1、第二部分第二部分 煤炭间接液化煤炭间接液化F-T合成合成第一节第一节 概述概述1.间接液化间接液化n 由煤炭气化生产合成气（由煤炭气化生产合成气（CO+H2），再以合成），再以合成气为原料合成液体燃料和化学产品的过程成为气为原料合成液体燃料和化学产品的过程成为煤炭间接液化。煤炭间接液化。n F-T合成是间接液化的主要的和经典的方法。合成是间接液化的主要的和经典的方法。n F-T合成石合成石CO和和H2在催化剂作用下，生成液态在催化剂作用下，生成液态烃为主要产物的反应系统。实质是烃为主要产物的反应系统。实质是CO的加氢的加氢和炭链增长的过程。和炭链增长的过程。2 F-T合成合成 随着现代社会的高
2、速发展，世界各国石油、天然气用量加大，将出现短随着现代社会的高速发展，世界各国石油、天然气用量加大，将出现短缺现象，尤其是石油，许多国家靠国外进口来维持。相对于石油、天然缺现象，尤其是石油，许多国家靠国外进口来维持。相对于石油、天然气，煤的储量比较丰富，如何将煤转化为人们所需要的各种燃料及各种气，煤的储量比较丰富，如何将煤转化为人们所需要的各种燃料及各种化工产品，费托化工产品，费托(F-T)合成解决了这个问题。合成解决了这个问题。F-T合成是合成是F Fischer和和H Tropsch在在1925年首先研究成功的年首先研究成功的-该法是用煤该法是用煤制合成气获得一氧化碳和氢气并在金属催化剂上
3、合成出脂肪烃和含氧化制合成气获得一氧化碳和氢气并在金属催化剂上合成出脂肪烃和含氧化合物。合物。F-T合成可能得到的产品包括产品可包括合成可能得到的产品包括产品可包括C1-C50的化合物，气体和液体燃的化合物，气体和液体燃料，以及石蜡、水溶性含氧化合物料，以及石蜡、水溶性含氧化合物(如：醇、酮类等如：醇、酮类等)、基本的有机化工原、基本的有机化工原料料(如乙烯，丙烯，丁烯和高级烯烃等如乙烯，丙烯，丁烯和高级烯烃等)。F-T合成是最早的炭一化工技术。合成是最早的炭一化工技术。F-T流程框图和产品方案流程框图和产品方案2.2.烯烃的生烯烃的生成反应成反应3.3.醇类的生醇类的生成反应成反应 4.4.
4、醛类生成醛类生成反应反应 3.F-T3.F-T合成的主要化学化学反应合成的主要化学化学反应1.1.烷烃的生烷烃的生成反应成反应22nn2nCOHCnH 2nCOOnHHC1)H(2n nCO22nn2OnHHC1)H(2n nCO222nn2222nn2nCOHC)H1(2nCOnOHnOHHCnn2122)1(2HnCO2122)1()1()12(COnOHHCHnCOnnnOnH1)(2n1)CO(n2122COHHCHnnOnH)1()12(2122COHHCHnCOnnn5.5.积炭反应积炭反应22COCCO 反应的发生概率随着催化剂和反应条件的不同而不同反应的发生概率随着催化剂和反应
5、条件的不同而不同F-T合成的合成的催化剂催化剂 1 催化剂金属（主催化剂）催化剂金属（主催化剂）主催化剂的作用：对主催化剂的作用：对H2和和CO的吸附活化从的吸附活化从而实现对而实现对CO加氢；实加氢；实现炭链的增长，聚合功现炭链的增长，聚合功能能Fe、Co,Ni,Ru是目是目前最好的前最好的F-T催化剂催化剂 主催化剂对产物的选择性主催化剂对产物的选择性催化剂的操作条件催化剂的操作条件Fe 13MPa,200350Co 0.12MPa,170190Ni 0.1MPa ,170190Ru 10-100MPa,1101502 助催化剂助催化剂 结构性结构性 促使表面结构的形成，防止熔融和结晶，增
