dobivena smjesa ugljikovodika može se razdijeliti udizelsku ibenzinsku frakciju. Usavršenim Fischer-Tropschovim postupkom proizvodi sesintetički benzin uJužnoafričkoj Republici, dvama postupcima, tzv. "Sasol" i "Synthol postupcima", a sintetski plin se dobiva odugljena iliprirodnog plina.[2]
Biogoriva druge generacije dobivaju se preradompoljoprivrednog išumskogotpada. Za razliku od prve generacije,biogoriva ove generacije znatno bi mogla smanjitiemisiju ugljikovog dioksida CO2, a uz to ne koriste izvorehrane kao temelj proizvodnje i neke vrste osiguravaju bolji radmotora. Biogoriva druge generacije koja su trenutačno u proizvodnji su:celulozni etanol, biovodik (biohidrogen), biometanol, biodimetileten (bio – DME), dimetilformamid (DMF), HTU dizel (engl.HydroThermalUpgrading), Fischer–Tropsch dizel i mješavine alkohola. Iz sintetskog plina (biogoriva) mogu se dobiti celulozni etanol, biovodik, biometanol, biodimetileten, Fischer–Tropsch dizel ili mješavine alkohola.[3]
