第7章 碳一化工

1、第7章 碳一化工周安宁周安宁 西安科技大学化学与化工学院西安科技大学化学与化工学院;2022-5-312022-5-32能源发展方式的能源发展方式的优化与组配优化与组配2022-5-337.1 碳一化工的定义碳一化工的定义 C1化学的定义化学的定义“C1化学化学”一词最早来源于一词最早来源于Monsanto公司，系指由甲醇合成乙酸工艺公司，系指由甲醇合成乙酸工艺(即从合成气制得甲醇，通过铑即从合成气制得甲醇，通过铑_碘络合物催化剂体系反应生成乙碘络合物催化剂体系反应生成乙酸酸).(夏求真夏求真. 醋酸及其衍生物醋酸及其衍生物M 陈冠荣陈冠荣. 化工百科全书化工百科全书 第第2卷卷 北京北京 化

2、学工业出版社化学工业出版社).广义上讲，凡含一个碳原子的化合物，如甲烷，广义上讲，凡含一个碳原子的化合物，如甲烷，CO，CO2，HCN，甲醇和工业废气等参与的反应化学，都可定义为甲醇和工业废气等参与的反应化学，都可定义为C1化学。化学。20世纪世纪80 年代，日本催化学会年代，日本催化学会C1化学委员会将化学委员会将C1化工技术定义为化工技术定义为2部分组成：即制造部分组成：即制造CO,H2或者或者CO/H2(合成气合成气)的技术和的技术和利用利用CO及合及合成气制造化学品、燃料的技术。成气制造化学品、燃料的技术。2022-5-34战略目标和任务战略目标和任务化工原料的多样化化工原料的多样化一

3、是将一是将1个碳原子的化合物合成为个碳原子的化合物合成为2个碳原子的化合物，继而产生一个碳原子的化合物，继而产生一系列衍生化工产品，特别是精细化工产品。系列衍生化工产品，特别是精细化工产品。成功合成为成功合成为2个碳原子的化合物有乙炔、乙烯、乙醇、乙二醇、醋个碳原子的化合物有乙炔、乙烯、乙醇、乙二醇、醋酸、草酸、醋酐、甲酸甲酯、二甲醚和碳酸二甲酯等。酸、草酸、醋酐、甲酸甲酯、二甲醚和碳酸二甲酯等。二是将现有含碳化合物增加一个碳原子，即通过羰基合成和氢甲酰二是将现有含碳化合物增加一个碳原子，即通过羰基合成和氢甲酰化等反应来实现。化等反应来实现。如烯烃氢甲酰化制多如烯烃氢甲酰化制多1个碳原子的醛，

4、氯化苄羰基化制苯乙酸，三个碳原子的醛，氯化苄羰基化制苯乙酸，三聚丙烯羰基化制聚丙烯羰基化制C10叔碳酸等。叔碳酸等。 能源的能源的“非石油化非石油化”-煤、生物质煤、生物质-气、液化气、液化一是解决未来石油化工原料技术链、产业链的接替；一是解决未来石油化工原料技术链、产业链的接替；二是提供清洁燃料的技术及产业链。二是提供清洁燃料的技术及产业链。 2022-5-35C1化学品的主要领域化学品的主要领域液体燃料：如合成气合成油、甲醇代汽油、二甲醚代柴液体燃料：如合成气合成油、甲醇代汽油、二甲醚代柴油或石油液化气，碳酸二甲酯、低碳混合醇等作为油品油或石油液化气，碳酸二甲酯、低碳混合醇等作为油品添加剂

5、添加剂 石油替代石油替代烯烃，烯烃、芳烃、含氧化合物：针对石油资源减少和烯烃，烯烃、芳烃、含氧化合物：针对石油资源减少和枯竭后，维持现有石油化工产品链枯竭后，维持现有石油化工产品链 。C1化工产品开发关键化工产品开发关键催化剂的开发催化剂的开发使反应在较低的温度和压力进行；使反应在较低的温度和压力进行；获得较高的转化率、选择性和收率；获得较高的转化率、选择性和收率；使生产过程具有经济性。使生产过程具有经济性。上游主要原料上游主要原料煤炭、天然气、重油（渣油）和石脑油等。煤炭、天然气、重油（渣油）和石脑油等。 2022-5-36能源化工产品能源化工产品主要包括合成液体燃料、制氢和燃料电池三大方面

