ফিশার–ট্রোপস প্রক্রিয়া

ফিশার–ট্রোপস প্রক্রিয়া হলো একগুচ্ছ রাসায়নিক বিক্রিয়া যা কার্বন মনোক্সাইড এবং হাইড্রোজেন-এর মিশ্রণকে (যা সিনগ্যাস নামে পরিচিত) তরল হাইড্রোকার্বনে রূপান্তরিত করে। এই বিক্রিয়াগুলো ধাতব অনুঘটকের উপস্থিতিতে সাধারণত ১৫০°C থেকে ৩০০°C তাপমাত্রা এবং এক থেকে কয়েক দশ বায়ুমণ্ডলীয় চাপে সংঘটিত হয়। তরল হাইড্রোকার্বন উৎপাদনের ক্ষেত্রে কয়লার তরলীকরণ এবং গ্যাস থেকে তরলীকরণ উভয় প্রযুক্তিতেই ফিশার–ট্রোপস প্রক্রিয়া একটি গুরুত্বপূর্ণ বিক্রিয়া।

সাধারণ প্রয়োগে, ফিশার–ট্রোপস প্রক্রিয়ার কাঁচামাল হলো কার্বন মনোক্সাইড এবং হাইড্রোজেন, কয়লা, প্রাকৃতিক গ্যাস বা বায়োমাস থেকে গ্যাসীকরণ নামক একটি প্রক্রিয়ার মাধ্যমে তৈরি করা হয়। এরপর এই প্রক্রিয়ায় গ্যাসগুলোকে কৃত্রিম লুব্রিকেশন তেল এবং কৃত্রিম জ্বালানিতে রূপান্তরিত করা হয়। নিম্ন-সালফারযুক্ত ডিজেল জ্বালানির উৎস হিসেবে এবং খনিজ তেলজাত হাইড্রোকার্বনের সরবরাহ বা খরচ নিয়ন্ত্রণের লক্ষ্যে এই প্রক্রিয়াটি মাঝেমধ্যেই বিশেষ গুরুত্ব পায়। বর্তমানে কার্বন-ডাই-অক্সাইড ($CO_2$) এবং হাইড্রোজেন থেকে কার্বন-নিরপেক্ষ তরল হাইড্রোকার্বন জ্বালানি তৈরির একটি ধাপ হিসেবেও ফিশার–ট্রোপস প্রক্রিয়াটি আলোচিত হচ্ছে।Davis, S.J., Lewis, N.S., Shaner, M., Aggarwal, S., Arent, D., Azevedo, I.L., Benson, S.M., Bradley, T., Brouwer, J., Chiang, Y.M. and Clack, C.T., 2018. Net-zero emissions energy systems. Science, 360(6396), p.eaas9793

১৯২৫ সালে জার্মানির মুলহেইম আন ডের রুহ-এ অবস্থিত কাইজার উইলহেম ইনস্টিটিউট ফর কোল রিসার্চ-এ ফ্রাঞ্জ ফিশার এবং হ্যান্স ট্রোপস সর্বপ্রথম এই প্রক্রিয়াটি উদ্ভাবন করেন।

 বিক্রিয়া পদ্ধতি 

ফিশার–ট্রোপস প্রক্রিয়ায় ধারাবাহিকভাবে কতগুলো রাসায়নিক বিক্রিয়া ঘটে যা বিভিন্ন ধরনের হাইড্রোকার্বন তৈরি করে, আদর্শভাবে যেগুলোর সংকেত হলো (CnH2n+2)। এর মধ্যে সবচেয়ে দরকারী বিক্রিয়াগুলো নিচের সমীকরণ অনুযায়ী অ্যালকেন তৈরি করে:

 (2n + 1) H2 + n CO → CnH2n+2 + n H2O

এখানে সাধারণত n-এর মান ১০–২০ হয়ে থাকে, যার ফলে মূলত উচ্চতর অ্যালকেন গঠিত হয়। মিথেন (n = ১) তৈরি হওয়া এই প্রক্রিয়ায় অনভিপ্রেত। উৎপাদিত অধিকাংশ অ্যালকেন সাধারণত সরল-শিকলবিশিষ্ট (straight-chain) হয়, যা ডিজেল জ্বালানি হিসেবে ব্যবহারের উপযোগী। অ্যালকেন গঠনের পাশাপাশি কিছু পার্শ্ব-বিক্রিয়ায় সামান্য পরিমাণে অ্যালকিন, অ্যালকোহল এবং অন্যান্য অক্সিজেনযুক্ত হাইড্রোকার্বন উৎপন্ন হয়। প্রতি মোল কার্বন মনোক্সাইডের সাপেক্ষে এই বিক্রিয়ার প্রমাণ বিক্রিয়া এনথালপি (ΔH) হলো −১৬৫ কিলোজুল/মোল, যার ফলে এটি একটি অত্যন্ত তাপোৎপাদী বিক্রিয়া।

 ফিশার–ট্রোপস অন্তর্বর্তী যৌগ এবং মৌলিক বিক্রিয়াসমূহ 

H2 এবং CO-এর মিশ্রণকে অ্যালিফ্যাটিক পণ্যে রূপান্তরিত করার প্রক্রিয়াটি বেশ কয়েকটি অন্তর্বর্তী যৌগের মাধ্যমে সম্পন্ন একটি বহুমুখী ধাপের বিক্রিয়া। হাইড্রোকার্বন শিকলের বৃদ্ধিকে একটি পুনরাবৃত্তিমূলক ধাপ হিসেবে কল্পনা করা যেতে পারে যেখানে হাইড্রোজেন পরমাণুগুলো কার্বন ও অক্সিজেনের সাথে যুক্ত হয়, C–O বন্ধনটি ভেঙে যায় এবং নতুন একটি C–C বন্ধন গঠিত হয়।
একটি –CH2– মূলক উৎপাদনের জন্য
(CO + 2 H2 → CH2 + H2O) বেশ কয়েকটি বিক্রিয়া প্রয়োজন:
 কার্বন মনোঅক্সাইডের অ্যাসোসিয়েটিভ অধিশোষণ
 C–O বন্ধনের বিভাজন
 2 H2-এর বিয়োজনশীল অধিশোষণ
 অক্সিজেনের সাথে 2 H স্থানান্তরের মাধ্যমে H2O গঠন
 H2O-এর নির্গমন 
 কার্বনের সাথে 2 H স্থানান্তরের মাধ্যমে CH2 গঠন

CO থেকে অ্যালকেনে রূপান্তরের প্রক্রিয়ায় CO এর হাইড্রোজেনেশন, C–O বন্ধনের হাইড্রোজেনোলাইসিস (হাইড্রোজেনের সাহায্যে বন্ধন বিভাজন) এবং C–C বন্ধন গঠন অন্তর্ভুক্ত হয়। ধারণা করা হয় যে, এই বিক্রিয়াগুলো পৃষ্ঠতলে আবদ্ধ ধাতব কার্বনিল গঠনের মাধ্যমে অগ্রসর হয়। অনুমান করা হয় যে, CO লিগ্যান্ডটি বিয়োজিত হয়ে সম্ভবত অক্সাইড এবং কার্বাইড লিগ্যান্ডে পরিণত হয়।

অন্যান্য সম্ভাব্য অন্তর্বর্তী যৌগগুলো হলো বিভিন্ন C1 খণ্ড যার মধ্যে রয়েছে ফরমাইল (CHO), হাইড্রোক্সিকার্বিন (HCOH), হাইড্রোক্সিমিথাইল (CH2OH), মিথাইল (CH3), মিথিলিন (CH2), মিথাইলিডাইন (CH) এবং হাইড্রোক্সিমিথাইলিডাইন (COH)। তদুপরি, তরল জ্বালানি উৎপাদনের জন্য অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ হলো C–C বন্ধন গঠনকারী বিক্রিয়াগুলো যেমন—মাইগ্রেটরি ইনসারশন। এখন এর সাথে সম্পর্কিত অনেক পরিমাণগত বিক্রিয়ায় পৃথক ধাতব ক্লাস্টারের মাধ্যমে কৃত্রিমভাবে অনুকরণ করা সম্ভব হয়েছে, তবে সমজাতীয় ফিশার–ট্রোপস অনুঘটকগুলোর কোনো বাণিজ্যিক গুরুত্ব নেই।

বিক্রিয়কের প্রবাহে আইসোটোপ-চিহ্নিত অ্যালকোহল যোগ করার ফলে উৎপাদের মধ্যেও সেই অ্যালকোহলের উপস্থিতি লক্ষ্য করা যায়। এই পর্যবেক্ষণটি প্রমাণ করে যে, এই প্রক্রিয়ায় C–O বন্ধন বিভাজন অত্যন্ত সহজসাধ্য। কোবাল্ট অনুঘটকের উপস্থিতিতে 14C-চিহ্নিত ইথিলিন এবং প্রোপিন ব্যবহার করলে দেখা যায় যে, এই ওলেফিনগুলো (অ্যালকিন) ক্রমবর্ধমান হাইড্রোকার্বন শিকলের সাথে যুক্ত হয়ে যায়। তাই ধারণা করা হয় যে, শিকল বৃদ্ধির বিক্রিয়ায় ওলেফিন ইনসারশন এবং CO-ইনসারশন উভয় পদ্ধতিই কার্যকর থাকে।

