F-T合成新技术

1、费托合成的定义和发展历史，合成原理和影响因素，合成技术，费托合成中使用的催化剂，费托合成是指以合成气为原料，在催化剂和适当的反应条件下合成以烷烃为主的液体燃料，是煤和天然气转化为液体燃料的核心技术。合成：一氧化碳/H2(合成气)，气化得到：煤、天然气、生物质等原料。产品主要为直链烷烃和烯烃，不含硫和氮等杂质。费托合成最早是在1923年由费托公司发现，并由费托等人改进的，其起源于1990年在鲁尔化工公司实现了工业化。自从费托公司发现在碱化铁催化剂上可以生产烃化合物以来，费托合成技术一直随着世界原油价格的波动和政治因素而波动。费托合成在德国的工业应用中处于领先地位。在日本、法国和中国也建有6套工厂

2、。德国有9家工厂，总生产能力为57万吨/年。鲁尔化工公司建造的第一座间接液化工厂年产量为7吨。主要反应是形成醇类、醛类和烷烃类的合成原理，烷烃类、烯烃类、醇类、醛类是影响合成反应的因素，压力、空速、气体组成、化学平衡动力学角度、压力增大，合成的反应速度加快，但副反应速度也加快。增加空速，可以提高其生产能力，并有利于及时除去反应热，防止催化剂过热。原料气中一氧化碳含量高，反应速度快，转化率高，温度低，合成催化剂中最活跃的成分是铁、钴、镍、钌和铑。目前，工业化的铁和钴催化剂研究较多。F-T合成反应是强放热反应，为27，212，930千焦/立方米(一氧化碳)(如果考虑原料气中的惰性气体和不完全转化，

3、实际放热约为1，674千焦/立方米(一氧化碳)。温度约为1500(绝热条件，反应器温度)，这会导致催化剂局部过热并降低反应选择性。催化剂对温度非常敏感，钴和镍催化剂：170210；铁铜剂：20，220-250份；铁水催化剂要求280-340；当温度超过上述温度范围-形成甲烷和积碳时，目标产物的产率降低，催化剂的使用寿命缩短；铁、钴、镍和钌(沉淀铁催化剂和铁水催化剂)。为了提高活性和选择性，加入了各种添加剂和载体。载体的加入导致金属组分在催化剂中的高度分散，并提高了催化剂的抗烧结性。以及由铁、钴、铁锰和ZSM-5分子筛组成的复合催化剂。首先，该复合催化剂可将由C1-C40合成的宽馏分烃还原为C1

4、C11，并抑制C11以上高分子量烃的形成。其次，复合催化剂大大提高了汽油馏分C5-C11的比例，合成产物基本不含含氧化合物。因此，复合催化剂将得到广泛应用。费托合成工艺流程、费托合成主要设备、费托合成中存在的问题及改进措施，南非萨索尔公司，20世纪50年代初，中东大型油田的发现陷入低潮。Sasol 1于1955年，Sasol 2于20世纪70年代，sasol 3于1992年和1993年建成天然气费托合成装置，sasol、费托合成、南非Sasol公司、南非Sasol公司CEO戴培德、南非SASOL公司的SSPD工艺、SSPD、工艺流程、悬浮反应器中的傅立叶变换合成获得链烷烃，天然气转化为合成气S

5、ASOL将其技术转让给南非Mossgas公司，并建造了1240 kt装置将海洋天然气转化为合成油。这是目前世界上最大的采用射频技术的GTL装置。中间馏分的分馏，埃克森公司的AGC-21工艺，天然气，氧气和水蒸气在氧化剂中反应。在过去的20年中，埃克森公司花费了3亿美元开发AGC-21技术，拥有400项美国专利和1500项与该技术相关的国际专利。1990-1993年，埃克森在巴吞鲁日炼油厂的一个200桶/天的试验工厂进行了为期三年的试验，现在声称拥有一个设计能力超过每天50，000桶的GTL工厂。钴基催化剂的淤浆反应器，固定床加氢异构化和升级为液态烃产品，合成工艺，空气代替氧气，链长在一定范围内

6、的液态烃，2.1-3.5兆帕和190232，天然气，空气和蒸汽，在没有循环回路的情况下，在大空速下一次通过流化床反应器，避免了氮的积累，减少了加氢裂化步骤，具有较低的操作压力，壳牌SMDS工艺，SMDS工艺流程，钴基催化剂的管式固定床反应器， 壳牌公司在马来西亚宾图鲁的GTL工厂于1993年5月投产，总投资85亿美元，日产12500桶。 天然气、氧气和水蒸气在气化器中发生反应。重链烷烃被加氢裂化和分馏以产生不同的液态烃，费-托合成的主反应器、固定床反应器、流化床反应器、浆态床反应器、固定床反应器(也称为填充床反应器)、填充有固体催化剂或固体反应物以实现多相反应过程的反应器、轴向绝热固定床反应器

7、、径向绝热固定床反应器、管状固定床反应器、固定反相床反应器和管状固定床反应器。催化剂放置在管道中或管道之间，热载体在管道之间流动以加热或冷却。管道直径通常在2550毫米之间，管道数量可达数万根。自1953年以来，沙索公司一直使用管式固定床反应器来合成燃料。1993年，壳牌公司在马来西亚的SMDS工厂也使用了这种反应器，通过在管道壁上产生蒸汽，从反应中带走了大量的热量。流化床反应器、固定流化床和循环流化床用于固相处理或具有催化剂快速失活的液相处理。例如催化裂化过程。固体物料没有连续进出料装置，用于固体颗粒性质长期(如半年或一年)不发生明显变化的反应过程。浆态床反应器和浆态床反应器解决了管式固定床

8、反应器的许多难题。从第二次世界大战到20世纪70年代末，克尔贝尔和他的合作者首次尝试了淤浆反应器的设计。20世纪80年代初，沙索公司进行了一项小规模实验。1993年，沙索公司设计的浆态床反应器成功运行。浆态床反应器是一种流化床，床内有高温液体，催化剂颗粒悬浮在其中，合成原料气以鼓泡形式通过，呈现气、液、固三相。优点：它比管式固定床反应器更简单、更容易制造、更便宜、更容易放大。费托合成工艺存在的问题及改进措施。F-T合成反应是一个强放热反应，会产生大量的甲烷等副反应。合成产物的复杂选择性差。反应器中的温度很高，碳沉积在催化剂上，催化剂失去活性。费托合成工艺存在的问题及改进措施。尽快移除反应热，以保持合适的反应温度中国科学