化工进展 ›› 2020, Vol. 39 ›› Issue (S1): 12-20.DOI: 10.16085/j.issn.1000-6613.2019-2000
吴建民(), 孙启文(), 董满祥, 张宗森, 刘继森, 孙燕
收稿日期:
2019-12-30
出版日期:
2020-05-20
发布日期:
2020-06-29
通讯作者:
孙启文
作者简介:
吴建民(1981—),男,博士,高级工程师,研究方向为煤间接液化及化学反应工程。E-mail: Jianmin WU(), Qiwen SUN(), Manxiang DONG, Zongsen ZHANG, Jisen LIU, Yan SUN
Received:
2019-12-30
Online:
2020-05-20
Published:
2020-06-29
Contact:
Qiwen SUN
摘要:
与采用低温费托合成主产油品技术相比,产品更为多元化和高值化的高温费托合成技术在目前市场环境下显示出非常明显的优势。本文综述了高温费托合成技术的发展历程及其最新进展,重点介绍了高温费托合成过程中的核心问题,主要包括高温费托合成工艺、固定流化床反应器、费托合成催化剂;介绍了高温费托合成产物分布与特性,讨论了高温费托合成产物的加工路线,并对高温费托合成煤间接液化的工业应用前景和产业化方向进行了展望。结果表明:高温费托合成技术具有产物附加值高、兼顾油品和化学品、技术发展成熟等优势,产物中轻组分含量高、碳数分布较窄、高附加值的α-烯烃含量高;精细化、高端化、差异化加工是实现高温费托合成产物高值化利用的关键。
中图分类号:
吴建民, 孙启文, 董满祥, 张宗森, 刘继森, 孙燕. 高温固定流化床费托合成技术及其产物加工路线[J]. 化工进展, 2020, 39(S1): 12-20.
Jianmin WU, Qiwen SUN, Manxiang DONG, Zongsen ZHANG, Jisen LIU, Yan SUN. High temperature fixed-fluidized bed Fischer-Tropsch synthesis technology and its products processing route[J]. Chemical Industry and Engineering Progress, 2020, 39(S1): 12-20.
组分 | 典型工况产物选择性(质量分数)/% |
---|---|
CH4 | 8.82 |
C2H4 | 3.37 |
C2H6 | 2.59 |
C3H6 | 8.21 |
C3H8 | 1.16 |
C4H8 | 8.61 |
C4H10 | 1.26 |
C2~C4烯烃 | 20.19 |
总烯烃 | 53.30 |
重质油 | 3.19 |
轻质油 | 50.68 |
总含氧化合物 | 9.21 |
表1 10万吨/年高温费托合成工业示范装置的产物质量选择性
组分 | 典型工况产物选择性(质量分数)/% |
---|---|
CH4 | 8.82 |
C2H4 | 3.37 |
C2H6 | 2.59 |
C3H6 | 8.21 |
C3H8 | 1.16 |
C4H8 | 8.61 |
C4H10 | 1.26 |
C2~C4烯烃 | 20.19 |
总烯烃 | 53.30 |
重质油 | 3.19 |
轻质油 | 50.68 |
总含氧化合物 | 9.21 |
还原气氛 | 还原度/% | 物相组成 |
---|---|---|
100% H2 | 80 | α-Fe、Fe3O4 |
98% H2 + 2% CO | 20 | Fe5C2、Fe3O4 |
100% CO | 4 | Fe5C2、Fe3O4 |
表2 不同还原气氛下熔铁(Fe3O4)催化剂的还原程度(400℃还原8h)
还原气氛 | 还原度/% | 物相组成 |
---|---|---|
100% H2 | 80 | α-Fe、Fe3O4 |
98% H2 + 2% CO | 20 | Fe5C2、Fe3O4 |
100% CO | 4 | Fe5C2、Fe3O4 |
反应性能 | 高温熔铁催化剂 工业化数据 | 高温沉淀铁基 催化剂中试数据 |
---|---|---|
温度/℃ | 330~345 | 330~345 |
压力/MPa | 2.0~2.7 | 2.0~2.3 |
(H2 + CO)转化率/% | 93.79 | 85.59 |
(CO + CO2)转化率/% | 95.69 | 87.51 |
H2转化率/% | 91.02 | 80.58 |
CO转化率/% | 99.63 | 98.72 |
CH4选择性/% | 8.82 | 9.87 |
C2~C4烯烃选择性/% | 20.19 | 25.35 |
C5+选择性/% | 56.77 | 48.86 |
含氧化合物选择性/% | 9.21 | 12.06 |
C4+产率/g· | 130 | 119 |
表3 上海兖矿高温熔铁催化剂与高温沉淀铁基催化剂的反应性能比较
反应性能 | 高温熔铁催化剂 工业化数据 | 高温沉淀铁基 催化剂中试数据 |
---|---|---|
温度/℃ | 330~345 | 330~345 |
压力/MPa | 2.0~2.7 | 2.0~2.3 |
(H2 + CO)转化率/% | 93.79 | 85.59 |
(CO + CO2)转化率/% | 95.69 | 87.51 |
H2转化率/% | 91.02 | 80.58 |
CO转化率/% | 99.63 | 98.72 |
CH4选择性/% | 8.82 | 9.87 |
C2~C4烯烃选择性/% | 20.19 | 25.35 |
C5+选择性/% | 56.77 | 48.86 |
含氧化合物选择性/% | 9.21 | 12.06 |
C4+产率/g· | 130 | 119 |
种类 | 质量分数/% |
---|---|
含氧化合物 | 8.4754 |
醛类组分 | 0.8772 |
酯类组分 | 0.0365 |
酮类组分 | 1.7463 |
醇类组分 | 5.1931 |
酸类组分 | 0.6222 |
水 | 91.5246 |
表5 高温费托合成反应水组成
种类 | 质量分数/% |
---|---|
含氧化合物 | 8.4754 |
醛类组分 | 0.8772 |
酯类组分 | 0.0365 |
酮类组分 | 1.7463 |
醇类组分 | 5.1931 |
酸类组分 | 0.6222 |
水 | 91.5246 |
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