6、主要包括合成液体燃料、制氢和燃料电池三大方面制氢制氢甲醇可以通过催化裂解、重整和催化部分氧化等方法制氢；甲醇可以通过催化裂解、重整和催化部分氧化等方法制氢；甲烷的催化裂解制氢；甲烷的催化裂解制氢；煤气化制氢；煤气化制氢；生物质热解或气化制氢。生物质热解或气化制氢。合成液体燃料：合成液体燃料：F-T 合成工艺和合成工艺和MTG(methanol to gasoline ， 简称简称MTG) 工艺。工艺。F-T 合成是指合成是指CO 非均相催化氢化生成不同链长的烃和含氧有机非均相催化氢化生成不同链长的烃和含氧有机物的反应，物的反应， 二氧化碳和水是主要反应副产物。二氧化碳和水是主要反应副产物。20

7、22-5-37合成气作为原料的合成路线及产品合成气作为原料的合成路线及产品2022-5-387.2 碳一化工产品合成路线碳一化工产品合成路线2022-5-39Two facts are obvious from table 1: a ) the ratio of CO:H2 needed is different b) various amounts of are produced. The molecular loss become even worse when CO2 is formed beside of water. Both the ratio of CO:H2 and the f

8、ormation of water affect the economic of CO/H2 technology significantly. 以甲醇为原料的合成路线及其化学品以甲醇为原料的合成路线及其化学品2022-5-3102022-5-3112022-5-3122022-5-3132022-5-314以甲烷为原料的合成路线及产品以甲烷为原料的合成路线及产品2022-5-3152022-5-316以二氧化碳为原料的合成路线及产品以二氧化碳为原料的合成路线及产品2022-5-3172022-5-318全世界每年有近全世界每年有近1.1亿吨二氧化碳被化学固定：亿吨二氧化碳被化学固定：尿素是固

9、定二氧化碳的最大宗产品，每年消耗的二氧化尿素是固定二氧化碳的最大宗产品，每年消耗的二氧化碳超过碳超过7000万吨；万吨；无机碳酸盐，每年达无机碳酸盐，每年达3000万吨；万吨；加氢还原合成一氧化碳也已经达到加氢还原合成一氧化碳也已经达到600万吨。万吨。每年还有万多吨二氧化碳用于合成药物中间体水杨酸每年还有万多吨二氧化碳用于合成药物中间体水杨酸及碳酸丙烯酯等。及碳酸丙烯酯等。替代光气合成高附加值的系列重要化工原料（碳酸二甲替代光气合成高附加值的系列重要化工原料（碳酸二甲酯、异氰酸酯、甲基内烯酸甲酯等）。酯、异氰酸酯、甲基内烯酸甲酯等）。2022-5-3192022-5-3202022-5-32

10、1u 新工艺方法研究；新工艺方法研究；u 高效催化剂研究；高效催化剂研究；u 反应器开发与设计反应器开发与设计u 新用途与新产品新用途与新产品7.3 碳一化工技术发展重点及趋势碳一化工技术发展重点及趋势2022-5-322新技术应用生物技术生物技术等离子体与催化联合转化技术等离子体与催化联合转化技术等离子体技术（等离子体技术（plasma technology）应用等离子体发生器产生的部分）应用等离子体发生器产生的部分电离等离子体完成一定工业生产目标的手段（放电管中的电离气体是不电离等离子体完成一定工业生产目标的手段（放电管中的电离气体是不同于气体、液体、固体的物质第四态）。同于气体、液体、固

11、体的物质第四态）。超临界反应技术：超临界反应技术：)反应分离一体化技术、微型反应技术等反应分离一体化技术、微型反应技术等2022-5-323 7.4 F-T合成技术合成技术 定义定义F-TS(Fischer Tropsch Sythesis)合成是指合成是指O在固体催化剂在固体催化剂作用下非均相作用下非均相氢化氢化生成不同链长的生成不同链长的烃类烃类(125)混合物和混合物和含氧化物含氧化物的反应。的反应。该反应于该反应于1923年由年由Fisscher和和Tropsch首次发现后经首次发现后经Fischer等人完善，并于等人完善，并于1936年在鲁尔化学公司实现工业化，年在鲁尔化学公司实现工