6、加稳定性。通常使用的结构性助剂：通常使用的结构性助剂：ZnO、AI203、Cr203、Ti02、ThO2、MgO和和SiO2 电子助剂电子助剂n 改变催化剂的化学吸附，加快反应速度，改改变催化剂的化学吸附，加快反应速度，改变产物分布变产物分布n 主要为碱金属氧化物和碱金属盐类；主要为碱金属氧化物和碱金属盐类；Fe对碱对碱金属助剂特别敏感，顺序：金属助剂特别敏感，顺序：RbKNaLi 载体载体n 分散活性组分，防止熔融和再结晶，增加表分散活性组分，防止熔融和再结晶，增加表面积，提高机械强度。择型改变产品的分布；面积，提高机械强度。择型改变产品的分布；n 载体主要是载体主要是SiO2和和Al2O3
7、n 不是所有的催化剂都需要载体（熔融铁）不是所有的催化剂都需要载体（熔融铁）3 铁催化剂的种类和制备铁催化剂的种类和制备活性好，价格便宜，应用广泛活性好，价格便宜，应用广泛 a:a:沉淀铁催化剂沉淀铁催化剂 制造工艺：水溶性铁盐溶液沉淀，沉淀的含铁化合物进行干燥和焙烧，再用氢气还原制得催化剂。特点：反应温度220240；活性比熔铁催化剂高；强度差，用于固定床和浆态床反应器（强度差，不适合用于流化床和气流床）。b:b:熔铁催化剂熔铁催化剂 制造工艺：将磁铁矿与助熔剂熔化，然后用氢气还原制成。特点：反应温度320340；活性小，但机械强度高，可以在较高空速下使用，因而生产率大为提高。C C：烧结铁
8、催化剂：烧结铁催化剂 以Fe304(磁铁矿粉)为主体，配以MgO，Cr203、Re203等氧化物助剂混合均匀后加人3硬脂酸并在40MPa压力下压片成型，置于马弗炉，中，先在400度下灼烧2 h，然后1100下烧结4h，冷却后取出破碎成所需尺寸。机械强度高，热稳定性好催化剂失活和再生催化剂失活和再生 催化剂失活催化剂失活 硫中毒。因为合成气在经过净化后仍含有微量硫化氢和有机硫化合物，它们在反应条件下能与催化剂中的活性组分生成金属硫化物，使其活性下降，直到完全丧失活性。不同种类的催化剂对硫中毒的敏感性不同，镍剂最敏感，其次是钴剂，而铁剂最不敏感。不同硫化物的毒性不同，总的讲硫化氢的毒化作用不如有机
9、硫化物强，对后者讲，其毒性大小顺序为 噻吩及其他环状硫化物硫醇CS2COS。其他化学毒物中毒。Cl和Br对这类催化剂也是有毒的，因为它们会与金属或金属氧化物反应生成相应的卤化盐类，而造成永久性中毒，其他还有Pb、Sn和Bi等，也是有毒元素。催化剂表面石蜡沉积覆盖导致催化剂活性降低，这种蜡大致可分两类，一类是在200左右用H2处理容易除去的浅色蜡，另一类是难以除去的暗褐色蜡。蜡沉积问题钴催化剂更突出。由于析炭反应产生的炭沉积和合成气中带入的有机物缩聚沉积使催化剂失活，反应温度高和催化剂碱性强，容易积炭，严重时可使固定床堵塞。由于合成气中少量氧的氧化作用引起钴催化剂中毒，为此，一般规定合成气中氧的
10、含量不能超过0.3。Co催化剂和Ni催化剂在高压下可能生成挥发性的羰基钴和羰基镍而造成活性组分的损失，所以这类催化剂一般用于常压合成。催化剂层温度升高，表面发生熔结，再结晶和活性相转移造成活性下降等。催化剂再生催化剂再生 对FT催化剂一般不像对其他贵重催化剂那样，进行反复再生。因为通常主要是硫中毒，可采用逐渐升高温度的操作方法在一定温度区间内维持铁催化剂的活性。硫中毒后的催化剂其再生是很不容易的，需要将全部硫彻底氧化除尽，然后再还原才有效。一般不采取这样的再生方法。钴催化剂表面除蜡相对比较容易，可以在200下用H2处理，也可以用合成油馏分(170274)在170下抽提。F-T合成反应器合成反应
11、器 FT合成反应放热10.9Mjkg烃，反应工程上首先需要解决排除大量反应热大量反应热的问题。为达到产品的最佳选择性和催化剂使用寿命长的要求，反应需要在等温条件下进行。在反应器中温度梯度大时，选择性变差，生成甲烷，并在催化荆上积碳。反应器类型有多种，在SASOL厂生产中使用了固定床和流化床反应器。浆态床反成器是正在开发的新技术。温度恒定；催化剂与产品分离；催化剂更新温度恒定；催化剂与产品分离；催化剂更新 固定床反应器固定床反应器（Arge反应器）反应器）a:反应器特点：反应器特点：管壳式，管内装填沉淀铁催化剂；管外为沸腾水.b:反应热的移出：反应热的移出：管外为沸腾水，通过水的蒸发移走管内的反
