费托合成课件

,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,LOGO,#,费托合成生产人造石油的化学工艺,流化床反应器,1,费托合成生产人造石油的化学工艺流化床反应器1,费托合成,(FTS),简介,费托合成：,CO,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,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“间接液化法”,FTS,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,目前,FTS,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一,2,费托合成(FTS)简介费托合成：CO 在固体催化剂作用下非均,FTS,历史,背景,时间,发展进程,主要研究者,1923,发现,CO,和,H,2,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,FTS,F.Fischer,和,H.Tropsch,1936,常压多级过程开发成功,建成第一座以煤为原料的,FTS,油厂, 4000,10,4,L/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,1952,510,4,t/a,煤基,FTS,合成油和化学品工厂建成,前苏联,3,FTS历史背景时间发展进程主要研究者1923发现CO和H2在,FTS,历史,背景,时间,发展进程,主要研究者,1953,4500t/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,1980,Sasol,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 CFB,4,FTS历史背景时间发展进程主要研究者19534500t/a,FTS,历史,背景,时间,发展进程,主要研究者,1982,Sasol ,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,5010,4,t/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,5,FTS历史背景时间发展进程主要研究者1982Sasol ,FTS,技术现状,南非,Sasol,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。,荷兰,Shell,公司,的,钴系,催化剂固定床,费托合成技术。,美国,Rentech,公司,的,低温铁系催化剂浆态床费托合成技术,。,美国,Syntroleum,公司,的,的自热重整,(ATR),工艺和,钴系,催化剂浆态床费托合成技术。,6,FTS技术现状南非Sasol公司的低温铁系催化剂固定床、低温,FTS,技术现状,中国中科合成油公司,的铁,基浆态,床,费托合成技术。,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。,中国神华集团,的,煤基浆,态床和,低温浆态床费托合成技术,。,7,FTS技术现状中国中科合成油公司的铁基浆态床费托合成技术。7,FTS,反应机理,8,FTS反应机理8,FTS,产品分布,典型,FTS,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),5,10,LPG(C2C4),12.5,33,汽油,(C5C12),22.5,39,柴油,(C13C19),15,5,软蜡,(C20C30),23,4,硬蜡,(C30,以上,),18,2,含氧化合物,4,7,9,FTS产品分布典型FTS合成产品的组成与分布组成 / wt%,人造石油,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反应而成粗制品，再经加工而制成各种轻质石油产品。,制备工艺：,煤、油页岩或油砂的低温干馏法，,煤间接液化法，,煤直接液化法等。,10,人造石油人造石油是指由煤、煤焦油、石油重质馏分或页岩油在高温,FTS,生产人造石油的化学工艺,反应器：,固定床反应器,浆态床反应器,流化床反应器,FTS反应的,特点表明,:,FTS,反应器,选择,必需,满足散热性能好原料气分布均匀易制造维护等要求,11,FTS生产人造石油的化学工艺反应器：11,流化床反应器,循环流化床,(CFB),循环流化床,(CFB),反应器由,4,部分组成：反应器,、,沉降漏斗、旋风分离器和多孔金属过滤器,12,流化床反应器循环流化床(CFB)循环流化床(CFB)反应器由,流化床反应器,原料气从反应器底部进入，与立管中经滑阀下降的热催化剂流混合，将气体预热到反应温度，进入,反应区。,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。,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。,循环流化床反应器特点,初级产物烯烃含量高,相对固定床反应器产量高,在线装卸催化剂容易,装置运转时间长,热效率高,压降低,反应器径向温差低,13,流化床反应器原料气从反应器底部进入，与立管中经滑阀下降的热催,流化床反应器,固定流化床,(FFB),固定流化床反应器是一个带有气体分配器的塔，流化床为催化剂，床层内置冷却盘管，配有从气相产品物流中分离催化剂的设备,14,流化床反应器固定流化床(FFB)固定流化床反应器是一个带有气,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出大部分催化剂，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,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，也增加了总的热效率,由于,FFB,反应器的直径可远大于,CFB,反应器，安装冷却盘管的空间增加了,50%,以上，这使得转化率更高，产能也得到提高,15,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出大部,流化床反应器,FFB,与,CFB,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,CFB,3,2.5,100,100,100,61.9,100,FFB,2,2.5,46,78,87,63.6,44,FFB,2,2.3,49,71,82,74.7,41,16,流化床反应器FFB与CFB的相对投资费用和能量效率反应器反应,循环流化床,FTS,工艺,17,循环流化床FTS工艺17,循环流化床,FTS,工艺,Syntroleum,公司工艺,美国,Syntroleum,公司开发的,GTL,工艺使用含,N,2,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,190232,和,2.13.5MPa,下合成气在大空速下无循环回路一次通过，避免了,N,2,的聚集，减少了加氢裂解步骤，而且操作压力也较低,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,18,循环流化床FTS工艺Syntroleum 公司工艺18,反应器对比,19,反应器对比19,Thank You !,20,Thank You !20,