12、业化，-合成因此而得名。合成因此而得名。合成原料合成原料:CO/H2 (合成气合成气)合成气制备合成气制备:煤、天然气、生物质等为原料经气化获得煤、天然气、生物质等为原料经气化获得CTL、GTL、BTL。特点：产物以直链烷烃、烯烃为主，无硫、氮等杂质。特点：产物以直链烷烃、烯烃为主，无硫、氮等杂质。2022-5-3242022-5-325合成产品的分布与组成合成产品的分布与组成组分非常复杂：甲烷到石蜡烃组分非常复杂：甲烷到石蜡烃烃类的碳数分布服从烃类的碳数分布服从AndersonSchulzFlory (ASF) distribution规律规律 Mn 碳原子数为碳原子数为n的烃的质量分数；的

13、烃的质量分数； 为链增长几率为链增长几率产物分布制约了产品的选择性产物分布制约了产品的选择性,使使得目的产品收率低得目的产品收率低,汽油产品的收汽油产品的收率不超过率不超过40%(t%),而有些产品而有些产品如石蜡收率高达如石蜡收率高达80 % -二次加二次加工工直链的烷烯烃直链的烷烯烃,尤其是尤其是-烯烃含量烯烃含量较高较高,而异构烷烃与芳烃含量较少而异构烷烃与芳烃含量较少-汽油的辛烷值较低汽油的辛烷值较低 反应器反应器产品，产品，wt%固定床固定床/ Arge气流床气流床/Synthol甲醇（甲醇（C1）510液化石油汽（液化石油汽（LPG）（C2-C4）12.533汽油（汽油（C5-C1

14、2）22.539柴油（柴油（C13C19）155软蜡（软蜡（C20-C30）234硬蜡（硬蜡（C30以上）以上）182含氧化合物含氧化合物472022-5-326典型的合成产品的组成与分布比较典型的合成产品的组成与分布比较 经典经典-合成的特点合成的特点21(1)nnMn2022-5-3C1化工化工27合成反应的热力学特征合成反应的热力学特征 FT合成反应是一个强放热反应合成反应是一个强放热反应;27212930kJ/m3(CO+H2)(如果考虑到原料气中的惰性气体存在以及转化如果考虑到原料气中的惰性气体存在以及转化不完全等因素，实际放热量约为不完全等因素，实际放热量约为1674kJ/m3(C

15、O+H2) 1500左右左右(绝热绝热条件下条件下,反应器温度反应器温度);催化剂对温度很敏感催化剂对温度很敏感;钴、镍催化剂钴、镍催化剂:170210;铁铜剂铁铜剂:220-250;熔铁催化剂要求熔铁催化剂要求280-340;当温度超过上述温度范围当温度超过上述温度范围-甲烷和碳沉积的生成，目的产物的产率降低、催甲烷和碳沉积的生成，目的产物的产率降低、催化剂寿命缩短化剂寿命缩短 ；最突出特点：最突出特点：合成产品碳数分布宽、目的产品选择性差、温度敏感性合成产品碳数分布宽、目的产品选择性差、温度敏感性大、强放热等。大、强放热等。打破打破Schulz-Flory分布分布 有效移出反应热有效移出反

16、应热2022-5-3C1化学与化工28 经典经典-合成的特点合成的特点化学反应过程化学反应过程主反应化学计量式KJHCOCHHCOKJHCOHOHCOKJHOHCHHCOCRCRCR7 .204)(28 .39165)(2)227(222)227(222)227(222.2022-5-329 F-T合成的基本原理合成的基本原理 化学反应过程化学反应过程副反应化学计量式 2022-5-330F -T合成反应理论产率合成反应理论产率 合成气（合成气（CO+H2）组成不同和实际反应消耗的）组成不同和实际反应消耗的H2/CO比比例的变化，其产率也随之改变，基于主反应计量式可以例的变化，其产率也随之改变

17、，基于主反应计量式可以得出每得出每1Nm3合成气的烃类产率的通用计量式为：合成气的烃类产率的通用计量式为： 2022-5-33123322/1HCONmgNmCHCHYnn合成气摩尔数消耗合成气摩尔数分子量）（摩尔数）生成（烃产率* 1Nm3，是指在，是指在0摄氏度摄氏度1个标准大气压下的气体体积个标准大气压下的气体体积m3是指实际工作状态下气体体积是指实际工作状态下气体体积FT合成反应的理论产率为：合成反应的理论产率为：208.3g/Nm3(CO+H2) F-T合成反应热力学合成反应热力学反应反应 碳数碳数HHa aK Kb bp p平均转化率平均转化率/mol%/mol%250250350