8 CO + 17 H2 -> C8H18 + 8 H2O

 কাঁচামাল: কার্বন ডাই অক্সাইড 
জীবাশ্ম জ্বালানি থেকে প্রাপ্ত রাসায়নিক এবং জ্বালানির বিকল্প হিসেবে বর্তমানে কার্বন ডাই অক্সাইড একটি গুরুত্বপূর্ণ কার্বন উৎস হিসেবে আবির্ভূত হয়েছে। দক্ষিণ আফ্রিকার সাসলের অগ্রগামী কাজের ওপর ভিত্তি করে—যেখানে তারা গ্যাসীকরণের মাধ্যমে সিনগ্যাস উৎপাদন করেছিল যার ফলে বর্তমানে রাসায়নিক এবং জ্বালানির এক বিশাল শৃঙ্খল তৈরি করা সম্ভব হচ্ছে। উচ্চ-তাপমাত্রার আয়রন-ভিত্তিক অনুঘটক ব্যবহার করে ফিশার–ট্রোপস প্রক্রিয়ায় স্বল্প-শিকলবিশিষ্ট প্যারাফিন, ওলেফিন এবং অ্যারোমেটিক যৌগের বিস্তৃত সম্ভার পাওয়া যায়। অন্যদিকে, নিম্ন-তাপমাত্রার কোবাল্ট-ভিত্তিক অনুঘটকগুলো মূলত দীর্ঘ-শিকলবিশিষ্ট এন-প্যারাফিন তৈরি করে, যা প্রধানত তরল এবং মোম আকারের হয়ে থাকে।

এগুলোকে প্রক্রিয়াজাত করে বিভিন্ন পণ্য তৈরি করা সম্ভব যেমন— সালফারমুক্ত টেকসই বিমান জ্বালানি,  ডিজেল,  বেস অয়েল এবং ন্যাপথা কাঁচামাল, যা পরবর্তীতে পলিমার প্রিকারসার বা বিটিএক্স উৎপাদনের জন্য অনুঘটকীয় রিফর্মিং করা যায়।

 রিভার্স ওয়াটার-গ্যাস শিফট বিক্রিয়া: CO2 + H2 -> CO + H2O
 ড্রাই মিথেন রিফর্মিং: CO2 + CH4 -> 2 CO + 2 H2

রিভার্স ওয়াটার-গ্যাস শিফট বিক্রিয়ায় কার্বন ডাই অক্সাইড এবং অতিরিক্ত হাইড্রোজেন ব্যবহৃত হয় যা সাধারণত পানির তড়িৎ বিশ্লেষণ (সবুজ হাইড্রোজেন) থেকে পাওয়া যায়। এই বিক্রিয়ার মাধ্যমে কার্বন মনোক্সাইড (CO) এবং হাইড্রোজেনের (H2) একটি সিনগ্যাস মিশ্রণ তৈরি করা হয়, যা পরবর্তী ধাপের ফিশার–ট্রোপস অনুঘটকের জন্য প্রয়োজনীয় নির্দিষ্ট H2:CO অনুপাতে থাকে। এটি একটি বাণিজ্যিক অনুঘটকীয় প্রক্রিয়া যার সূচনা করেছে ডাইমেনশনাল এনার্জি।

অন্যদিকে, ড্রাই মিথেন রিফর্মিং পদ্ধতিতে কার্বন ডাই অক্সাইড এবং মিথেন (CH4) ব্যবহার করে ১:১ অনুপাতে H2 ও CO-এর সিনগ্যাস মিশ্রণ পাওয়া যায়। পরবর্তীতে বাহ্যিক উৎস থেকে হাইড্রোজেন যুক্ত করে বা ওয়াটার-গ্যাস শিফট বিক্রিয়ার মাধ্যমে কাঙ্ক্ষিত অনুপাত অর্জন করা হয়। বাণিজ্যিক ড্রাই মিথেন রিফর্মিং অনুঘটকসমূহ HYCO1 এবং BASF থেকে পাওয়া যায়।

কার্বন ডাই অক্সাইড সাধারণত ফিশার–ট্রোপস অনুঘটক প্রক্রিয়ার জন্য কোনো প্রথাগত কাঁচামাল নয়। কোবাল্ট-ভিত্তিক অনুঘটকের উপস্থিতিতে হাইড্রোজেন এবং কার্বন ডাই অক্সাইড বিক্রিয়া করে মিথেন উৎপন্ন করে। তবে আয়রন-ভিত্তিক অনুঘটক ব্যবহার করলে অসম্পৃক্ত স্বল্প-শিকলবিশিষ্ট হাইড্রোকার্বনও তৈরি হয়। অনুঘটকের সাপোর্টে সিরিয়া ব্যবহার করা হলে তা রিভার্স ওয়াটার-গ্যাস শিফট অনুঘটক হিসেবে কাজ করে এবং বিক্রিয়ার উৎপাদন আরও বাড়িয়ে দেয়।

এই স্বল্প-শিকলবিশিষ্ট হাইড্রোকার্বনগুলোকে পরবর্তীতে জিওলাইটের মতো কঠিন এসিড অনুঘটকের মাধ্যমে তরল জ্বালানিতে রূপান্তরিত করা হয়।

 কাঁচামাল: গ্যাসীকরণ 
ফিশার–ট্রোপস কারখানায় কাঁচামাল হিসেবে ব্যবহৃত সিনগ্যাস সাধারণত কয়লা, বায়োমাস বা প্রাকৃতিক গ্যাসের গ্যাসীকরণের মাধ্যমে উৎপাদিত হয়। এই প্রক্রিয়াটি ফিশার–ট্রোপস সংশ্লেষণের জন্য প্রয়োজনীয় হাইড্রোজেন এবং কার্বন মনোক্সাইডের সঠিক অনুপাত নিশ্চিত করে। বায়োমাস বা কয়লা বা সংশ্লিষ্ট কঠিন কাঁচামালের (কার্বনের উৎস) সাথে যুক্ত ফিশার–ট্রোপস প্ল্যান্টগুলোকে প্রথমে কঠিন জ্বালানিকে গ্যাসে রূপান্তরিত করতে হয়। এই গ্যাসগুলোর মধ্যে CO, H2 এবং অ্যালকেন অন্তর্ভুক্ত থাকে। এই রূপান্তর প্রক্রিয়াকে গ্যাসীকরণ বলা হয়। বায়োমাস বা কয়লার গ্যাসীকরণ থেকে প্রাপ্ত সিনগ্যাস (syngas) হলো হাইড্রোজেন এবং কার্বন মনোক্সাইডের একটি মিশ্রণ। ওয়াটার-গ্যাস শিফট বিক্রিয়ার মাধ্যমে H2:CO অনুপাত সামঞ্জস্য করা হয়।

কয়লা-ভিত্তিক ফিশার–ট্রোপস প্ল্যান্টগুলো গ্যাসীকরণ প্রক্রিয়ার শক্তির উৎসের ওপর নির্ভর করে ভিন্ন ভিন্ন পরিমাণে CO2 উৎপন্ন করে। তবে অধিকাংশ কয়লা-ভিত্তিক প্ল্যান্ট প্রক্রিয়ার সমস্ত শক্তির চাহিদা মেটাতে কাঁচামাল হিসেবে ব্যবহৃত কয়লার ওপরই নির্ভর করে।

 কাঁচামাল: জিটিএল 
ফিশার–ট্রোপস অনুঘটন প্রক্রিয়ার জন্য প্রয়োজনীয় কার্বন মনোক্সাইড হাইড্রোকার্বন থেকে উদ্ভূত হয়। গ্যাস টু লিকুইড প্রযুক্তিতে ব্যবহৃত হাইড্রোকার্বনগুলো হলো নিম্ন আণবিক ওজনসম্পন্ন উপাদান যা অনেক সময় পরিত্যক্ত করা হতো বা পুড়িয়ে ফেলা হতো। স্ট্র্যান্ডেড গ্যাস তুলনামূলক সস্তায় গ্যাস সরবরাহ করে। জিটিএল বাণিজ্যিকভাবে লাভজনক হওয়ার জন্য গ্যাসকে অবশ্যই তেলের তুলনায় সস্তা হতে হবে।