12、应热，产生蒸汽（为防止催化剂失活和积碳）.c:固定床反应器的优点：固定床反应器的优点：易于操作；由于液体产品顺催化剂床层流下，催化剂和液体产品分离容易，适于费托蜡生产。d:固定床反应器有不少缺点：固定床反应器有不少缺点：反应器制造昂贵。高气速流过催化剂床层所导致的高压降和所要求的尾气循环，提高了气体压缩成本。反应器放大昂贵。装填了催化剂的管子不能承受太大的操作温度变化。需要定期更换铁基催化剂；所以需要特殊的可拆卸的网格，从而使反应器设计十分复杂。重新装填催化剂也是一个费时的工作。Arge固定床合成工艺流程固定床合成工艺流程 p 煤气，经净化得H2/CO比1.7的合成气，新鲜气与循环气以1：2.
13、3比例混合，混合气被压缩到2.45MPa后，再被换热器升温到150180进反应器进行合成反应。p 反应产物先经分离器脱去石腊烃，经换热器后再脱去软石蜡，又经冷却器冷却分离出烃类油，冷却器后的余气部分循环，其余送油吸收塔回收C3和C4烃类。p Arge反应器的产物较重，含腊较多，见表 SASOL的的FT合产品分布合产品分布SASOL-Arge 产产品品产产率率 甲烷甲烷5.0乙烯乙烯 0.2 乙烷乙烷 2.4 丙烯丙烯 2.0 丙烷丙烷 2.8 丁烯丁烯 3.0 丁烷丁烷 2.2汽油汽油C5C12 22.5 柴油柴油C13C18 15.0 重重油油 C19C216.0C22C3017.0 蜡蜡
14、18.0 非酸性化合物非酸性化合物 3.5 酸类酸类 0.4 热凝液；冷凝液；石蜡热凝液；冷凝液；石蜡循环流化床反应循环流化床反应（Synthol 反应器）反应器）a:反应器特点：反应器特点：熔铁催化剂随原料气一起进入反应器，又随反应产物排出反应器，催化剂在反应器内不停地运动，循环于反应器和催化剂沉降室之间。可以加入新催化剂，也可以移走旧催化剂。c:循环流化床优点：循环流化床优点：催化剂易于更新，产物很轻，生成汽油多。一台Synthol反应器相当于45台Arge反应器。d:循环流化床也有一些缺点：循环流化床也有一些缺点：操作复杂；从尾气中分离细小的催化剂颗粒比较困难。防止碳化铁颗粒所引起的磨损
15、要求使用陶瓷衬里来保护反应器壁。f:流程流程 新原料气与循环气以1：2.4比例混合，加热到160以后进入反应器的水平进气管，与循环热催化剂混合，进入提升管和反应器内反应。为了防止催化剂被蜡粘结在一起，采用较高的温度（320340）和富氢操作，合成气H2/CO=6，反应压力2.262.35MPa。反应气体先在热油洗涤塔除去重质油和夹带的催化剂，塔顶温度150，使塔顶产物不含重油，塔顶产物进入分离器分出轻油和水，大部分尾气经循环压缩机返回反应器，余气再送入油吸收塔脱除C3和C4。初级产品组成初级产品组成 主要产品为最大产率的优质汽油，能降低甲烷、石蜡和酸的产率往液体产物中烯烃占75烷烃占10，芳烃
16、占7%，含氧化合物8%。固定流化床反应器（固定流化床反应器（SAS）名为SASOL Advanced Synthol（简称为SAS）反应器。a:固定流化床反应器由以下部分组成：固定流化床反应器由以下部分组成：气体分布器的容器；催化剂流化床；床层内的冷却管；顶部多孔金属网过滤器 旋风分离器b:固定流化床反应器特点：固定流化床反应器特点：操作比较简单。气体从反应器底部通过分布器进入并通过流化床。床层内催化剂颗粒处于湍流状态但整体保持静止不动。和循环流化床相比，它们具有类似的选择性和更高的转化率。固定流化床比循环流化床制造成本更低，这是因为它体积小而且不需要昂贵的支承结构。不需要定期的检查和维护。S