18、350250250350350生成烷烃生成烷烃1 12 22020-13.5-13.5-12.2-12.2-11.4-11.41.151151691.6910101031033.043.0410107 71.631.6310109 96.506.501010515199.999.999.699.698.798.799.299.297.197.190.890.8生成烯烃生成烯烃2 23 32020-8.0-8.0-9.4-9.4-11.0-11.06.516.5110106 61.791.79101013132.182

19、691.6910103 38.768.7610106 69.909.901010464695.095.097.897.898.598.580.580.588.788.789.089.0生成醇生成醇1 12 22020-7.1-7.1-9.7-9.7-11.1-11.10.2050.2055.085.0810105 59.089.08101093935.185.181010-3-323.523.51.041.04101044447.97.994.194.198.498.40.20.263.463.487.987.92022-5-332a-烃类以、烃类以、kJ/g烃计，醇类以烃计，醇类以 kJ/g

20、（CH2）n计；计； b-烷烃和醇为（烷烃和醇为（MPa）-2n，烯烃为（，烯烃为（MPa）1-2n；c-以原料气中以原料气中H2和和CO的化学计量比为基准的化学计量比为基准F-T合成的反应热、平衡常数和合成气平衡转化率（合成的反应热、平衡常数和合成气平衡转化率（1.0MPa） 除甲醇很难生成外，其余烃类与醇类，热力学上都容易生成，尤其是气态烃（如甲烷），除甲醇很难生成外，其余烃类与醇类，热力学上都容易生成，尤其是气态烃（如甲烷），可达到较高的单程转化率。提高温度，上述各类反应的平衡转化率下降，对醇类更为明显。可达到较高的单程转化率。提高温度，上述各类反应的平衡转化率下降，对醇类更为明显。 类

21、别类别化合物化合物1234甲烷甲烷乙烷、丙烷、正丁烷、异丁烷、正戊烷、异戊烷、新戊烷乙烷、丙烷、正丁烷、异丁烷、正戊烷、异戊烷、新戊烷乙烯、丙烯、丙酮乙烯、丙烯、丙酮甲醇、乙醇、乙炔甲醇、乙醇、乙炔2022-5-333 第一、二类反应以甲烷和乙烷为主要产物，且原料气转化率较高，第一、二类反应以甲烷和乙烷为主要产物，且原料气转化率较高，只有当原料气中只有当原料气中H2含量比较低时，才有少量的其它烃类生成。含量比较低时，才有少量的其它烃类生成。 对于第三类反应，丙烯为主要产物，原料气转化率可接近对于第三类反应，丙烯为主要产物，原料气转化率可接近100%， 第四类反应，当富第四类反应，当富H2原料气

22、以乙醇为主要产物，否则乙醛为主要产原料气以乙醇为主要产物，否则乙醛为主要产物，上述两类反应都有相当量的乙酸生成。物，上述两类反应都有相当量的乙酸生成。 F-T合成反应平衡计算中有关化合物的分类合成反应平衡计算中有关化合物的分类 F-T合成催化剂合成催化剂 Fischer and Tropsch (1926 ) 发现发现 铁和钴铁和钴催化剂催化剂 both the metals remaining until today the only ones for industrial application；镍镍(Ni)和钌和钌( Ru)典型典型F-T合成催化剂合成催化剂 for producing

23、higher molecular weight hydrocarbons. FT synthesis催化剂的一般要求催化剂的一般要求:They are active for hydrogenation reactions. They are capable for metal carbonyl formation. The F-T reaction conditions (temperature, pressure) are not far from those where thermodynamics would allow the metals to be converted into m

24、etal carbonyls.2022-5-334Fe 大量生成烯烃及含氧化合物大量生成烯烃及含氧化合物 Ru、Co 主要生成主要生成 长链饱和烃长链饱和烃; Ru、Rh 等金属价格昂贵等金属价格昂贵;Ni 主要生成过度加氢产物甲烷主要生成过度加氢产物甲烷-缺点缺点:加压反应时易形成羰基化合物加压反应时易形成羰基化合物流失流失;甲烷化趋势严重等。甲烷化趋势严重等。Fe 和和Co 是具有商业应用价值的元素是具有商业应用价值的元素- Sasol 工业化的催化剂是沉淀工业化的催化剂是沉淀铁和熔铁铁和熔铁,而而Shell 公司则采用了钴催化剂公司则采用了钴催化剂2022-5-335F-T合成催化剂合成

