煤炭间接液化-合成气制油品在线视频

大家好

今天我们来学习

煤间接液化中的合成气制油品

合成气制油品最主要的工艺路线是

费托合成

是指以合成气为原料

在催化剂和适当反应条件下

合成液体燃料的工艺过程

是将煤和天然气

转化为液体燃料的核心技术

产物以直链烷烃

烯烃为主

不含硫 氮等杂质

费托合成的产物组成非常复杂

从甲烷到石蜡烃均有分布

烃类的碳数服从ASF分布

其中Mn 代表碳

原子数为n的烃的质量分数

α代表链增长几率

产物分布制约了产品的选择性

使目的产品收率低

汽油产品的收率不超过40%

而有些产品如石蜡收率高达80 %

因此 产品需要进行二次加工

直链的烷烯烃

尤其是α-烯烃含量较高

而异构烷烃与芳烃含量较少

导致汽油的辛烷值较低

催化剂中的活性组分中

以铁 钴 镍 钌 和 铑 最为活跃

这些元素的链增长几率

大致有如下顺序

钌大于铁或钴大于铑大于镍

一般认为铁和钴具有工业价值

镍有利于生成甲烷

钌易于合成大分子烃

铑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

费托合成催化剂适用的工艺条件如下

铁催化剂反应压力1-3MPa

反应温度200-350摄氏度

镍催化剂反应压力0.1MPa

反应温度170-190摄氏度

钴催化剂反应压力0.1-2MPa

反应温度170-190摄氏度

钌催化剂反应压力10-100MPa

反应温度110-150摄氏度

费托合成催化剂特点如下

铁 大量生成烯烃及含氧化合物

钌 钴 主要生成长链饱和烃

铑 钌 等金属价格昂贵

Ni 主要生成过度加氢产物甲烷

缺点是加压反应时

易形成羰基化合物流失

甲烷化趋势严重等

铁 和钴是具有商业应用价值的元素

如南非萨索尔公司

工业化的催化剂是沉淀铁和熔铁

而壳牌公司则采用了钴催化剂

铁催化剂使用最早

可通过沉淀

烧结或熔融氧化物制得

其反应压力一般在1～3 MPa

反应温度有高温(300～350摄氏度)

和低温(约220～270摄氏度)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

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200摄氏度用氢气还原

加入过渡金属元素和碱金属

或碱土金属作为助剂

氧化硅、氧化铝等作为载体

优点是与铁催化剂相比

钴催化剂更稳定使用寿命长

缺点是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

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

较理想的催化剂

应具有铁催化剂的高时空收率

和钴催化剂的高选择性和稳定性

钴催化剂

最为常用的制备方法是浸渍法

浸渍法的优点是

活性组分用量少

催化剂机械强度高及操作简单

浸渍法分类包括

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催化剂

金属含量不宜过高

等体积浸渍法初润法 干浸法

主要通过载体孔的毛细现象吸留浸渍液

由于钴催化剂的金属含量较高

一般情况大于10%

且金属与载体间作用较弱

因此

钴基催化剂通常由等体积浸渍法制备

费托合成的反应器类型主要包括

固定床反应器如列管式固定床反应器

流化床反应器如固定流化床反应器

循环流化床反应器

浆态流化床反应器

列管式固定床反应器

优点是 技术成熟易于放大

催化剂固定 流失量 小磨损小

催化剂装填体积大

反应器空间利用率高

缺点是 床层压降大

反应温度不易控制

催化剂装填的要求高

移出困难

尤其是飞温后的催化剂

循环流化床反应器具有

反应温度容易控制

床层压降小

可在线添加

移出催化剂等优点

缺点是操作难度大

机械磨损严重

动力消耗大

催化剂利用率低用量大

固定流化床反应器

除具备循环流化床反应器的优点外

还有投资费用低

设备的生产强度大

催化剂的利用率高

用量小动力消耗小

机械磨损小

消耗少等优点

缺点是具有流化床共有的缺点

浆态床反应器具有

反应器投资低

床层压降小

最接近等温条件

传热性能好

可在更高的反应温度下进行

可在线添加和移出催化剂等优点

我国合成气制油品的工业进展如何呢

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