1、費托合成的定義和發(fā)展歷史，合成原理和影響因素，合成技術，費托合成中使用的催化劑，費托合成是指以合成氣為原料，在催化劑和適當?shù)姆磻獥l件下合成以烷烴為主的液體燃料，是煤和天然氣轉化為液體燃料的核心技術。合成：一氧化碳/H2(合成氣)，氣化得到：煤、天然氣、生物質等原料。產品主要為直鏈烷烴和烯烴，不含硫和氮等雜質。費托合成最早是在1923年由費托公司發(fā)現(xiàn)，并由費托等人改進的，其起源于1990年在魯爾化工公司實現(xiàn)了工業(yè)化。自從費托公司發(fā)現(xiàn)在堿化鐵催化劑上可以生產烴化合物以來，費托合成技術一直隨著世界原油價格的波動和政治因素而波動。費托合成在德國的工業(yè)應用中處于領先地位。在日本、法國和中國也建有6套工廠

2、。德國有9家工廠，總生產能力為57萬噸/年。魯爾化工公司建造的第一座間接液化工廠年產量為7噸。主要反應是形成醇類、醛類和烷烴類的合成原理，烷烴類、烯烴類、醇類、醛類是影響合成反應的因素，壓力、空速、氣體組成、化學平衡動力學角度、壓力增大，合成的反應速度加快，但副反應速度也加快。增加空速，可以提高其生產能力，并有利于及時除去反應熱，防止催化劑過熱。原料氣中一氧化碳含量高，反應速度快，轉化率高，溫度低，合成催化劑中最活躍的成分是鐵、鈷、鎳、釕和銠。目前，工業(yè)化的鐵和鈷催化劑研究較多。F-T合成反應是強放熱反應，為27，212，930千焦/立方米(一氧化碳)(如果考慮原料氣中的惰性氣體和不完全轉化，

3、實際放熱約為1，674千焦/立方米(一氧化碳)。溫度約為1500(絕熱條件，反應器溫度)，這會導致催化劑局部過熱并降低反應選擇性。催化劑對溫度非常敏感，鈷和鎳催化劑：170210；鐵銅劑：20，220-250份；鐵水催化劑要求280-340；當溫度超過上述溫度范圍-形成甲烷和積碳時，目標產物的產率降低，催化劑的使用壽命縮短；鐵、鈷、鎳和釕(沉淀鐵催化劑和鐵水催化劑)。為了提高活性和選擇性，加入了各種添加劑和載體。載體的加入導致金屬組分在催化劑中的高度分散，并提高了催化劑的抗燒結性。以及由鐵、鈷、鐵錳和ZSM-5分子篩組成的復合催化劑。首先，該復合催化劑可將由C1-C40合成的寬餾分烴還原為C1

4、C11，并抑制C11以上高分子量烴的形成。其次，復合催化劑大大提高了汽油餾分C5-C11的比例，合成產物基本不含含氧化合物。因此，復合催化劑將得到廣泛應用。費托合成工藝流程、費托合成主要設備、費托合成中存在的問題及改進措施，南非薩索爾公司，20世紀50年代初，中東大型油田的發(fā)現(xiàn)陷入低潮。Sasol 1于1955年，Sasol 2于20世紀70年代，sasol 3于1992年和1993年建成天然氣費托合成裝置，sasol、費托合成、南非Sasol公司、南非Sasol公司CEO戴培德、南非SASOL公司的SSPD工藝、SSPD、工藝流程、懸浮反應器中的傅立葉變換合成獲得鏈烷烴，天然氣轉化為合成氣S

5、ASOL將其技術轉讓給南非Mossgas公司，并建造了1240 kt裝置將海洋天然氣轉化為合成油。這是目前世界上最大的采用射頻技術的GTL裝置。中間餾分的分餾，?？松镜腁GC-21工藝，天然氣，氧氣和水蒸氣在氧化劑中反應。在過去的20年中，埃克森公司花費了3億美元開發(fā)AGC-21技術，擁有400項美國專利和1500項與該技術相關的國際專利。1990-1993年，?？松诎屯挑斎諢捰蛷S的一個200桶/天的試驗工廠進行了為期三年的試驗，現(xiàn)在聲稱擁有一個設計能力超過每天50，000桶的GTL工廠。鈷基催化劑的淤漿反應器，固定床加氫異構化和升級為液態(tài)烴產品，合成工藝，空氣代替氧氣，鏈長在一定范圍內

6、的液態(tài)烴，2.1-3.5兆帕和190232，天然氣，空氣和蒸汽，在沒有循環(huán)回路的情況下，在大空速下一次通過流化床反應器，避免了氮的積累，減少了加氫裂化步驟，具有較低的操作壓力，殼牌SMDS工藝，SMDS工藝流程，鈷基催化劑的管式固定床反應器， 殼牌公司在馬來西亞賓圖魯?shù)腉TL工廠于1993年5月投產，總投資85億美元，日產12500桶。 天然氣、氧氣和水蒸氣在氣化器中發(fā)生反應。重鏈烷烴被加氫裂化和分餾以產生不同的液態(tài)烴，費-托合成的主反應器、固定床反應器、流化床反應器、漿態(tài)床反應器、固定床反應器(也稱為填充床反應器)、填充有固體催化劑或固體反應物以實現(xiàn)多相反應過程的反應器、軸向絕熱固定床反應器

7、、徑向絕熱固定床反應器、管狀固定床反應器、固定反相床反應器和管狀固定床反應器。催化劑放置在管道中或管道之間，熱載體在管道之間流動以加熱或冷卻。管道直徑通常在2550毫米之間，管道數(shù)量可達數(shù)萬根。自1953年以來，沙索公司一直使用管式固定床反應器來合成燃料。1993年，殼牌公司在馬來西亞的SMDS工廠也使用了這種反應器，通過在管道壁上產生蒸汽，從反應中帶走了大量的熱量。流化床反應器、固定流化床和循環(huán)流化床用于固相處理或具有催化劑快速失活的液相處理。例如催化裂化過程。固體物料沒有連續(xù)進出料裝置，用于固體顆粒性質長期(如半年或一年)不發(fā)生明顯變化的反應過程。漿態(tài)床反應器和漿態(tài)床反應器解決了管式固定床

8、反應器的許多難題。從第二次世界大戰(zhàn)到20世紀70年代末，克爾貝爾和他的合作者首次嘗試了淤漿反應器的設計。20世紀80年代初，沙索公司進行了一項小規(guī)模實驗。1993年，沙索公司設計的漿態(tài)床反應器成功運行。漿態(tài)床反應器是一種流化床，床內有高溫液體，催化劑顆粒懸浮在其中，合成原料氣以鼓泡形式通過，呈現(xiàn)氣、液、固三相。優(yōu)點：它比管式固定床反應器更簡單、更容易制造、更便宜、更容易放大。費托合成工藝存在的問題及改進措施。F-T合成反應是一個強放熱反應，會產生大量的甲烷等副反應。合成產物的復雜選擇性差。反應器中的溫度很高，碳沉積在催化劑上，催化劑失去活性。費托合成工藝存在的問題及改進措施。盡快移除反應熱，以保持合適的反應溫度中國科學