ফিশার–ট্রোপস অনুঘটন প্রক্রিয়ার জন্য প্রয়োজনীয় গ্যাসীয় বিক্রিয়কগুলো পেতে বেশ কয়েকটি বিক্রিয়ার প্রয়োজন হয়। প্রথমত, চুল্লিতে প্রবেশ করার আগে বিক্রিয়ক গ্যাসগুলোকে অবশ্যই সালফারমুক্ত করতে হবে। অন্যথায়, সালফারযুক্ত অপদ্রব্যগুলো ফিশার–ট্রোপস বিক্রিয়ার জন্য প্রয়োজনীয় অনুঘটকগুলোকে বিষাক্ত করে ফেলে।

H2:CO অনুপাত। সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ হলো ওয়াটার-গ্যাস শিফট বিক্রিয়া যা কার্বন মনোক্সাইডের বিনিময়ে হাইড্রোজেন সরবরাহ করে:
H2O + CO -> H2 + CO2

যেসব ফিশার–ট্রোপস প্ল্যান্টে মিথেন কাঁচামাল হিসেবে ব্যবহৃত হয় সেখানে অন্য একটি গুরুত্বপূর্ণ বিক্রিয়া হলো ড্রাই রিফর্মিং, যা মিথেনকে CO এবং H2-এ রূপান্তরিত করে:
 CH4 + CO2 -> 2CO + 2H2

 প্রক্রিয়ার শর্তাবলি 

সাধারণত, ফিশার–ট্রোপস প্রক্রিয়াটি  তাপমাত্রা সীমার মধ্যে পরিচালিত হয়। উচ্চতর তাপমাত্রা দ্রুত বিক্রিয়া এবং উচ্চতর রূপান্তর হার নিশ্চিত করে তবে এটি মিথেন উৎপাদনের প্রবণতাও বাড়িয়ে দেয়। এই কারণে তাপমাত্রা সাধারণত এই সীমার নিম্ন থেকে মধ্যম পর্যায়ের মধ্যে বজায় রাখা হয়। চাপ বৃদ্ধি করলে রূপান্তর হার বৃদ্ধি পায় এবং এটি দীর্ঘ-শিকলবিশিষ্ট অ্যালকেন গঠনের পক্ষে সহায়তা করে, যার উভয়ই কাঙ্ক্ষিত। 

সাধারণত চাপ ১ থেকে কয়েক দশ অ্যাটমোস্ফিয়ার পর্যন্ত হয়ে থাকে। এর চেয়েও উচ্চতর চাপ সুবিধাজনক হতে পারত, কিন্তু বাড়তি সুবিধার তুলনায় উচ্চ-চাপের যন্ত্রপাতির অতিরিক্ত খরচ অনেক বেশি হতে পারে; এছাড়া উচ্চ চাপে কোক গঠনের মাধ্যমে অনুঘটকটি নিষ্ক্রিয় হয়ে যাওয়ার ঝুঁকি থাকে।

বিভিন্ন ধরনের সিনগ্যাস গঠনের জন্য এই প্রক্রিয়ায় ব্যবহার করা যেতে পারে। কোবাল্ট-ভিত্তিক অনুঘটকের জন্য সর্বোত্তম H2:CO অনুপাত হলো প্রায় ১.৮–২.১। আয়রন-ভিত্তিক অনুঘটকগুলো এর চেয়ে কম অনুপাতও সহ্য করতে পারে কারণ এদের নিজস্ব ওয়াটার-গ্যাস শিফট বিক্রিয়া সম্পন্ন করার ক্ষমতা রয়েছে। এই বিক্রিয়াশীলতা কয়লা বা বায়োমাস থেকে প্রাপ্ত সিনগ্যাসের ক্ষেত্রে অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ হতে পারে কারণ এগুলোতে সাধারণত H2:CO অনুপাত তুলনামূলক কম (< ১) থাকে।

 ফিশার–ট্রোপস প্রসেস রিঅ্যাক্টরের নকশা 
ফিশার–ট্রোপস বিক্রিয়াগুলো অত্যন্ত তাপোৎপাদী হওয়ার কারণে চুল্লি থেকে দক্ষভাবে তাপ অপসারণ করা এই রিঅ্যাক্টরগুলোর প্রধান প্রয়োজনীয়তা। মূলত চার ধরনের রিঅ্যাক্টর নিয়ে আলোচনা করা হয়:

 মাল্টি-টিউবুলার ফিক্সড-বেড রিঅ্যাক্টর 
এই ধরনের রিঅ্যাক্টর বা চুল্লিতে ছোট ব্যাসের বেশ কিছু টিউব থাকে। এই টিউবগুলোর ভেতরে অনুঘটক থাকে এবং টিউবগুলো শীতলীকরণ পানি দ্বারা বেষ্টিত থাকে যা বিক্রিয়ায় উৎপন্ন তাপ অপসারণ করে। ফিশার–ট্রোপস প্রক্রিয়ায় নিম্ন তাপমাত্রায় পরিচালনার জন্য ফিক্সড-বেড রিঅ্যাক্টর উপযোগী এবং এর সর্বোচ্চ তাপমাত্রা সীমা ২৫৭ °C (৫৩০ K)। তাপমাত্রা এর বেশি হলে কার্বন জমা হতে থাকে এবং এর ফলে রিঅ্যাক্টরটি বন্ধ হয়ে যেতে পারে। যেহেতু উৎপাদিত পণ্যের একটি বড় অংশ তরল অবস্থায় থাকে, তাই এই ধরনের রিঅ্যাক্টরকে ট্রিকল ফ্লো রিঅ্যাক্টর সিস্টেম হিসেবেও অভিহিত করা হয়ে থাকে।

 এনট্রেইনড ফ্লো রিঅ্যাক্টর 
এই ধরনের রিঅ্যাক্টর বা চুল্লিতে দুই সারির হিট এক্সচেঞ্জার থাকে যা তাপ অপসারণ করে; বাকি তাপ উৎপাদ এবং সিস্টেমে পুনঃব্যবহারযোগ্য হওয়া গ্যাসের মাধ্যমে অপসারিত হয়। এই প্রক্রিয়ায় ভারী মোম তৈরি হওয়া এড়িয়ে চলতে হয় কারণ সেগুলো অনুঘটকের ওপর ঘনীভূত হয়ে পিন্ড বা অ্যাগ্লোমারেশন তৈরি করতে পারে। এর ফলে ফ্লুইডাইজেশন বা অনুঘটকের কণাগুলোর সচলতা ব্যাহত হয়। এই কারণে রাইজারগুলো সাধারণত ২৯৭ °C (৫৭০ K)-এর বেশি তাপমাত্রায় পরিচালনা করা হয়।

 স্লারি রিঅ্যাক্টর 
এই ধরনের চুল্লিতে অভ্যন্তরীণ কুলিং কয়েলের মাধ্যমে তাপ অপসারণ করা হয়। সিনগ্যাসকে বুদবুদ আকারে তরল মাধ্যমে থাকা মোমজাতীয় উৎপাদ এবং সূক্ষ্মভাবে চূর্ণ করা অনুঘটকের মধ্য দিয়ে প্রবাহিত করা হয়। এই প্রক্রিয়াটি রিঅ্যাক্টরের অভ্যন্তরীণ উপাদানের মিশ্রণ বা নাড়াচাড়া নিশ্চিত করে। অনুঘটক কণার ক্ষুদ্র আকার ব্যাপনজনিত তাপ ও ভর স্থানান্তরের সীমাবদ্ধতা হ্রাস করে। রিঅ্যাক্টরে নিম্ন তাপমাত্রা থাকলে উৎপাদটি অধিক সান্দ্র হয়ে যায়, আবার উচ্চ তাপমাত্রা (> ২৯৭ °C, ৫৭০ K) অনাকাঙ্ক্ষিত উৎপাদ সৃষ্টি করে। এছাড়া অনুঘটক থেকে উৎপাদ আলাদা করা এই পদ্ধতির একটি অন্যতম সমস্যা।

 ফ্লুইড-বেড এবং সার্কুলেটিং ক্যাটালিস্ট (রাইজার) রিঅ্যাক্টর 

এগুলো উচ্চ-তাপমাত্রার ফিশার–ট্রোপস সংশ্লেষণে (প্রায় ৩৪০°C) ক্ষারীয় ফিউজড আয়রন অনুঘটক ব্যবহার করে নিম্ন-আণবিক ওজনসম্পন্ন অসম্পৃক্ত হাইড্রোকার্বন উৎপাদনের জন্য ব্যবহৃত হয়। ফ্লুইড-বেড প্রযুক্তি (যা ভারী পেট্রোলিয়াম ডিস্টিলেটের ক্যাটালাইটিক ক্র্যাকিং থেকে নেওয়া হয়েছে) ১৯৪৬-৫০ সালে হাইড্রোকার্বন রিসার্চ কর্তৃক প্রবর্তিত হয়েছিল এবং এর নাম দেওয়া হয়েছিল হাইড্রোকল প্রক্রিয়া। ১৯৫১-৫৭ সাল পর্যন্ত টেক্সাসের ব্রাউন্সভিলে একটি বড় মাপের ফিশার–ট্রোপস হাইড্রোকল প্ল্যান্ট (প্রতি বছর ৩৫০,০০০ টন উৎপাদন ক্ষমতাসম্পন্ন) চালু ছিল। 