25、催化剂FT iron catalysts need alkali promotion to attain high activity and stability (e.g. 0.5 wt.% K2O). 碱金属促进剂碱金属促进剂Addition of Cu for reduction promotion, addition of SiO2, Al2O3 for structural promotion and maybe some manganese can be applied for selectivity control (e.g. high olefinicity). （还原还原促进剂

26、，结构调节与分子选促进剂，结构调节与分子选 择性调控择性调控）The working catalyst is only obtained when after reduction with hydrogen in the initial period of synthesis several iron carbide phases and elemental carbon are formed, whereas iron oxides are still present in addition to some metallic iron.（单质铁，氧化铁共存单质铁，氧化铁共存）2022-5-3

27、C1化工化工36With iron catalysts two directions of selectivity have been pursued. 铁催化剂的研发方向：铁催化剂的研发方向：One direction has aimed at a low molecular weight olefinic hydrocarbon mixture to be produced in an entrained phase or fluid bed process (Sasol Synthol process).The second direction of iron catalyst deve

28、lopment has aimed at highest catalyst activity to be used at low reaction temperature where most of the hydrocarbon product is in the liquid phase under reaction conditions. Typically, such catalysts are obtained through precipitation from nitrate solutions.2022-5-337Cobalt catalysts（钴催化剂钴催化剂） have

29、been applied in the first FT plant of Ruhrchemie in 1935.钴催化剂通常用硝酸钴经碳酸钠或碳酸钾沉淀制得；钴催化剂通常用硝酸钴经碳酸钠或碳酸钾沉淀制得；使用前在使用前在200 用氢气还原；用氢气还原；加入过渡金属元素和碱金属或碱土金属作为助剂，氧化加入过渡金属元素和碱金属或碱土金属作为助剂，氧化硅、氧化铝等作为载体。硅、氧化铝等作为载体。优点：优点：铁催化剂相比，钴催化剂更稳定、使用寿命长；铁催化剂相比，钴催化剂更稳定、使用寿命长；缺点：缺点：要获得合适的选择性，必须在低温下操作，因而要获得合适的选择性，必须在低温下操作，因而反应速率减慢，

30、时空收率比铁催化剂低；同时由于在低反应速率减慢，时空收率比铁催化剂低；同时由于在低温下操作，产品中烯烃含量较低。温下操作，产品中烯烃含量较低。2022-5-338钴基催化剂最为常用的制备方法是浸渍法钴基催化剂最为常用的制备方法是浸渍法;浸渍法的优点：活性组分用量少、催化剂机械强度高及操作简单；浸渍法的优点：活性组分用量少、催化剂机械强度高及操作简单；浸渍法分类：浸渍法分类：湿浸法湿浸法-主要通过载体对金属离子的吸附、交换等较强作用形成负载型主要通过载体对金属离子的吸附、交换等较强作用形成负载型催化剂催化剂, 金属含量不宜高；金属含量不宜高；等体积浸渍法等体积浸渍法(初润法、干浸法初润法、干浸法

31、)-主要通过载体孔的毛细现象吸留浸液主要通过载体孔的毛细现象吸留浸液. 由于钴催化剂的金属含量较高由于钴催化剂的金属含量较高( 10 %) , 且金属与载体间作用较弱且金属与载体间作用较弱, 因此因此, 钴基催化剂通常由等体积浸渍法制备钴基催化剂通常由等体积浸渍法制备.钴基催化剂的活性相是金属相钴基催化剂的活性相是金属相, 碳化钴物相的形成常伴随着催化剂的失活碳化钴物相的形成常伴随着催化剂的失活现象现象-分散性与选择性，活性的关系分散性与选择性，活性的关系方向：提高分散度方向：提高分散度-改变溶剂；新方法，如反相微乳法等改变溶剂；新方法，如反相微乳法等2022-5-339催化剂的制备方法催化剂

32、的制备方法铁催化剂经常采用共沉淀法或熔融法铁催化剂经常采用共沉淀法或熔融法,其它方法如凝胶法、化学沉积法其它方法如凝胶法、化学沉积法及非晶态合金法主要用于制备模型催化剂作理论研究。及非晶态合金法主要用于制备模型催化剂作理论研究。影响因素：顺序；组分；合成条件；影响因素：顺序；组分；合成条件；焙烧后催化剂为焙烧后催化剂为Fe2O3 相相,经经H2 还原后还原后, 转变成转变成-Fe , 接触合成气转接触合成气转化为金属、碳化物的混合相化为金属、碳化物的混合相, 经经CO、合成气活化的催化剂主要显示、合成气活化的催化剂主要显示碳化铁相；碳化铁相；催化剂结构模型催化剂结构模型由没有活性的由没有活性的