17、AS反应器中的压降较低，压缩成本也低。积碳也不再是问题。SAS催化剂的用量大约是Synthol的50%。浆态床反应器浆态床反应器 a.浆态床反应器在欧洲已研究开发多年，现处于中试阶段。床内为高温液体(一般为熔 蜡)，催化剂微粒悬浮其中，合成气以鼓泡形式通过，呈气、液、固三相流化床，但是催化剂颗粒微小(200 C2C4的产率大致稳定；200 前馏出的液态产率在211 处达到最高，以后略有下降；200300 馏分产率随温度升高，逐渐降低，不过在203 前下降很少，203 以后下降速度加快；300 馏分随温度升高直线下降。压力压力 由化学平衡分析可知，FT合成反应是体积缩小的反应，故增加压力有利于合
18、成气向烃类的转化。沉淀铁和熔铁催化剂在常压下几乎没有活性，表压达到O1MPa后开始显示出活性，然后随压力增加，(H2+CO)转化率成直线增加 空速空速化学平衡化学平衡:温度升高对温度升高对F-TF-T合成反应不利。而积炭反应为吸合成反应不利。而积炭反应为吸热反应升高温度有利于积炭反应的发生热反应升高温度有利于积炭反应的发生.过高的温度易使过高的温度易使催化剂超温烧结，缩短了使用寿命催化剂超温烧结，缩短了使用寿命 动力学角度考虑动力学角度考虑:温度升高，反应速度加快，同时副反应速温度升高，反应速度加快，同时副反应速度也随之加快。操作温度取决于所用催化剂。度也随之加快。操作温度取决于所用催化剂。影
19、响影响F-TF-T合成反应的因素合成反应的因素1.1.反应反应 温度温度2.2.反应反应压力压力增大压力，增大压力，F-T合成反应速度加快，但副反应速度也加快。合成反应速度加快，但副反应速度也加快。过大的压力降低了催化剂的活性，需要高压容器，设备的投过大的压力降低了催化剂的活性，需要高压容器，设备的投资费用高；压力增太，能耗随之增大资费用高；压力增太，能耗随之增大 增加空间速度，可提高其生产能力，并有利于及时移走反增加空间速度，可提高其生产能力，并有利于及时移走反应热，防止催化剂超温。但空速增大，能耗增大。空速过应热，防止催化剂超温。但空速增大，能耗增大。空速过小，不能满足生产需求小，不能满足
20、生产需求。4.气体气体组成组成原料气中的原料气中的(CO+H(CO+H2 2)含量高，反应速度快，转化率高，但反含量高，反应速度快，转化率高，但反应放出的热量多，易使催化剂床层温度升高。原料气中应放出的热量多，易使催化剂床层温度升高。原料气中V(HV(H2 2)V(CO)V(CO)的比值高，有利于饱和烃的生成；的比值高，有利于饱和烃的生成；V(HV(H2 2)V(CO)V(CO)的的比值低，有利于生成烯烃及含氧化合物。比值低，有利于生成烯烃及含氧化合物。3.3.空间空间 速度速度 一、一、Sasol公司的有关情况公司的有关情况 南非Sasol公司是迄今为止目前世界上惟一利用煤制合成气、通过FT
21、合成生产发动机燃料油和化学品的大型企业集团。sasol(South of Africa SyntheticOil Co，简称Sasol)成立于1950年。它下辖采煤、煤制合成燃料、煤制化学品、炼油与石油化工及技术开发中心等子公司。主要工厂有三家即Sasol I、和。F-T合成工艺合成工艺 二、煤制合成气二、煤制合成气 所用原料煤的煤质分析的数据见表，可见位于两地的煤性质相近，所用原料煤的煤质分析的数据见表，可见位于两地的煤性质相近，都是高灰分、高挥发性、低热值的年轻烟煤，其灰分熔融性，前一种都是高灰分、高挥发性、低热值的年轻烟煤，其灰分熔融性，前一种煤：煤：ST 1340，MT 1430、FT
