1、LOGO费托合成生产人造石油的化学工艺费托合成生产人造石油的化学工艺流化床反应器流化床反应器1PPT课件费托合成费托合成(FTS)简介简介费托合成：费托合成：CO 在固体催化剂作用下非均相氢化在固体催化剂作用下非均相氢化生成不同链长的烃类混合物和含氧化合物的反应生成不同链长的烃类混合物和含氧化合物的反应以煤为原料，经过气化生成合成气，然后经以煤为原料，经过气化生成合成气，然后经FTS制取液体产品，被称为煤的制取液体产品，被称为煤的“间接液化法间接液化法”FTS反应作为煤炭间接液化过程中的重要反应，反应作为煤炭间接液化过程中的重要反应，近半个世纪来受到各国学者的广泛重视近半个世纪来受到各国学者的
2、广泛重视目前目前FTS已成为煤间接液化制取各种烃类及含氧已成为煤间接液化制取各种烃类及含氧化合物的重要方法之一化合物的重要方法之一2PPT课件课件FTS历史历史背景背景时间发展进程主要研究者1923发现CO和H2在铁类催化剂上发生非均相催化反应,可合成直链烷烃和烯烃为主的化合物,其后命名为FTSF.Fischer和H.Tropsch1936常压多级过程开发成功,建成第一座以煤为原料的FTS油厂,4000104L/a德国鲁尔化学公司1937中压法FTS开发成功 1937引进德国技术以钴催化剂为核心的FTS合成厂建成投产日本与中国锦州石油六厂1944中压法过程中采用合成气循环工艺技术,FTS合成油
3、厂进一步发展德国1945后 FTS受石油工业增长的影响,其工业化发展受到影响 19525104t/a煤基FTS合成油和化学品工厂建成前苏联3PPT课件课件 FTS历史历史背景背景时间发展进程主要研究者19534500t/a的铁催化剂流化床合成油中试装置建成中国科学院原大连石油研究所1955建立以煤为原料的大型FTS合成厂，采用Arge固定床反应器，中压法，沉淀铁催化剂Sasol公司1970提出FTS合成在钴催化剂上最大程度上制备重质烃，然后再在加氢裂解与异构化催化剂上转化为油品的概念荷兰Shell公司1970浆态床反应器技术、MTG工艺和ZSM-5催化剂开发成功美国Mobil公司1980Sas
4、ol建成投产，中压法，循环流化床反应器，熔融铁催化剂Sasol公司改进Kellogg CFB4PPT课件课件 FTS历史历史背景背景时间发展进程主要研究者1982Sasol 建成投产，中压法，循环流化床反应器，熔融铁催化剂Sasol公司1982提出将传统的FTS与沸石分子筛相结合的固定床两段合成工艺（MFT工艺）中国科学院山西煤炭化学研究所1985新型钴基催化剂和重质烃转化催化剂开发成功荷兰Shell公司1993采用SMDS（中间馏分油合成）工艺在马来西亚的Bintulu建成以天然气为原料，年产50104t/a液体燃料，包括中间馏分油和石蜡荷兰Shell公司1994采用MFT工艺及Fe/Mn超
5、细催化剂进行2000t/a工业试验中国科学院山西煤炭化学研究所5PPT课件课件FTS技术现状技术现状南非南非Sasol公司的低温铁系催化剂固定床、低温公司的低温铁系催化剂固定床、低温铁系催化剂浆态床、高温铁系催化剂循环流化铁系催化剂浆态床、高温铁系催化剂循环流化床、高温铁系催化剂固定流化床和低温钴系催床、高温铁系催化剂固定流化床和低温钴系催化剂浆态床费托合成技术。化剂浆态床费托合成技术。荷兰荷兰Shell公司的公司的钴系催化剂固定床钴系催化剂固定床费托合成技费托合成技术。术。美国美国Rentech公司的公司的低温铁系催化剂浆态床费低温铁系催化剂浆态床费托合成技术。托合成技术。美国美国Syntr
6、oleum公司的公司的的自热重整的自热重整(ATR)工艺工艺和钴系催化剂浆态床费托合成技术。和钴系催化剂浆态床费托合成技术。6PPT课件课件FTS技术现状技术现状中国中科合成油公司的铁基浆态床中国中科合成油公司的铁基浆态床费托合成技费托合成技术。术。中国山东兖州矿业集团的低温铁系催化剂浆态中国山东兖州矿业集团的低温铁系催化剂浆态床和高温铁系催化剂固定流化床费托合成技术。床和高温铁系催化剂固定流化床费托合成技术。中国神华集团中国神华集团的的煤基浆态床和低温浆态床费托煤基浆态床和低温浆态床费托合成技术。合成技术。7PPT课件课件FTS反应机理反应机理8PPT课件课件FTS产品分布产品分布典型典型F
