FT合成技术.ppt

可采取的措施 采用增大循环气量、提高空速并进行冷却等方法； 工艺上可改变反应装置，如除固定床反应装置，也可尝试采用流化床法和淤性的浆床法等工艺 。 浆态床特点：1.催化剂颗粒小；2.床层内充满液体 F-T合成中也可用时空收率的大小来衡量催化剂活性大小及反应器装置的生产能力大小。 时空收率定义：又称时空得率，是指在给定反应条件下，单位时间，单位体积（或质量）催化剂能获得的某一产物量。其计算公式为：时空收率=产物质量g/（催化剂的用量ml×反应时间h) F-T合成催化剂 2.1 F-T合成技术 催化剂中的活性组分中以Fe（铁）、Co（钴）、Ni（镍）、Ru（钌）和Rh（铑）最为活跃。这些元素的链增长概率大致有如下顺序:Ru﹥Fe～Co﹥Rh﹥Ni。一般认为Fe和Co具有工业价值，Ni有利于生成甲烷，Ru易于合成大分子烃，Rh则易于生成含氧化合物。在反应条件下，这些元素以金属、氧化物或者碳化物状态存在。目前研究较多的是已工业化的铁和钴催化剂。 Fe催化剂的应用环境 铁催化剂是最早使用，可通过沉淀、烧结或熔融氧化物而制得。其反应压力一般在0.5～3.0MPa，反应温度有高温(300～350℃)和低温(约220～270℃)之分。铁催化剂对费托合成具有较高的活性，但是由于其对硫中毒特别敏感，所以必须对原料气进行脱硫处理。同时，因Fe是水煤气变换反应的催化剂，生成的水对反应也有抑制效应，所以目前正在寻找新的催化剂以代替铁催化剂。但由于其价廉易得，许多研究者仍致力于铁催化剂的研究，以期进一步改进它的性能。 F-T合成反应机理 费托合成的链增长服从聚合反应机理，包括以下反应过程：链引发反应；链增长反应；链中止反应(从催化剂表面脱附)以及二次反应(加氢、加氢分解)。 F-T合成反应动力学 2.1 F-T合成技术 F-T合成反应总反应速率模型 2.1 F-T合成技术 F-T合成烃类反应速率模型 2.1 F-T合成技术 F-T合成烃类反应速率模型 F-T 合成反应器 F-T合成生产工艺 SSPD工艺路线 EXXON公司的AGC-21工艺图 Syntroleum公司的Syntroleum工艺 原料：天然气; 反应器：流化床；催化剂：新型钴催化剂 产品：柴油、煤油和石脑油等 开发时间：1994-1997,工艺模型试验 工艺特点： 反应气体为含氮气的合成气，在大空速下无循环回路一次通过； 反应压力2.1～3.5MPa； 反应温度190～332℃； Syntroleum工艺简单，开停车容易； 建造费用较低，整个装置规模不需较大即可产生效益。 Syntroleum工艺图 * C1化学与化工 * 原油一桶体积为42加仑。1桶(bbl)=42加仑(美制)=159升(l)＝0.159立方米(m3) 。也有换算：1吨（重）=7.33桶。 * C1化学与化工 * F-T合成工艺比较 * C1化学与化工 * * C1化学与化工 * 参考文献 Mark E. Dry. The Fischer–Tropsch process: 1950–2000, Catalysis Today 71 (2002) 227–241. 吉媛媛, 相宏伟, 李永旺 等. Fischer-Tropsch 合成烃生成机理研究进展,燃料化学学报,2002,30(2):186-192 Jie Chang, Liang Bai, BoTao Teng et al.Kinetic modeling of Fischer–Tropsch synthesis over Fe.Cu.K.SiO2 catalyst in slurry phase reactor, Chemical Engineering Science 62 (2007) 4983 – 4991. Yi-Ning Wang, Wen-Ping Ma, Yi-Jun Lu et al.Kinetics modelling of Fischer–Tropsch synthesis over an industrial Fe–Cu–K catalyst, Fuel 82 (2003) 195–213 * C1化学与化工 * 思考题 F-T合成反应原理及特点 F-T合成反应机理 产物分布特点及影响因素 F-T合成反应器的类型及其特点 F-T合成催化剂的主要类型及其研究进展 比较不同F-T合成工艺的优势及特点和不足 * C1化学与化工 * 2.1 F-T合成技术 含氧化合物生成机理 碳氢化合物与含氧有机化合物在催化剂的不同活性中心上生成的理论； F-T合成反应机理 * C1化学与化工 * 2.1 F-T合成技术 F-T合成反应机理 含氧化合物生成机理 * C1化学与化工 * 动