Синтез-газ – це суміш газів (чадного газу і водню). На початку 20 століття два вчених Ф. Фішер і Р. Тропш винайшли метод отримання синтез-газу з будь-якої сировини, що містить вуглець. Цей метод був названий іменами вчених метод Фішера-Тропша.
Синтез-газ отримують різними способами, тому процентне співвідношення газових складових буде залежати від способу отримання суміші газу. Іноді при виробництві синтез-газу утворюються речовини, що містять сірку (якщо сировина була сірковмісна) і інертні гази. Від цих домішок отриманий газ очищають.
Вперше синтез-газ був отриманий ще в першій половині 19 століття в Англії, це був метод газифікації вугілля. Але по мірі популяризації у світі нафти і природного газу, цей метод став незатребуваним. Тенденція скорочення вуглеводів зростає, і метод газифікації вугілля зараз переживає друге народження. Сьогодні гостро стоїть питання утилізації твердих побутових відходів, тому вчені навчилися добувати синтез-газ і зі сміття.
Синтез-газ отримують трьома методами:
1. Газифікація вугілля. Це процес при якому взаємодіють вуглець і окислювачі. Реакція відбувається при високій температурі з поглинанням тепла. Окислювачем може бути збагачене киснем повітря, кисень, СО2, водяна пара або різні суміші цих речовин. Отриманий синтез-газ може мати різний склад, це безпосередньо залежить від температури, тривалості процесу і компонентів.
2. Метод конверсії метану також відбувається при високій температурі, де взаємодіють між собою водяна пара і метан. Конверсія відбувається трьома способами: парова конверсія, парціальне окиснення киснем і вуглекислотна конверсія. При промисловому отриманні синтез-газу використовується перший спосіб, так як він більш вивчений і простіший в застосуванні. Парову конверсію проводять при температурі 700-900º з участю нікелевого каталізатора. Другий спосіб відбувається при високій температурі (1100-1300º) без участі каталізатора, проте на заводі де застосовувалася ця технологія, сталася аварія. Тому можливо цей спосіб не отримав подальшого розвитку. Третій спосіб ще вивчається. Проводяться лабораторні дослідження. Кожен з цих трьох способів дає в результаті різне співвідношення СО і водню в синтез-газі. Так в першому способі співвідношення 1:3, у другому 1:2, а в третьому 1:1. В залежності від того, яке призначення у отриманої суміші, використовується одне із співвідношень.
3. Парціальне окиснення вуглеводнів – це високотемпературний процес (вище 1300º) окиснення вуглеводнів. Тут сировиною може бути все, що містить вуглеводень, але найбільш ефективно і широко використовується мазут.
Останнім часом почалося виробництво синтез-газу з біомаси. Переробка її відбувається двома способами біологічним і термохімічним. Вибір способу залежить від вологості біомаси. Виробництво суміші газу з сухої біомаси відбувається термохімічним методом (спалювання, піроліз, гідроліз тощо). Суха біомаса це органічні тверді побутові відходи, відходи сільського господарства та деревообробки. А ось біомаса з високою вологістю, яка вище 75% (рідкі побутові відходи, стічні і каналізаційні води) переробляються біологічним методом.
Синтез-газ широко використовується у хімічній промисловості. Враховуючи той факт, що при його спалюванні утворюється велика кількість теплової енергії, це робить його ще екологічним паливом. Також ця суміш виступає як сировина для виробництва синтетичного рідкого палива та метилового спирту.