তবে প্রযুক্তিগত সমস্যা এবং পেট্রোলিয়ামের সহজলভ্যতা বেড়ে যাওয়ায় অর্থনৈতিকভাবে অলাভজনক হওয়ায় এই উন্নয়ন বন্ধ হয়ে যায়। পরবর্তীতে সাসল পুনরায় ফ্লুইড-বেড ফিশার–ট্রোপস সংশ্লেষণ নিয়ে গবেষণা শুরু করে এবং বর্তমানে প্রতি বছর ৫০০,০০০ টন ক্ষমতাসম্পন্ন একটি রিঅ্যাক্টর চালু রয়েছে। এই প্রক্রিয়াটি মূলত C2 এবং C7 অ্যালকিন উৎপাদনের জন্য ব্যবহৃত হচ্ছে।

১৯৫৬ সালে কেলগ কোম্পানি একটি সার্কুলেটিং আয়রন ক্যাটালিস্ট সংবলিত উচ্চ-তাপমাত্রার প্রক্রিয়া (সার্কুলেটিং ফ্লুইড বেড, রাইজার রিঅ্যাক্টর, এনট্রেইনড ক্যাটালিস্ট প্রসেস) চালু করে এবং সাসলে একটি প্ল্যান্ট স্থাপন করে। সফলভাবে পরিচালনার জন্য পরবর্তীতে সাসল এটি আরও উন্নত করে।দক্ষিণ আফ্রিকার সেকুন্ডায় সাসল এই ধরণের ১৬টি উন্নত রিঅ্যাক্টর পরিচালনা করেছে যার প্রতিটির বার্ষিক ক্ষমতা প্রায় ৩৩০,০০০ টন। এই সার্কুলেটিং ক্যাটালিস্ট প্রক্রিয়াটি বর্তমানে ফ্লুইড-বেড প্রযুক্তি দ্বারা প্রতিস্থাপন করা সম্ভব।

তেলে ভাসমান কোবাল্ট অনুঘটক কণা নিয়ে প্রাথমিক পরীক্ষাগুলো ফিগার নিজেই করেছিলেন। ১৯৫৩ সালে রাইনপ্রয়বেন কোম্পানিতে কোলবেল কর্তৃক পাউডার করা আয়রন স্লারি অনুঘটক এবং CO-সমৃদ্ধ সিনগ্যাস ব্যবহার করে বাবল কলাম করা রিঅ্যাক্টরটির পাইলট প্ল্যান্ট স্কেলে বিশেষভাবে তৈরি করা হয়েছিল। ১৯৯০ সাল থেকে, বিশেষ করে হাইড্রোকার্বন মোম উৎপাদনের জন্য অথবা হাইড্রোক্র্যাকিং ও আইসোমারাইজেশনের মাধ্যমে ডিজেল জ্বালানি তৈরির জন্য এক্সন এবং সাসল আয়রন ও কোবাল্ট অনুঘটক ব্যবহার করে নিম্ন-তাপমাত্রার ফিশার–ট্রোপস স্লারি প্রক্রিয়াগুলো নিয়ে গবেষণা করছে।

স্লারি-ফেজ (বাবল কলাম) নিম্ন-তাপমাত্রার ফিশার–ট্রোপস সংশ্লেষণ অত্যন্ত দক্ষ। নরওয়ের স্ট্যাটঅয়েল কোম্পানিও এই প্রযুক্তিটি উন্নয়নের কাজ করছে যাতে সমুদ্রতীরবর্তী তেল ক্ষেত্রগুলো থেকে প্রাপ্ত গ্যাসকে হাইড্রোকার্বন তরলে রূপান্তর করতে জাহাজে এটি ব্যবহার করা যায়।

 উৎপাদ বণ্টন 
সাধারণভাবে ফিশার–ট্রোপস প্রক্রিয়ার মাধ্যমে গঠিত হাইড্রোকার্বনের বণ্টন পদ্ধতি অ্যান্ডারসন–শুলজ–ফ্লোরি বণ্টন অনুসরণ করে, যাকে নিচের সমীকরণের মাধ্যমে প্রকাশ করা যায়:

  = (1 − α)2αn−1

যেখানে Wn হলো n সংখ্যক কার্বন পরমাণু বিশিষ্ট হাইড্রোকার্বনের ওজন ভগ্নাংশ এবং α হলো শিকল বৃদ্ধির সম্ভাবনা অর্থাৎ একটি অণু আরও বিক্রিয়া করে দীর্ঘতর শৃঙ্খল গঠন করার সম্ভাবনা। সাধারণভাবে α প্রধানত অনুঘটক এবং নির্দিষ্ট প্রক্রিয়াগত শর্তের ওপর নির্ভর করে।

উপরের সমীকরণটি বিশ্লেষণ করলে দেখা যায় যে, যতক্ষণ পর্যন্ত α-এর মান ০.৫-এর কম থাকবে ততক্ষণ মিথেনই হবে একক বৃহত্তম উৎপাদ হবে। তবে α-এর মান বাড়িয়ে ১-এর কাছাকাছি নিয়ে গেলে বিভিন্ন দীর্ঘ-শিকলবিশিষ্ট উৎপাদগুলোর সমষ্টির তুলনায় উৎপন্ন মিথেনের মোট পরিমাণ কমিয়ে আনা সম্ভব।

α-এর মান বৃদ্ধির সাথে সাথে দীর্ঘ-শিকলবিশিষ্ট হাইড্রোকার্বন গঠনের হারও বৃদ্ধি পায়। খুব বেশি দীর্ঘ-শিকলবিশিষ্ট হাইড্রোকার্বনগুলো হলো মোম যা কক্ষ তাপমাত্রায় কঠিন অবস্থায় থাকে। তাই তরল পরিবহন জ্বালানি উৎপাদনের জন্য কিছু ফিশার–ট্রোপস উৎপাদকে ক্র্যাকিং করার প্রয়োজন হতে পারে।

এটি এড়ানোর জন্য কোনো কোনো গবেষক জিওলাইট বা নির্দিষ্ট আকারের ছিদ্রযুক্ত অন্যান্য অনুঘটক সাবস্ট্রেট ব্যবহারের প্রস্তাব করেছেন যা একটি নির্দিষ্ট আকারের চেয়ে বড় হাইড্রোকার্বন গঠনে বাধা দিতে পারে (সাধারণত n < 10)। এভাবে তারা অনেক বেশি দীর্ঘ-শিকলবিশিষ্ট হাইড্রোকার্বন তৈরি না করেই মিথেন উৎপাদন সর্বনিম্ন রাখার চেষ্টা করেন। তবে এ ধরনের প্রচেষ্টায় এখন পর্যন্ত সীমিত সাফল্য পাওয়া গেছে।

 অনুঘটক 
ফিশার–ট্রোপস প্রক্রিয়ার জন্য অনুঘটক হিসেবে চারটি ধাতু সক্রিয় ভূমিকা পালন করে: আয়রন (লোহা), কোবাল্ট, নিকেল এবং রুথেনিয়াম। যেহেতু ফিশার–ট্রোপস প্রক্রিয়াটি সাধারণত সস্তা কাঁচামালকে জটিল মিশ্রণে রূপান্তরিত করে—যা পরবর্তীতে আরও পরিশোধনের প্রয়োজন হয়—তাই এর অনুঘটকগুলো মূলত সাশ্রয়ী ধাতুর ওপর ভিত্তি করে তৈরি করা হয়, বিশেষ করে আয়রন এবং কোবাল্ট। নিকেল অতিরিক্ত পরিমাণে মিথেন উৎপন্ন করে, তাই এটি (বাণিজ্যিকভাবে) ব্যবহার করা হয় না।

সাধারণত, এ ধরনের বিষম অনুঘটকসমূহ আয়রন নাইট্রেট দ্রবণ থেকে অধঃক্ষেপণের মাধ্যমে তৈরি করা হয়। ধাতব লবণকে অনুঘটক আধারের ওপর বিন্যস্ত করার জন্য এই ধরনের দ্রবণ ব্যবহার করা যেতে পারে। এভাবে প্রস্তুতকৃত উপাদানগুলো CO, H2 অথবা প্রক্রিয়াজাতকরণ করা হবে এমন কাঁচামালের উপস্থিতিতে উত্তপ্ত করার মাধ্যমে সক্রিয় অনুঘটকে রূপান্তরিত হয় অর্থাৎ অনুঘটকগুলো ইন-সিটু বা মূল বিক্রিয়াস্থলেই উৎপন্ন হয়। ফিশার–ট্রোপস প্রক্রিয়ার বহু-স্তরীয় প্রকৃতির কারণে এর অনুঘটকীয় সক্রিয় প্রজাতিগুলো বিশ্লেষণ করা বেশ চ্যালেঞ্জিং। এছাড়া, আয়রন অনুঘটকের ক্ষেত্রে যেমনটি দেখা যায়, বেশ কিছু দশা একসাথে সহাবস্থান করতে পারে এবং বিক্রিয়ার বিভিন্ন ধাপে অংশ নিতে পারে। এই দশাগুলোর মধ্যে বিভিন্ন অক্সাইড ও কার্বাইড এবং ধাতুর বিভিন্ন বহুরূপী অন্তর্ভুক্ত।উৎপাদ বণ্টনের ক্ষেত্রে এই উপাদানগুলোর নিয়ন্ত্রণ অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ হতে পারে।