22、 1475；后一种煤，；后一种煤，ST 1290，MT 1330、FT 1360。煤气化工艺流程煤气化工艺流程 煤气化全部采用鲁奇炉，一共煤气化全部采用鲁奇炉，一共97台，台，I厂厂17台，台，厂和厂和厂各厂各40台。台。三、三、SASOLSASOL厂各种工艺流程厂各种工艺流程1.SASOL1.SASOL一厂工艺流程一厂工艺流程一厂采用固定床和气流床两类反应器进行一厂采用固定床和气流床两类反应器进行F-TF-T合合成反应，主要生产汽油，柴油和蜡类等产品。成反应，主要生产汽油，柴油和蜡类等产品。固定床反应器生成的蜡多，气流床反应器生成的固定床反应器生成的蜡多，气流床反应器生成的汽油多汽油多一厂年
23、产液体燃料一厂年产液体燃料2525万吨万吨 。城市煤气城市煤气废水废水醇醇酮酮真空真空蒸馏蒸馏加氢加氢精制精制蒸馏蒸馏蒸脱蒸脱聚合聚合Arge Arge F-TF-T冷凝冷凝分离分离分离分离冷凝冷凝CHCH4 4重整重整Synthol Synthol F-TF-T纯合成气纯合成气C C3 3、C C4 4C C1 1、C C2 2C C3 3、C C4 4C C1 1、C C2 2汽油汽油柴油柴油中蜡中蜡硬蜡硬蜡液化气液化气SASOLSASOL一厂工艺流程一厂工艺流程(1)Arge(1)Arge固定床合成流程固定床合成流程新鲜合新鲜合成气成气合合成成气气净化净化合成合成气气净化净化蜡分离器蜡分
24、离器分离器分离器冷冷凝凝油油水溶水溶性含性含氧化氧化物物碱液碱液蜡蜡预热预热固定床固定床反应器反应器换热器换热器冷却器冷却器碱碱吸收塔吸收塔回回收收C3C3和和C4C4此流程合成温度为此流程合成温度为220255 220255，压力为，压力为2.45MPa 2.45MPa 此流程合成温度为此流程合成温度为300300340340，压力为，压力为2.02.02.3MPa 2.3MPa(2)Synthol(2)Synthol气流床合成工艺流程气流床合成工艺流程2.SASOL2.SASOL二厂工艺流程二厂工艺流程SASOLSASOL二厂的任务是生产南非需要的发动机燃料，即生产汽油和柴油。二厂的任务是
25、生产南非需要的发动机燃料，即生产汽油和柴油。二厂全部采用了气流床反应器，使用熔铁型催化剂。二厂全部采用了气流床反应器，使用熔铁型催化剂。脱脱COCO2 2水水CH4CH4重整重整变压吸附变压吸附SyntholSynthol冷凝蒸馏冷凝蒸馏深冷分离深冷分离净合成气净合成气废水废水处理处理氧化氧化冷水冷水气化气化来水来水PtPt重整重整汽油汽油加氢脱蜡加氢脱蜡柴油柴油异构异构化化聚合聚合乙烯乙烯C2C2C3C3C4C4C5C5C6C6C2H4C2H4柴油柴油汽油汽油COCO2 2CHCH4 4纯纯H H2 2H H2 2馏分馏分 变压吸附深冷分离深冷分离3 3、SASOLSASOL一厂与二、三厂比
26、较一厂与二、三厂比较相同点相同点：1 1、SASOLSASOL一厂与二厂都是先将反应生成的水和液态油一厂与二厂都是先将反应生成的水和液态油冷凝下来，然后再对产品进行后加工。冷凝下来，然后再对产品进行后加工。2 2、SASOLSASOL一厂与二厂对一厂与二厂对C CC C馏分的处理方法相同，馏分的处理方法相同，都是采用聚合法都是采用聚合法不同点不同点不同点SASOL-1SASOL-2、3设备的类型不同设备的类型不同固定床和气流床两类反应器固定床和气流床两类反应器气流床反应器，是一厂气流气流床反应器，是一厂气流床的放大型床的放大型生产规模不同生产规模不同年产液体燃料年产液体燃料25万吨万吨二厂能力