7、TS合成产品的组成与分布合成产品的组成与分布组成/wt%列管固定床循环流化床 甲醇(C1)510 LPG(C2C4)12.533 汽油(C5C12)22.539 柴油(C13C19)15 5 软蜡(C20C30)234 硬蜡(C30 以上)182 含氧化合物479PPT课件课件人造石油人造石油人造石油是指由煤、煤焦油、石油重质馏分或人造石油是指由煤、煤焦油、石油重质馏分或页岩油在高温、高压和催化剂的作用下与氢起页岩油在高温、高压和催化剂的作用下与氢起反应而成粗制品，再经加工而制成各种轻质石反应而成粗制品，再经加工而制成各种轻质石油产品。油产品。制备工艺：制备工艺：煤、油页岩或油砂的低温干馏法，
8、煤、油页岩或油砂的低温干馏法，煤间接液化法，煤间接液化法，煤直接液化法等。煤直接液化法等。10PPT课件课件FTS生产人造石油的化学工艺生产人造石油的化学工艺反应器：反应器：固定床反应器固定床反应器 浆态床反应器浆态床反应器 流化床反应器流化床反应器FTS反应的特点表明反应的特点表明:FTS反应器反应器选择选择必需满足必需满足散热性能好散热性能好 原料气分布均匀原料气分布均匀 易制造维护等易制造维护等要求要求11PPT课件课件流化床反应器流化床反应器循环流化床循环流化床(CFB)循环流化床循环流化床(CFB)反应器由反应器由4部分组部分组成：反应器、沉成：反应器、沉降漏斗、旋风分降漏斗、旋风分
9、离器和多孔金属离器和多孔金属过滤器过滤器12PPT课件课件流化床反应器流化床反应器原料气从反应器底部进入，与立管中经滑阀下原料气从反应器底部进入，与立管中经滑阀下降的热催化剂流混合，将气体预热到反应温度，降的热催化剂流混合，将气体预热到反应温度，进入反应区。进入反应区。大部分反应热由反应器内的两组大部分反应热由反应器内的两组换热器带出，其余部分被原料气和产品气吸收。换热器带出，其余部分被原料气和产品气吸收。催化剂在较宽的沉降漏斗中，经旋风分离器与催化剂在较宽的沉降漏斗中，经旋风分离器与气体分离，由立管向下流动而继续使用。气体分离，由立管向下流动而继续使用。循环流化床反应器特点循环流化床反应器特
10、点 初级产物烯烃含量高初级产物烯烃含量高 相对固定床反应器产量高相对固定床反应器产量高 在线装卸催化剂容易在线装卸催化剂容易 装置运转时间长装置运转时间长 热效率高热效率高 压降低压降低 反应器径向温差低反应器径向温差低13PPT课件课件流化床反应器流化床反应器固定流化床固定流化床(FFB)固定流化床反固定流化床反应器是一个带有气应器是一个带有气体分配器的塔，流体分配器的塔，流化床为催化剂，床化床为催化剂，床层内置冷却盘管，层内置冷却盘管，配有从气相产品物配有从气相产品物流中分离催化剂的流中分离催化剂的设备设备14PPT课件课件流化床反应器流化床反应器FFB反应器上方提供了足够的自由空间以分离
11、出反应器上方提供了足够的自由空间以分离出大部分催化剂，剩余的部分催化剂则通过反应器大部分催化剂，剩余的部分催化剂则通过反应器顶部的多孔金属过滤器被全部分离出并返回床层顶部的多孔金属过滤器被全部分离出并返回床层由于催化剂颗粒被控制在反应器内，因而催化剂由于催化剂颗粒被控制在反应器内，因而催化剂回收系统可取消，除节省投资外，冷却更有效，回收系统可取消，除节省投资外，冷却更有效，也增加了总的热效率也增加了总的热效率由于由于FFB反应器的直径可远大于反应器的直径可远大于CFB反应器，安反应器，安装冷却盘管的空间增加了装冷却盘管的空间增加了50%以上，这使得转化以上，这使得转化率更高，产能也得到提高率更
12、高，产能也得到提高15PPT课件课件流化床反应器流化床反应器FFB与与CFB的相对投资费用和能量效率的相对投资费用和能量效率反应器 反应器数压力/MPa相对容量/%能量效率/%能耗/%反应器 气体循环 总容量CFB32.510010010061.9100FFB22.546788763.644FFB22.349718274.74116PPT课件课件循环流化床循环流化床FTS工艺工艺17PPT课件课件循环流化床循环流化床FTS工艺工艺Syntroleum 公司工艺公司工艺美国美国Syntroleum公司开发的公司开发的GTL工艺使用含工艺使用含N2稀释合成气为原料，采用循环流化床反应器及专稀释合成气为原料，采用循环流化床反应器及专利钴基催化剂，在利钴基催化剂，在190232和和2.13.5MPa下下合成气在大空速下无循环回路一次通过，避免了合成气在大空速下无循环回路一次通过，避免了N2的聚集，减少了加氢裂解步骤，而且操作压的聚集，减少了加氢裂解步骤，而且操作压力也较低力也较低该工艺设备简单，操作容易，建造费用较低，该工艺设备简单，操作容易，建造费用较低，装置规模不大就可产生效益，目前已完成中试装置规模不大就可产生效益，目前已完成中试18PPT课件课件反应器对比反应器对比19PPT课件课件LOGO20PPT课件