আয়রন এবং কোবাল্ট ছাড়াও নিকেল এবং রুথেনিয়াম CO/H2 মিশ্রণকে হাইড্রোকার্বনে রূপান্তর করতে সক্রিয় ভূমিকা রাখে। যদিও অত্যন্ত ব্যয়বহুল তবুও রুথেনিয়াম হলো ফিশার–ট্রোপস অনুঘটকগুলোর মধ্যে সবচেয়ে বেশি সক্রিয়। এটি এই অর্থে বেশি সক্রিয় যে, এটি সর্বনিম্ন বিক্রিয়া তাপমাত্রায় কাজ করে এবং উচ্চ আণবিক ওজনসম্পন্ন হাইড্রোকার্বন তৈরি করে।রুথেনিয়াম অনুঘটকগুলো কোনো প্রমোটার ছাড়াই শুধু ধাতু দিয়ে গঠিত হয় যা একে মেকানিজম বা কলাকৌশল বিশ্লেষণের জন্য একটি তুলনামূলক সহজ সিস্টেম হিসেবে উপস্থাপন করে। তবে উচ্চমূল্যের কারণে এর শিল্প প্রয়োগ বাধাগ্রস্ত হয়।

যখন কাঁচামাল হিসেবে প্রাকৃতিক গ্যাস ব্যবহার করা হয়, তখন ফিশার–ট্রোপস সংশ্লেষণের জন্য কোবাল্ট অনুঘটকগুলো অধিক সক্রিয় হয়। প্রাকৃতিক গ্যাসে হাইড্রোজেন ও কার্বনের অনুপাত উচ্চ থাকে তাই কোবাল্ট অনুঘটকের ক্ষেত্রে ওয়াটার-গ্যাস শিফট বিক্রিয়ার প্রয়োজন হয় না। তবে কোবাল্ট-ভিত্তিক অনুঘটকগুলো তাদের আয়রন সমকক্ষদের তুলনায় অনেক বেশি সংবেদনশীল। 

বাস্তব ক্ষেত্রে অনুঘটক নির্বাচনের জন্য উদাহরণ হিসেবে উচ্চ-তাপমাত্রার ফিশার–ট্রোপস প্রক্রিয়ার কথা বলা যায় যা ৩৩০–৩৫০°C তাপমাত্রায় পরিচালিত হয় এবং এতে আয়রন-ভিত্তিক অনুঘটক ব্যবহৃত হয়। এই প্রক্রিয়াটি সাসল তাদের কয়লা-থেকে-তরল প্ল্যান্টগুলোতে ব্যাপকভাবে ব্যবহার করেছে। অন্যদিকে, নিম্ন-তাপমাত্রার ফিশার–ট্রোপস প্রক্রিয়ায় আয়রন অথবা কোবাল্ট-ভিত্তিক অনুঘটক ব্যবহৃত হয়। এই প্রক্রিয়াটি মালয়েশিয়ার বিনতুলুতে শেল কর্তৃক নির্মিত এবং পরিচালিত প্রথম সমন্বিত জিটিএল প্ল্যান্টে ব্যবহারের জন্য সবচেয়ে বেশি পরিচিত।

সাম্প্রতিক ফিশার–ট্রোপস অনুঘটক উন্নয়নে একজন গুরুত্বপূর্ণ ব্যক্তিত্ব হলেন ড. রাফায়েল এসপিনোজা। তিনি প্রথমে সাসল, এরপর কোনোকোফিলিপস এবং সবশেষে ডাইমেনশনাল এনার্জির হয়ে আয়রন ও কোবাল্ট-ভিত্তিক উভয় ধরনের অনুঘটকই তৈরি করেছেন।তাঁর নিরবচ্ছিন্ন গবেষণা ও উৎকর্ষ সাধন সক্রিয় অনুঘটক এবং সিরামিক সাপোর্ট স্ট্রাকচারের ক্ষেত্রে অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ উন্নতি সাধন করেছে।

 প্রমোটার এবং আধার 
সক্রিয় ধাতু (সাধারণত Fe বা Co) ছাড়াও ফিশার–ট্রোপস অনুঘটকের আরও দুটি প্রধান উপাদান থাকে: প্রমোটার এবং অনুঘটক আধার। প্রমোটার হলো এমন কিছু সংযোজনী যা অনুঘটকের কার্যকারিতা বৃদ্ধি করে। ফিশার–ট্রোপস অনুঘটকের জন্য পটাশিয়াম এবং কপার হলো সাধারণ প্রমোটার যা সাধারণত লবণ হিসেবে যোগ করা হয়। প্রমোটার নির্বাচন মূলত ব্যবহৃত প্রধান ধাতুর (আয়রন বনাম কোবাল্ট) ওপর নির্ভর করে।

অনুঘটকগুলোকে উচ্চ-পৃষ্ঠতলের ক্ষেত্রফলবিশিষ্ট আধার যেমন— সিলিকা, অ্যালুমিনা অথবা জিওলাইটের ওপর স্থাপন করা হয়।

 ইতিহাস 

নাৎসি জার্মানি কর্তৃক তরল হাইড্রোকার্বন উৎপাদনের মাধ্যম হিসেবে ফিশার–ট্রোপস (F-T) প্রক্রিয়াটি ব্যাপকভাবে দৃষ্টি আকর্ষণ করে। ১৯২৬ সালে কাইজার-উইলহেম ইনস্টিটিউট ফর কেমিস্ট্রিতে কর্মরত থাকাকালীন ফ্রাঞ্জ ফিশার এবং হ্যান্স ট্রোপস মূল প্রক্রিয়াটি উদ্ভাবন করেন। তাঁরা বেশ কিছু পেটেন্ট দাখিল করেছিলেন, যার মধ্যে অন্যতম হলো  (আবেদন ১৯২৬, প্রকাশ ১৯৩০)। ১৯৩৬ সালে জার্মানির ব্রাবাগ কোম্পানি এটি বাণিজ্যিকভাবে চালু করে। পেট্রোলিয়ামে দরিদ্র কিন্তু কয়লায় সমৃদ্ধ হওয়ায় জার্মানি দ্বিতীয় বিশ্বযুদ্ধের সময় এরসাটজ জ্বালানি তৈরির জন্য এই প্রক্রিয়াটি ব্যবহার করেছিল। ধারণা করা হয় যে, ফিশার–ট্রোপস পদ্ধতি জার্মানির যুদ্ধকালীন মোট জ্বালানি উৎপাদনের ৯% এবং মোটরগাড়ির জ্বালানির ২৫% সরবরাহ করেছিল। ফিশার ও ট্রোপসের সময়ের পর থেকে এই প্রক্রিয়ায় অনেক পরিমার্জন ও সমন্বয় করা হয়েছে।

সিন্থেটিক লিকুইড ফুয়েলস অ্যাক্ট-এর অধীনে গৃহীত একটি কর্মসূচির মাধ্যমে ইউনাইটেড স্টেটস ব্যুরো অফ মাইন্স ১৯৪৬ সালে মিসৌরির লুইজিয়ানাতে অবস্থিত একটি ফিশার–ট্রোপস প্ল্যান্টে অপারেশন পেপারক্লিপ-এর সাতজন সিন্থেটিক জ্বালানি বিজ্ঞানীকে নিয়োগ দেয়।

ব্রিটেনে, অ্যালফ্রেড আগস্ট আইশার ১৯৩০ এবং ১৯৪০-এর দশকে এই প্রক্রিয়ার উন্নতির জন্য বেশ কয়েকটি পেটেন্ট লাভ করেন।উদাহরণস্বরূপ, ব্রিটিশ পেটেন্ট নং ৫৭৩,৯৮২, আবেদন ১৯৪১, প্রকাশ ১৯৪৫:  আইশারের কোম্পানির নাম ছিল সিন্থেটিক অয়েলস লিমিটেড যার সাথে কানাডার একই নামের কোনো কোম্পানির সম্পর্ক ছিল না।