27、是一厂的二厂能力是一厂的8倍，三厂倍，三厂基本与二厂相同。基本与二厂相同。所用的催化剂不同所用的催化剂不同固定床采用沉淀铁催化剂，固定床采用沉淀铁催化剂，气流床反应器用熔铁型催化气流床反应器用熔铁型催化剂剂熔铁催化剂熔铁催化剂产品类型不同产品类型不同 一厂产品复杂，主要有汽一厂产品复杂，主要有汽油、柴油、含氧化合物油、柴油、含氧化合物(醇、醇、酮类酮类)和蜡产品，其中固定和蜡产品，其中固定床反应器生成的蜡多，气流床反应器生成的蜡多，气流床反应器生成的汽油多床反应器生成的汽油多二厂主要生产汽油、柴油，二厂主要生产汽油、柴油，并生产大量乙烯。并生产大量乙烯。产品后加工过程不产品后加工过程不同同冷凝
28、后的余气直接分离冷凝后的余气直接分离余气先脱除余气先脱除C02,然后进行深然后进行深冷分离冷分离.MFT工艺F-T合成工艺上的问题及改进措施合成工艺上的问题及改进措施 F-T合成反应为强放热反应，要解决排除大量反应热的问题为了达到产品合成反应为强放热反应，要解决排除大量反应热的问题为了达到产品的最佳选择性和催化剂使用寿命长的要求，反应需在等温条件下进行。的最佳选择性和催化剂使用寿命长的要求，反应需在等温条件下进行。尽快去掉反应热，以保持合适的反应温度尽快去掉反应热，以保持合适的反应温度，防止催化剂烧结、失去活性，防止催化剂烧结、失去活性和大量的甲烷生成。和大量的甲烷生成。降低反应器中的温度梯度
29、，防止催化剂上积炭，使催化剂活性下降降低反应器中的温度梯度，防止催化剂上积炭，使催化剂活性下降。工。工业上用导热油在列管式反应器壳程强制对流换热。及时移走反应热，以保持业上用导热油在列管式反应器壳程强制对流换热。及时移走反应热，以保持适宜的反应温度。适宜的反应温度。F-T合成产品复杂选择性较差合成产品复杂选择性较差。为了提高。为了提高F-T合成技木的经济性和产合成技木的经济性和产品的选择性问题，可以选用品的选择性问题，可以选用复合型催化剂和改进的复合型催化剂和改进的F-T法即法即MFT法进行合成法进行合成反应反应，使，使C1-C40馏分烃类产品改质为馏分烃类产品改质为C1-C11的烃类产品。的
30、烃类产品。MFTMFT合成工艺流程及特点合成工艺流程及特点由于复合催化剂有一定的局限性。如由于复合催化剂有一定的局限性。如F-TF-T合成反应温合成反应温度不宜过高，而度不宜过高，而F-TF-T合成催化剂不需再生，而分子筛则合成催化剂不需再生，而分子筛则需再生。两种催化剂混合在同一反应器中存在以上矛盾，需再生。两种催化剂混合在同一反应器中存在以上矛盾，所以必须开发出更为合理的工艺流程所以必须开发出更为合理的工艺流程 MFTMFT合成工艺解合成工艺解决了上述问题。决了上述问题。2020世纪世纪8080年代初，中国科学院山西煤炭化学研究所提年代初，中国科学院山西煤炭化学研究所提出了将传统的出了将传
31、统的F-TF-T合成与合成与沸石分子筛相结合沸石分子筛相结合的固定床两的固定床两段合成工艺，简称段合成工艺，简称MFTMFT合成合成 1 1、MFTMFT合成工艺流程合成工艺流程该流程为两段固定床反应器合成工艺。第一段进行该流程为两段固定床反应器合成工艺。第一段进行F-TF-T合成，合成，生成生成C CC C4040烃类烃类,在第二段反应器对在第二段反应器对C C1 1C C4040进行改质。进行改质。二二段段反反应应器器合成气合成气预热预热脱硫、脱硫、脱氧脱氧循环气循环气预热预热一一段段反反应应器器脱脱蜡蜡换热换热加加热热炉炉换热换热水冷水冷气液分气液分离器离器油水分油水分离器离器粗汽油粗汽
32、油蒸蒸馏馏塔塔汽油汽油残油残油换热换热氨冷氨冷气液分气液分离器离器循环气循环气2.MFT2.MFT工艺流程的特点工艺流程的特点煤基合成气为原料，由于煤的气化方法不同，合成气中的煤基合成气为原料，由于煤的气化方法不同，合成气中的V(HV(H2 2)V(CO)V(CO)比例比例在在0.50.51.51.5之间变化。之间变化。工艺流程比较简单，投资费用低。工艺流程比较简单，投资费用低。MFTMFT台成产品单一，主要为汽油产品，基台成产品单一，主要为汽油产品，基本不含重质烃类与含氧化合物，简化了产品的后加工流程。此外本不含重质烃类与含氧化合物，简化了产品的后加工流程。此外MFTMFT合成的操合成的操作
