F-T合成2.ppt

F-T合成基本原理 F-T合成热力学 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。 F-T合成催化剂 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 F-T合成反应总反应速率模型 F-T合成烃类反应速率模型 F-T合成烃类反应速率模型 F-T合成反应器 F-T合成选择性 F-T合成生产工艺 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工艺流程图 2.1 F-T合成技术 Chapter II Liquid Fuels and Additives Irrespective of operating conditions the F-T synthesis always produces a wide range of olefins (蜡), paraffins (煤油) and oxygenated products [含氧产品] (alcohols, aldehydes (醛), acids and ketones (酮)). The variables that influence the spread of the products are reactor, temperature, feed gas composition, pressure, catalyst type and promoters. 2.1 F-T合成技术 Chapter II Liquid Fuels and Additives F-T合成选择性 2.1 F-T合成技术 Chapter II Liquid Fuels and Additives F-T合成选择性 2.1 F-T合成技术 Chapter II Liquid Fuels and Additives F-T合成选择性 2.1 F-T合成技术 Chapter II Liquid Fuels and Additives Sasol公司SSPD工艺（Sasol Slurry Phase Distillate) SSPD工艺特点 原料：天然气; 反应器：浆态床；催化剂：铁催化剂 产品：柴油、煤油和石脑油 安装简单，单台反应器生产能力高 ，具有良好的传热性能，有利于反应温度的控制和反应热的移出 。 补充和更换催化剂可在生产中进行而不必停工。 开发时间：1990工艺模型试验，1993年工业试验。 2.1 F-T合成技术 Chapter II Liquid Fuels and Additives F-T合成合成工艺 2.1 F-T合成技术 Chapter II Liquid Fuels and Additives F-T合成合成工艺 天然气 合成气制备 含腊烃类 改质加氢 产品 反应器 SSPD工艺路线 2.1 F-T合成技术 Chapter II Liquid Fuels and Additives F-T合成合成工艺 Sasol公司SAS工艺（Sasol Advanced Synthol) 原料：煤；反应器：固定流化床；催化剂：熔铁催化剂 产品：汽油、轻质烯烃 开发时间：1990工艺模