১৯৩০ ও ১৯৪০-এর দশকের দিকে, আর্থার ইমহাউসেন (Arthur Imhausen) জারণ প্রক্রিয়ার মাধ্যমে এই সিন্থেটিক বা কৃত্রিম তেল থেকে ভোজ্য চর্বি তৈরির একটি শিল্প-প্রক্রিয়া উদ্ভাবন ও প্রয়োগ করেন। উৎপাদিত পণ্যগুলোকে আংশিক পাতন (fractional distillation) করা হতো এবং – অংশ থেকে ভোজ্য চর্বি পাওয়া যেত, যা পরবর্তীতে প্রোপিলিন থেকে সংশ্লেষিত গ্লিসারলের সাথে বিক্রিয়া করানো হতো। 

সিন্থেটিক তেল থেকে তৈরি এই "কয়লা মাখন" বা মার্জারিন বেশ পুষ্টিকর এবং সুস্বাদু ছিল। এটি সে সময় মানুষের খাদ্যতালিকায় অন্তর্ভুক্ত করা হয়েছিল যা দৈনিক প্রায় ৭০০ ক্যালোরি পর্যন্ত যোগান দিত। তবে এক কেজি সিন্থেটিক মাখন তৈরির জন্য কমপক্ষে ৬০ কেজি কয়লার প্রয়োজন হতো।

 বাণিজ্যিকীকরণ 
 সাসল 


বিশ্বজুড়ে ফিশার–ট্রোপস প্রযুক্তির বৃহত্তম বাস্তবায়ন দেখা যায় দক্ষিণ আফ্রিকার সাসল পরিচালিত বিভিন্ন প্ল্যান্টে। দেশটিতে প্রচুর পরিমাণে কয়লার মজুদ থাকলেও পেট্রোলিয়ামের পরিমাণ খুবই নগণ্য। তাদের সেকুন্ডা সিটিএল প্ল্যান্টের উৎপাদন ক্ষমতা প্রতিদিন ১৬৫,০০০ ব্যারেল। তাদের প্রথম বাণিজ্যিক প্ল্যান্টটি ১৯৫২ সালে চালু হয়।"Construction of World's First Synthesis Plant"  Popular Mechanics, February 1952, p. 264, bottom of page. কাঁচামাল হিসেবে কয়লা ও প্রাকৃতিক গ্যাস ব্যবহার করে সাসল বিভিন্ন ধরনের কৃত্রিম পেট্রোলিয়াম পণ্য উৎপাদন করে যার মধ্যে দেশটির অধিকাংশ ডিজেল জ্বালানি অন্তর্ভুক্ত।"technologies & processes" Sasol 

 ডাইমেনশনাল এনার্জি 
কার্বন ডাই-অক্সাইড থেকে জ্বালানি তৈরির একটি বিশেষ পথ ব্যবহার করে, ডাইমেনশনাল এনার্জি যুক্তরাষ্ট্রের অ্যারিজোনা অঙ্গরাজ্যের তুসন এবং কানাডার ব্রিটিশ কলম্বিয়ার রিচমন্ড দুটি ফিশার–ট্রোপস ডেমো/পাইলট প্ল্যান্ট ডিজাইন, নির্মাণ এবং পরিচালনা করেছে। রিচমন্ডের ইউনিটটি ছিল ২০২৪ সালে একটি সিমেন্ট কারখানার পয়েন্ট-সোর্স CO2 সাইটে সমন্বিত প্ল্যান্টের বিশ্বের প্রথম প্রদর্শন। 

এই প্রকল্পটি সিমেন্ট প্রস্তুতকারক প্রতিষ্ঠান Amrize (পূর্বে লাফার্জ-হোলসিম), কার্বন ক্যাপচার প্রযুক্তির শীর্ষস্থানীয় প্রতিষ্ঠান Svante এবং ডাইমেনশনাল এনার্জিকে একত্রিত করেছে। এর মূল লক্ষ্য ছিল কার্বন নিঃসরণকারী যেকোনো সাইটে কার্বন ক্যাপচার এবং এর ব্যবহারের একটি স্থানান্তরযোগ্য এবং কার্যকর পথ প্রমাণ করা। ডাইমেনশনাল এনার্জি তাদের বাণিজ্যিক রিভার্স ওয়াটার-গ্যাস শিফট এবং ফিশার–ট্রোপস অনুঘটকের সাথে ট্যান্ডেম রিঅ্যাক্টর ব্যবহার করেছে যা আলাদাভাবে বা প্যাকেজ হিসেবে লাইসেন্স করা ও কেনা সম্ভব। এই প্ল্যান্টটির নামমাত্র নকশা ছিল প্রতিদিন ১০০০ কেজি CO2 ইনপুট ব্যবহার করে মূলত এন-প্যারাফিন তরল এবং মোম উৎপাদন করা।

 রাস লাফান, কাতার 

কাতারের রাস লাফানে অবস্থিত এলটিএফটি সুবিধা সম্পন্ন পার্ল জিটিএল হলো দক্ষিণ আফ্রিকার সাসলের সেকুন্ডা প্ল্যান্টের পর বিশ্বের দ্বিতীয় বৃহত্তম ফিশার–ট্রোপস প্ল্যান্ট। এটি ২৩০ °C তাপমাত্রায় কোবাল্ট অনুঘটক ব্যবহার করে প্রতিদিন  হারে প্রাকৃতিক গ্যাসকে তরল পেট্রোলিয়ামে রূপান্তরিত করে। এর পাশাপাশি এখান থেকে আরও প্রায়  তেলের সমপরিমাণ প্রাকৃতিক গ্যাস তরল এবং ইথেন উৎপাদিত হয়।

রাস লাফানে অবস্থিত ওরিক্স জিটিএল নামে অন্য একটি প্ল্যান্ট ২০০৭ সালে চালু করা হয়, যার উৎপাদন ক্ষমতা প্রতিদিন । এই প্ল্যান্টটি সাসলের স্লারি ফেজ ডিস্টিলেট প্রক্রিয়া ব্যবহার করে যেখানে কোবাল্ট অনুঘটক ব্যবহৃত হয়। ওরিক্স জিটিএল হলো কাতারএনার্জি এবং সাসলের একটি যৌথ উদ্যোগ।

 পেট্রোএসএ 
দক্ষিণ আফ্রিকার আরেকটি প্রতিষ্ঠান পেট্রোএসএ একটি রিফাইনারি পরিচালনা করে যার প্ল্যান্টের ক্ষমতা প্রতিদিন ৩৬,০০০ ব্যারেল। প্রতিষ্ঠানটি ২০১১ সালে তাদের আধা-বাণিজ্যিক প্রদর্শন সমাপ্ত করেছে, যা পূর্ণাঙ্গ বাণিজ্যিক প্রস্তুতির পথ প্রশস্ত করেছে। এই প্রযুক্তি ব্যবহার করে প্রাকৃতিক গ্যাস, বায়োমাস বা কয়লাকে কৃত্রিম জ্বালানিতে রূপান্তরিত করা সম্ভব।

 শেল মিডল ডিস্টিলেট সংশ্লেষণ 
ফিশার–ট্রোপস প্রযুক্তির অন্যতম বৃহত্তম বাস্তবায়ন ঘটেছে মালয়েশিয়ার বিনতুলুতে। শেলের এই স্থাপনাটি প্রাকৃতিক গ্যাসকে নিম্ন-সালফার যুক্ত ডিজেল জ্বালানি এবং ফুড-গ্রেড মোমে রূপান্তরিত করে। এর উৎপাদন ক্ষমতা প্রতিদিন প্রায় ।

 আর্কাডিয়া ই-ফুয়েলস 
টেক্সাস ভিত্তিক প্রতিষ্ঠান আর্কাডিয়া ই-ফুয়েলস, সাসল এবং টপসোের সহযোগিতায় ডেনমার্কের ভোর্ডিংবার্গে একটি টেকসই বিমান জ্বালানি প্ল্যান্ট নির্মাণ করছে। এই প্ল্যান্টে পানি তড়িৎ-বিশ্লেষণ এবং কার্বন ক্যাপচার থেকে প্রাপ্ত সিনগ্যাসকে ফিশার–ট্রোপস প্রক্রিয়ার মাধ্যমে বিমান চলাচলের উপযোগী ই-ডিজেল জ্বালানিতে রূপান্তরিত করা হবে।

প্ল্যান্টটি ২০২৮ সালে উৎপাদন শুরু করবে বলে আশা করা হচ্ছে। এছাড়া যুক্তরাজ্যের টিসাইড এবং যুক্তরাষ্ট্রে আরও বেশ কিছু প্ল্যান্ট তৈরির পরিকল্পনা প্রক্রিয়াধীন রয়েছে।

 ভেলোসিস 
ভেলোসিস ২০১৭ এবং ২০১৮ সালের দিকে ওকলাহোমা সিটিতে এনভিয়ার সাথে যৌথভাবে একটি প্রদর্শনী প্ল্যান্ট পরিচালনা করেছিল। পরবর্তীতে সেই সাইটটি অন্য একজন অংশীদারের কাছে ৪.১৫ মিলিয়ন ডলারে বিক্রি করে দেওয়া হয়। এরপর  যৌথ উদ্যোগটি বন্ধ করে দেওয়া হয় এবং রিঅ্যাক্টরগুলো ভেলোসিসের কাছে ফিরিয়ে দেওয়া হয়।