33、Fe3O4 内核和有活性的外延碳内核和有活性的外延碳化铁相组成化铁相组成.2022-5-340催化剂的制备方法催化剂的制备方法a multitubular reactor（列（列管式反应器）管式反应器）催化剂装填在列管内，管外为沸腾水，催化剂装填在列管内，管外为沸腾水，反应放出的热量通过管壁传给管外沸反应放出的热量通过管壁传给管外沸腾水副产蒸汽。腾水副产蒸汽。自自1953年以来年以来Sasol公司一直用列管式公司一直用列管式固定床反应器合成液体燃料。固定床反应器合成液体燃料。 以以SiO2为载体的铁催化剂，主要产物为载体的铁催化剂，主要产物为汽油、柴油和蜡，选择性达为汽油、柴油和蜡，选择性达7

34、8%以以上，特别是蜡生成量较大。上，特别是蜡生成量较大。缺点：结构复杂；焊接要求高；催化缺点：结构复杂；焊接要求高；催化剂寿命短；产品的选择性也随催化剂剂寿命短；产品的选择性也随催化剂的使用时间不同而不断变化；气体压的使用时间不同而不断变化；气体压缩功耗大。缩功耗大。 2022-5-341F-T合成反应器合成反应器 2022-5-342循环流化床循环流化床固定流化床固定流化床浆态流化床浆态流化床（滑阀）（滑阀）fixed fluidised bed (FFB) circulating fluidised beds (CFBs) Slurry phase bubbling bed reactor

35、2022-5-3432022-5-3C1化学与化工44 Sasol 公司公司SSPD工艺和工艺和SAS工艺工艺 SSPD工艺（工艺（Sasol Slurry Phase Distillate)原料原料：天然气：天然气; 反应器反应器：浆：浆态床；态床；催化剂催化剂：铁催化剂：铁催化剂产品产品：柴油、煤油和石脑油：柴油、煤油和石脑油开发时间开发时间：1990工艺模型试工艺模型试验，验，1993年工业试验年工业试验工艺特点工艺特点：2022-5-345天然气天然气合成气制备合成气制备含腊烃类含腊烃类改质加氢改质加氢产品产品F-T合成工艺合成工艺Sasol 公司公司SSPD工艺和工艺和SAS工艺工艺

36、SAS工艺（工艺（Sasol Advanced Synthol)原料：天然气原料：天然气 ；反应器反应器：固定床；：固定床；催化剂催化剂：熔铁催化剂：熔铁催化剂产品：汽油、轻质烯烃产品：汽油、轻质烯烃开发时间：开发时间：1990工艺模型试验，工艺模型试验，1993年工业试验年工业试验特点特点: 造价低造价低, 只有原来的循环流化床的一半只有原来的循环流化床的一半; 较高的热效率较高的热效率;催化剂床层压降低催化剂床层压降低, 减少了气体压缩费用减少了气体压缩费用; 床层等温床层等温;操作和维修费用大大节省操作和维修费用大大节省;高的油选择性高的油选择性, CO 转化率高于原来的循环流化床转化率

37、高于原来的循环流化床;易于大型化。易于大型化。SA S 反应器内部装有气体分散器反应器内部装有气体分散器, 一组冷却盘管以及从气体产品物炉流一组冷却盘管以及从气体产品物炉流中分离铁基催化剂的系统。合成气从底部进入中分离铁基催化剂的系统。合成气从底部进入, 经催化剂床层经催化剂床层, 从上方从上方流出。合成反应条件为流出。合成反应条件为340和和215M Pa2022-5-346Shell 公司的公司的SMDS(Shell middle distillate synthesis)工工艺艺原料原料：天然气：天然气; 反应器反应器：列管固定床；：列管固定床；催化剂催化剂：茂金属钴催化剂：茂金属钴催化