33、温度和压力都较低，且等压操作，减少了过程的能耗，使投资费用大大降作温度和压力都较低，且等压操作，减少了过程的能耗，使投资费用大大降低。低。产品中主要为汽油，且质量较好。产品中主要为汽油，且质量较好。MFTMFT合成产物中汽油馏分较高合成产物中汽油馏分较高-质量较质量较好，辛烷值可达好，辛烷值可达8080以上。以上。产物分布和选择性可以调节。产物分布和选择性可以调节。MFTMFT合成已开发出几种不同类型的一段铁催化合成已开发出几种不同类型的一段铁催化剂和恬性与选择性较高的二段分子筛催化剂。通过选用不同类型的催化剂和剂和恬性与选择性较高的二段分子筛催化剂。通过选用不同类型的催化剂和调节工艺参数，可
34、调节产品分布实现油调节工艺参数，可调节产品分布实现油-气、油气、油-肥、油肥、油-蜡等多种联产方案，蜡等多种联产方案，以提高经济效益。以提高经济效益。MFTMFT工艺技术比较成熟，易于工业化生产。工艺技术比较成熟，易于工业化生产。MFTMFT合成工艺百吨级中试已于合成工艺百吨级中试已于19891989年完成，且运转平稳，目前正在进行千吨级工业性试验，适宜于中小型年完成，且运转平稳，目前正在进行千吨级工业性试验，适宜于中小型工业化。工业化。合成方法合成方法F-TF-T法法MFTMFT法法ArgeArgeSyntholSynthol1 12 2催化剂催化剂沉淀铁沉淀铁熔铁熔铁沉淀铁沉淀铁ZSM-5
35、ZSM-5铁催化剂分子筛铁催化剂分子筛温度温度220220255255320320340340230/300230/300(250(250270)/(310270)/(31032320)0)压力压力MPaMPa2.52.52.62.62.32.32.42.42.5/2.52.5/2.52.5/2.52.5/2.5原料气（原料气（H2/CO)H2/CO)1.71.72.52.52.42.42.82.821.621.61.3/1.51.3/1.5COCO转化率转化率606860687985798588.088.085.485.4H2H2转化率转化率70.470.4产品产率产品产率(质量分数）质量分
36、数）甲烷甲烷5.05.010.110.16.66.66.86.8乙烯乙烯乙烷乙烷丙烯丙烯丙烷丙烷0.20.22.42.42.02.02.82.84.04.06.06.012.012.02.02.018.418.416.916.9汽油汽油c5c12柴油柴油c13c18重油重油c22c3022.515.023.018.039.05.04.02.075.075.00 076.303.3.传统的传统的F-TF-T合成与合成与MFTMFT合成比较合成比较1 1、F-TF-T合成原理合成原理反应温度反应温度反应压力反应压力空间速度空间速度气体组成气体组成F-TF-T合成的化学反应合成的化学反应影响影响F-TF-T合成反应合成反应的因素的因素F-TF-T合成催化剂合成催化剂铁系催化剂铁系催化剂固定床合成流程固定床合成流程流化床合成工艺流程流化床合成工艺流程2 2、F-TF-T合成典型合成典型生产工艺生产工艺SASOLSASOL一厂工艺流程一厂工艺流程SASOLSASOL二厂工艺流程二厂工艺流程SASOLSASOL一厂与二、三厂一厂与二、三厂的比较的比较MFTMFT合成工艺流程合成工艺流程3 3、F-TF-T合成的主合成的主要设备要设备固定床反应器固定床反应器流化床反应器流化床反应器浆态床反应器浆态床反应器