২০২০ সালে জাপানের নাগোয়ায় অবস্থিত একটি প্রদর্শনী প্ল্যান্টে কাঠের টুকরো থেকে টেকসই বিমান জ্বালানি তৈরির জন্য টয়ো ইঞ্জিনিয়ারিং কর্পোরেশ এই কোম্পানির ফিশার–ট্রোপস রিঅ্যাক্টরগুলো ব্যবহার করেছিল। উৎপাদিত এই জ্বালানি ২০২১ সালের ১৭ জুন টোকিও থেকে সাপ্পোরো পর্যন্ত জেএল ৫১৫ (JL 515) ফ্লাইটে ব্যবহার করা হয়। এটি ছিল বিশ্বে প্রথমবার গ্যাসীকৃত কাঠের টুকরো থেকে প্রাপ্ত এবং সংশ্লেষিত বিমান জ্বালানী ব্যবহার করে কোনো বাণিজ্যিক বিমানের উড্ডয়ন।

 এসজিসিই 
একটি বায়োমাস প্রযুক্তি লাইসেন্সদাতা হিসেবে যাত্রা শুরু করে, ২০১২ সালের গ্রীষ্মে এসজিসি এনার্জিয়া টেক্সাসের প্যাসাডেনা টেকনোলজি সেন্টারে একটি পরীক্ষামূলক মাল্টি-টিউবুলার ফিশার–ট্রোপস প্রসেস ইউনিট এবং সংশ্লিষ্ট পণ্য উন্নয়ন  ইউনিট সফলভাবে চালু করে। এই প্রযুক্তি কেন্দ্রটি মূলত তাদের এক্সটিএলএইচ সমাধানের বিকাশ ও পরিচালনার ওপর আলোকপাত করে যা নিম্ন-মানের কার্বন বর্জ্য প্রবাহকে উন্নত জ্বালানি এবং মোম জাতীয় পণ্যে রূপান্তর করার প্রক্রিয়াটিকে অপ্টিমাইজ বা সুদক্ষ করে তোলে। এই ইউনিটটি লুইজিয়ানার ওয়েস্টলেকে নির্মিত ১১০০ BPD ক্ষমতা সম্পন্ন জুনিপার জিটিএল সুবিধার জন্য একটি অপারেশনাল প্রশিক্ষণ পরিবেশ হিসেবেও কাজ করে।

 ইউপিএম (ফিনল্যান্ড) 
২০০৬ সালের অক্টোবরে, ফিনল্যান্ডীয় কাগজ ও মণ্ড প্রস্তুতকারক কোম্পানি ইউপিএম তাদের ইউরোপীয় প্ল্যান্টগুলোতে ফিশার–ট্রোপস প্রক্রিয়ার মাধ্যমে বায়োডিজেল উৎপাদনের পরিকল্পনা ঘোষণা করে। এই প্রক্রিয়ায় তারা কাঁচামাল হিসেবে কাগজ ও মণ্ড তৈরির প্রক্রিয়ায় উৎপন্ন বর্জ্য বায়োমাস ব্যবহারের সিদ্ধান্ত নেয়।

 উজবেকিস্তান জিটিএল 


 রেনটেক 
বায়োমাস গ্যাসীকরণে বিশেষায়িত প্রতিষ্ঠান ক্লিয়ারফুয়েলসের সাথে অংশীদারিত্বের ভিত্তিতে রেনটেক ইনকর্পোরেটেড একটি প্রদর্শনী-পর্যায়ের ফিশার–ট্রোপস প্ল্যান্ট তৈরি ও পরিচালনা করেছিল। কলোরাডোর কমার্স সিটিতে অবস্থিত এই স্থাপনাটি প্রাকৃতিক গ্যাস থেকে প্রতিদিন প্রায়  জ্বালানি উৎপাদন করত। ক্যালিফোর্নিয়ার রিয়াল্টো; মিসিসিপির নাচেজ; ফ্লোরিডার পোর্ট সেন্ট জো এবং ওন্টারিওর হোয়াইট রিভারে তাদের বাণিজ্যিক-পর্যায়ের স্থাপনা তৈরির পরিকল্পনা ছিল।http://www.rentechinc.com/  (official site) তবে ২০১৩ সালে রেনটেক তাদের পাইলট প্ল্যান্টটি বন্ধ করে দেয় এবং ফিশার–ট্রোপস প্রক্রিয়ার পাশাপাশি প্রস্তাবিত বাণিজ্যিক স্থাপনাগুলোর কাজও পরিত্যাগ করে।

 ইনফ্রা জিটিএল প্রযুক্তি 

২০১০ সালে, ইনফ্রা প্রাকৃতিক গ্যাসকে কৃত্রিম তেলে রূপান্তরিত করার জন্য একটি কমপ্যাক্ট পাইলট প্ল্যান্ট নির্মাণ করে। এই প্ল্যান্টটি জিটিএল রাসায়নিক প্রক্রিয়ার পূর্ণ চক্রকে মডেল হিসেবে অনুসরণ করে, যার মধ্যে পাইপলাইন গ্যাস গ্রহণ, সালফার অপসারণ, স্টিম মিথেন রিফর্মিং, সিনগ্যাস কন্ডিশনিং এবং ফিশার–ট্রোপস সংশ্লেষণ অন্তর্ভুক্ত ছিল। ২০১৩ সালে প্রথম পাইলট প্ল্যান্টটি ভিএনআইআইজিএজেড  গ্যাজপ্রম এলএলসি দ্বারা অধিগ্রহণ করা হয়।

২০১৪ সালে ইনফ্রা একটি নতুন এবং বৃহত্তর স্কেলের পূর্ণ চক্রের পাইলট প্ল্যান্ট চালু ও পরিচালনা করে। এটি ইনফ্রার দ্বিতীয় প্রজন্মের টেস্টিং ফ্যাসিলিটি এবং এটি উচ্চমাত্রার স্বয়ংক্রিয়তা ও বিস্তৃত তথ্য সংগ্রহ পদ্ধতির জন্য বিশেষভাবে পরিচিত। ২০১৫ সালে ইনফ্রা রাশিয়ার মস্কোর ট্রয়েটস্কে নিজস্ব অনুঘটক কারখানা তৈরি করে। এই কারখানার বার্ষিক উৎপাদন ক্ষমতা ১৫ টনের বেশি এবং এটি কোম্পানির গবেষণা ও উন্নয়ন বিভাগ দ্বারা উদ্ভাবিত অনন্য প্রোপাইটারি ফিশার–ট্রোপস অনুঘটক তৈরি করে।

২০১৬ সালে ইনফ্রা টেক্সাসের ওয়ার্টনে প্রাকৃতিক এবং অ্যাসোসিয়েটেড গ্যাসকে কৃত্রিম অপরিশোধিত তেলে রূপান্তর করার জন্য একটি মডুলার এবং পরিবহনযোগ্য জিটিএল এম১০০ প্ল্যান্ট ডিজাইন ও নির্মাণ করে। এম১০০ প্ল্যান্টটি বর্তমানে প্রযুক্তি প্রদর্শন ইউনিট, অনুঘটক পরিমার্জনের গবেষণা প্ল্যাটফর্ম এবং ইনফ্রা জিটিএল প্রক্রিয়াকে আরও বড় ও দক্ষ প্ল্যান্টে রূপান্তর করার অর্থনৈতিক মডেল হিসেবে কাজ করছে।

 অন্যান্য 
মার্কিন যুক্তরাষ্ট্র এবং ভারতের কিছু কয়লা উৎপাদনকারী অঙ্গরাজ্য ফিশার–ট্রোপস প্ল্যান্টে বিনিয়োগ করেছে। পেনসিলভানিয়ায় ওয়েস্ট ম্যানেজমেন্ট অ্যান্ড প্রসেসরস ইনকর্পোরেটেডকে রাজ্য সরকার শেল এবং সাসল থেকে লাইসেন্সকৃত এফটি প্রযুক্তি ব্যবহারের জন্য অর্থায়ন করেছিল। এর উদ্দেশ্য ছিল তথাকথিত পরিত্যক্ত কয়লা থেকে নিম্ন-সালফার যুক্ত ডিজেল জ্বালানিতে রূপান্তর করা।

 গবেষণা ও উন্নয়ন 
চোরেন ইন্ডাস্ট্রিজ জার্মানিতে একটি প্ল্যান্ট তৈরি করেছিল যা শেলের ফিশার–ট্রোপস প্রক্রিয়ার কাঠামো ব্যবহার করে বায়োমাসকে সিনগ্যাস এবং জ্বালানিতে রূপান্তরিত করত। তবে প্রক্রিয়ার অবাস্তব ও জটিল প্রকৃতির কারণে ২০১১ সালে কোম্পানিটি দেউলিয়া হয়ে যায়। Choren official web site

