费托合成技术.doc
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(一)费托合成技术%Sdh%I6S0Y3m,G0}#DFischer-Tropschsynthesis(o-J.Ii1]-n8F&W:J煤间接液化技术之一。以合成气为原料在催化?主要是铁和适当反应条件下合成以石蜡烃为主的液体燃料的工艺过程。1923年由德国化学家F.费歇尔和H.托罗普施开发,第二次世界大战期间投入大规模生产。其反应过程可以用下式表示:nCO+2nH2─→[-CH2-]n+nH2O传统费托合成法是以钴为催化剂(见金属催化剂),所得产品组成复杂,选择性差,轻质液体烃少,重质石蜡烃较多。其主要成分是直链烷烃、烯烃、少量芳烃及副产水和二氧化碳。,g$J3?#o.S(J(CY8ao费托合成总的工艺流程主要包括煤气化、气体净化、变换和重整、合成和产品精制改质等部分。合成气中的氢气与一氧化碳的摩尔比要求在2~2.5。反应器采用固定床或流化床两种形式。如以生产柴油为主,宜采用固定床反应器;如以生产汽油为主,则用流化床反应器较好。此外,近年来正在开发的浆态反应器,则适宜于直接利用德士古煤气化炉或鲁奇熔渣气化炉生产的氢气与一氧化碳之摩尔比为7r6U&z%r1o8b9e"D0.58~0.7的合成气。铁系化合物是费托合成催化剂较好的活性组分。;o+m2v3SN5B%K)F1R&@目前,以煤为原料通过费托合成法制取的轻质发动机燃料,在经济上尚不能与石油产品相竞争,但对具有丰富廉价煤炭,而石油资源贫缺的国家或地区解决发动机燃料的需要,费托合成法也是可行的。(二)/@3\2o7K|4x甲醇燃料合成技术甲醇既是重要的化工基本原料,本身有是优质.清洁的液体燃料,其利用可以分为能源利用和化学深加工两大领域。近几年来,甲醇产业在国内发展迅猛,甚至有过热的趋势,分析其原因就是其作为石油燃料替代能源的巨大潜力,其研究也成为国内外的热点。合成甲醇可以固体(如煤、焦炭)液体(如原油、重油、轻油)或气体(如天然气及其他可燃性气体)为原料,经造气净化(脱硫)变换,除去二氧化碳,配制成一定的合成气(一氧化碳和氢)在不同的催化剂存在下,。选用不同的工艺条件。单产甲醇(分高压法低压和中压法),或与合成氨联产甲醇(联醇法)。将合成后的粗甲醇,经预精馏脱除甲醚,精馏而得成品甲醇。高压法为BASF最先实现工业合成的方法,但因其能耗大,加工复杂,材质要求苛刻,产品中副产物多,今后将由ICI低压和中压法及Lurgi低压和中压法取代。2b:wI7b9v!i#V5u甲醇作为代用燃料,既可以掺烧汽油.柴油,也可以直接作为燃料使用,其环保.动力性.经济性是举世公认的。甲醇掺烧汽油是指把甲醇部分添加在汽油里,用甲醇燃料助溶剂复配的M系列混合燃料。其中:M15(在汽油里添加15%甲醇)清洁甲醇汽油为车用燃料,分别应用于各种汽油发动机,可以在不改变现行发动机结构的条件下,替代成品汽油使用,并可与成品油混用。甲醇混合燃料的热效率、动力性、启动性、经济性良好,具有降低排放、节省石油、安全方便等特点。世界各国根据不同国情,研发了M3、M5、M15、M20、M50、N85、M100等不同掺和比的甲醇汽油。目前,商用甲醇主要为M85(85%甲醇+15%汽油)和M100,M100性能优于M85,具有更大的环境优越性。甲醇制汽油MTG工艺于20世纪70年代被美国Mobile公司成功开发,该法制的的汽油抗爆性能好,不存在常用汽油中的硫.氯等组分,而烃类组成于常用汽油相似。MTG工艺的总流程是:首先以煤或天然气作原料生产合成气,再用合成气合成甲醇,最后将粗甲醇转换为高辛烷值的汽油。ZSM-5沸石催化剂是MTG工艺法取得成功的关键,ZSM-5沸石催化剂组成为:m(Na2O):m(Al2O3):m(SiO2)=0.33:1.00:26.3(m为各物质质量),其具有选择性好,活性高,芳烃化能力高,多功能等优点。(三)低碳烯烃合成技术低碳烯烃通常是指碳原子数≤4的烯烃。它们是石蜡化工生产最基本的原料,可以用于生产如聚乙烯.聚丙烯.丙烯晴.环氧乙烷或乙二醇类的有机化合物。目前,由合成气直接制烯烃,甲醇制烯或二甲醚制烯烃是可能实现工业化制取低碳烯烃的三种方法。由甲醇制低碳烯烃的研究重点是甲醇制乙烯的MTO工艺及甲醇制丙烯的MTP工艺。MTO与MTP是两种相似而又不同的技术,MTO与MTP的最大区别是催化剂不同,从而引起反应器床层不同.工艺流程不同和产物不同。MTO有两种产物,而MTP只有一种主产物,两者各有优点。但是,MTP工艺技术流程简单,从降低风险和减少投资的角度应优先考虑MTP技术。二甲醚制低碳烯烃简称DMTO,国内大连化物所于上世纪80年代便开始了相关研究,并完成了相关工艺试验工作。