38、剂产品产品：柴油、煤油和石脑油、腊等：柴油、煤油和石脑油、腊等开发时间开发时间：1990工艺模型试验，工艺模型试验，1993年工业试验年工业试验工艺特点工艺特点：合成石蜡烃和石蜡烃的加氢裂解或加氢异构化构成2022-5-3472022-5-348辛烷值辛烷值是汽车所使用的汽油中，一个抵抗震爆是汽车所使用的汽油中，一个抵抗震爆(knocking)的指标。的指标。由于汽油内的庚烷在高温和高压下较容易引发自燃，造成震爆现象，由于汽油内的庚烷在高温和高压下较容易引发自燃，造成震爆现象，我们把庚烷的辛烷值定为零。与辛烷有同一分子式的异辛烷，其震我们把庚烷的辛烷值定为零。与辛烷有同一分子式的异辛烷，其震爆

39、现象最少，我们便把其辛烷值定为爆现象最少，我们便把其辛烷值定为100。把汽油中不同种类碳氢化合物的百分比，与其辛烷值相乘，加起来把汽油中不同种类碳氢化合物的百分比，与其辛烷值相乘，加起来便是该种汽油的辛烷值。便是该种汽油的辛烷值。 常以标准异辛烷值规定为常以标准异辛烷值规定为100，正庚烷的辛烷值规定为零，这两，正庚烷的辛烷值规定为零，这两种标准燃料以不同的体积比混合起来，可得到各种不同的抗震性等种标准燃料以不同的体积比混合起来，可得到各种不同的抗震性等级的混合液，在发动机工作相同条件下，与待测燃料进行对比。抗级的混合液，在发动机工作相同条件下，与待测燃料进行对比。抗震性与样品相等的混合液中所

40、含异辛烷百分数，即为该样品的辛烷震性与样品相等的混合液中所含异辛烷百分数，即为该样品的辛烷值。汽油辛烷值大，抗震性好，质量也好。值。汽油辛烷值大，抗震性好，质量也好。 十六烷值十六烷值 是表示柴油发火性能的指标。将试样柴油与由十六烷是表示柴油发火性能的指标。将试样柴油与由十六烷(其十其十六烷值规定为六烷值规定为100)和和甲基萘甲基萘(其十六烷值规定为其十六烷值规定为0)配制的标准燃料配制的标准燃料进行对比试验，当试样柴油与某一配制标准燃料发火性能数据一致进行对比试验，当试样柴油与某一配制标准燃料发火性能数据一致时，该标准燃料中十六烷的体积百分率，即为试样柴油的十六烷值。时，该标准燃料中十六烷

41、的体积百分率，即为试样柴油的十六烷值。 甲基萘的十六烷值定为零，以不同的比例混合起来，可以得到十甲基萘的十六烷值定为零，以不同的比例混合起来，可以得到十六烷值六烷值0至至100的不同抗爆性等级的标准燃料，并在一定结构的单缸的不同抗爆性等级的标准燃料，并在一定结构的单缸试验机上与待测柴油做对比。试验机上与待测柴油做对比。EXXON公司的公司的AGC-21工艺工艺(Advanced gas conversion technology)原料原料：天然气：天然气; 反应器反应器：浆态床；：浆态床；催化剂催化剂：钴催化剂（载体：钴催化剂（载体TiO2)产品产品：柴油、煤油和石脑油、腊等：柴油、煤油和石脑

42、油、腊等开发时间开发时间：1980-1990,工艺模型试验工艺模型试验工艺特点工艺特点：2022-5-3492022-5-3C1化学与化工502022-5-3512022-5-3522022-5-3537.4 低碳烯烃合成技术低碳烯烃合成技术ethylenepropylene聚乙烯聚乙烯聚丙烯聚丙烯丙烯丙烯晴晴氯乙氯乙烯烯环氧环氧乙烷乙烷二氯二氯乙烷乙烷异丙异丙醇醇苯酚苯酚其它其它薄膜薄膜制品制品管材管材包装袋包装袋合成塑合成塑料料橡胶橡胶高聚纤高聚纤维维电缆电缆防水防水材料材料汽车车汽车车体体家用电家用电器器涂料涂料化妆化妆品品香料香料其它其它2022-5-354指标指标2005年年2010年年2015 年年乙烯乙烯产量产量 (万吨万吨/年年)755.514192430 *当量需求量当量需求量(万吨万吨/年年)178529603800国内保障能力（国内保障能力（%）42.34864 *丙烯丙烯产量产量 (万吨万吨/年年)802.713502160 *当量需