বায়োমাস গ্যাসীকরণ এবং ফিশার–ট্রোপস সংশ্লেষণকে তাত্ত্বিকভাবে একত্রিত করে নবায়নযোগ্য পরিবহন জ্বালানি জৈব জ্বালানি উৎপাদন করা সম্ভব। সানফায়ারের সাথে অংশীদারিত্বের ভিত্তিতে, অডি ক্ষুদ্র পরিসরে দুই ধাপে ই-ডিজেল উৎপাদন করে যার দ্বিতীয় ধাপটি হলো ফিশার–ট্রোপস প্রক্রিয়া।

 মার্কিন বিমানবাহিনীর পরীক্ষা 

যুক্তরাষ্ট্রের সাবেক পাবলিক লিমিটেড কোম্পানি "সিনট্রোলিয়াম", ওকলাহোমার তুলসার কাছে তাদের প্রদর্শনী প্ল্যান্টে প্রাকৃতিক গ্যাস থেকে ফিশার–ট্রোপস প্রক্রিয়ার মাধ্যমে ৪,০০,০০০ গ্যালনেরও  বেশি ডিজেল এবং জেট ফুয়েল উৎপাদন করেছে। প্রাকৃতিক গ্যাসকে কাঁচামাল হিসেবে ব্যবহার করে তৈরি এই অতি-স্বচ্ছ এবং নিম্ন-সালফার যুক্ত জ্বালানিটি মার্কিন জ্বালানি বিভাগ এবং পরিবহন বিভাগ দ্বারা ব্যাপকভাবে পরীক্ষিত হয়েছে।

সিনট্রোলিয়াম একটি কৃত্রিম জেট ফুয়েল মিশ্রণ তৈরির লক্ষ্যে কাজ করেছে যা মার্কিন বিমানবাহিনীকে আমদানিকৃত পেট্রোলিয়ামের ওপর নির্ভরতা কমাতে সাহায্য করবে। বিমানবাহিনী, যারা মার্কিন সামরিক বাহিনীর বৃহত্তম জ্বালানি ব্যবহারকারী, ১৯৯৯ সালে বিকল্প জ্বালানি উৎসের সন্ধান শুরু করে। ২০০৬ সালের ১৫ ডিসেম্বর ক্যালিফোর্নিয়ার এডওয়ার্ডস এয়ার ফোর্স বেস থেকে প্রথমবারের মতো একটি বি-৫২ বোমারু বিমান উড্ডয়ন করে, যা মূলত জেপি-৮ এবং সিনট্রোলিয়ামের তৈরি ফিশার-ট্রোপস জ্বালানির ৫০–৫০ মিশ্রণে চালিত ছিল। সাত ঘণ্টার এই পরীক্ষামূলক উড্ডয়নটি সফল বলে বিবেচিত হয়। এই কর্মসূচির লক্ষ্য ছিল বি-৫২ বহরের জন্য এই জ্বালানি মিশ্রণটিকে ব্যবহারের যোগ্য হিসেবে অনুমোদন দেওয়া এবং পরবর্তীতে অন্যান্য বিমানেও এর পরীক্ষা চালানো। ২০০৭ সালে এই পরীক্ষা কর্মসূচি শেষ হয়।

এটি ছিল মার্কিন প্রতিরক্ষা বিভাগের "অ্যাসিউরড ফুয়েল ইনিশিয়েটিভ"-এর একটি অংশ যার লক্ষ্য ছিল সামরিক প্রয়োজনে অভ্যন্তরীণ নিরাপদ জ্বালানি উৎস তৈরি করা। পেন্টাগন আশা করেছিল যে ২০১৬ সালের মধ্যে তারা বিদেশি উৎপাদকদের অপরিশোধিত তেলের ওপর নির্ভরতা কমিয়ে তাদের মোট বিমান জ্বালানির অর্ধেক বিকল্প উৎস থেকে সংগ্রহ করবে। অতি সম্প্রতি ২০২১ সালে, টুয়েলভ এবং ইমার্জিং ফুয়েলস টেকনোলজি বিমানবাহিনীর জন্য আরও এক ব্যাচ কৃত্রিম জেট ফুয়েল তৈরি করেছে। ইমার্জিং ফুয়েলস টেকনোলজি হলো মূলত সিনট্রোলিয়ামের উত্তরসূরি কোম্পানি যা সিনট্রোলিয়ামের প্রতিষ্ঠাতা ও ব্যবস্থাপনা দল দ্বারা প্রতিষ্ঠিত এবং তারা তুলসার সেই গবেষণাগারটি কিনে নিয়েছে।

 প্রক্রিয়ার দক্ষতা 
প্রথাগত ফিশার–ট্রোপস প্রযুক্তি ব্যবহার করলে এই প্রক্রিয়ার কার্বন দক্ষতা ২৫ থেকে ৫০ শতাংশের মধ্যে থাকে। কয়লা থেকে তরল রূপান্তরকারী স্থাপনাগুলোর ক্ষেত্রে তাপীয় দক্ষতা প্রায় ৫০% হয়ে থাকে, এটি আদর্শগতভাবে ৬০% পর্যন্ত হতে পারে। অন্যদিকে, গ্যাস থেকে তরল রূপান্তরকারী স্থাপনাগুলোর দক্ষতা প্রায় ৬০%, এটিও আদর্শগতভাবে ৮০% পর্যন্ত হওয়া সম্ভব।

 প্রকৃতিতে ফিশার–ট্রোপস 
ধারণা করা হয় যে, গ্রহাণুর অভ্যন্তরে ডিএনএ এবং আরএনএ-এর কিছু গাঠনিক উপাদান তৈরিতে ফিশার–ট্রোপস-সদৃশ একটি প্রক্রিয়া ভূমিকা পালন করেছে। একইভাবে, অজৈব উৎস থেকে পেট্রোলিয়াম সৃষ্টির যে মতবাদ প্রচলিত রয়েছে তার জন্যও প্রাকৃতিকভাবে ঘটা ফিশার–ট্রোপস সদৃশ প্রক্রিয়ার প্রয়োজন। স্বাভাবিক পরিবেশগত অবস্থায় নাইট্রোজেনেজ এনজাইমের মাধ্যমে জৈবিক উপায়ে ফিশার–ট্রোপস সদৃশ বিক্রিয়া সম্পন্ন হতে পারে।

 আরও দেখুন 

 তথ্যসূত্র 

 আরও পড়ুন 





 বহিঃসংযোগ 

 হাইড্রোকার্বন উৎপাদনের জন্য গ্রিন-হাইড্রোজেন-সহায়তা কার্বন ডাই অক্সাইড ব্যবহারের মডেলিং এবং ইন্টিগ্রেশন
 ফিশার–ট্রোপস আর্কাইভস
 কয়লা এবং বায়োমাস থেকে ফিশার–ট্রোপস জ্বালানি
 অজৈব গ্যাস বিতর্ক (এএপিজি এক্সপ্লোরার, নভেম্বর ২০০২)
 গ্যাসের উৎপত্তি সংক্রান্ত তত্ত্বের অধ্যয়ন (এএপিজি এক্সপ্লোরার, নভেম্বর ২০০২)
 অপ্রচলিত গ্যাস সম্পর্কে অপ্রচলিত ধারণা (সোসাইটি অফ পেট্রোলিয়াম ইঞ্জিনিয়ার্স)
 তরল হাইড্রোকার্বন সংশ্লেষণ প্রক্রিয়া – গ্রেট ব্রিটেন পেটেন্ট GB309002 – হারম্যান প্লাউসন
 কেভিন বুলিস রচিত কয়লা থেকে পরিচ্ছন্ন ডিজেল (Clean diesel from coal)
 সিনফুয়েলের মাধ্যমে "হাইড্রোজেন অর্থনীতি" বাস্তবায়ন (পিডিএফ)
 কার্বন-টু-লিকুইডস গবেষণা
 কোবাল্ট অনুঘটকের ওপর ক্ষারীয় ধাতুর প্রভাব

বিষয়শ্রেণী:জৈব জ্বালানি প্রযুক্তি
বিষয়শ্রেণী:অনুঘটন
বিষয়শ্রেণী:কয়লা
বিষয়শ্রেণী:জৈব ধাতব রসায়ন
বিষয়শ্রেণী:পেট্রোলিয়াম উৎপাদন
বিষয়শ্রেণী:সিনথেটিক ফুয়েল প্রযুক্তি
বিষয়শ্রেণী:জার্মান উদ্ভাবন
বিষয়শ্রেণী:১৯২৫-এর বিজ্ঞান
বিষয়শ্রেণী:১৯২৫-এ জার্মানি
বিষয়শ্রেণী:জৈব রেডক্স বিক্রিয়া
বিষয়শ্রেণী:নামীয় বিক্রিয়া