费托合成废催化剂渣蜡热转化联产制芳烃及富氢燃料气的工艺研究
费托合成工艺流程
费托合成工艺流程
《费托合成工艺流程》
费托合成工艺是一种重要的化学工艺，用于生产烯烃和芳烃等燃料和化工产品。
该工艺广泛应用于石油炼制、石油化工和合成气等领域。
费托合成工艺流程涉及多个步骤，包括原料处理、催化剂准备、反应器运行等。
首先，原料处理是费托合成工艺流程的重要步骤。
一般来说，原料包括天然气、重质烃等，需要进行除硫、除氮、除氧等工艺处理，以保证原料的纯净度和稳定性，从而提高反应器的运行效率。
其次，催化剂准备也是费托合成工艺流程中的关键环节。
费托合成反应需要催化剂的参与，一般以铁、钴、镍等金属为活性成分，搭配氧化铝、硅铝酸盐等作为载体，通过一系列的物化方法得到合适的催化剂，以保证反应的高效进行。
最后，反应器运行是费托合成工艺流程中最为重要的环节。
反应器一般为固定床反应器或者流化床反应器，通过催化剂的介导，原料与氢气在高温高压下发生一系列反应，生成烯烃和芳烃等产品，同时产生水蒸气、二氧化碳等副产物。
反应器运行稳定性和高效率的要求，对操作人员和设备都提出了较高的技术要求。
总的来说，《费托合成工艺流程》是一个综合性的工程，涉及到多个专业领域的知识和技术，而且对设备和操作都有很高的
要求。
只有全面了解和掌握费托合成工艺流程，才能更好地运用该工艺生产出高效、环保的产品。
费托合成钌基催化剂研究进展
第46卷第2期 2021年4月天然气化工一C1化学与化工NATURAL GAS CHEMICAL INDUSTRYVol.46 No.2Apr. 2021•综述与专论•费托合成钌基催化剂研究进展娄舒洁，刘克峰，肖海成，王林，贺业亨(中国石油天然气股份有限公司石油化工研究院，北京102206)摘要：非常规天然气和生物质资源的开发推动了应用于小型费托合成装置的钌基催化剂的研发，而控制选择性和改善 稳定性是催化剂设计的核心问题。
本文综述了钌基费托合成催化剂研究进展，讨论了影响催化剂性能的关键因素。
分析发现，钌的粒径对活性和选择性均有显著影响，载体的性质决定了活性相的分散度、反应物和产物扩散行为以及二次反应；引入碱金 属、卤素、过渡金属可以改变活性中心的局域环境，起到电子或结构助剂的作用；h2/c o比和反应介质是影响选择性和稳定性的 重要的工艺条件，失活主要源于反应过程中的积炭和载体结构改变。
关键词：费托合成；钌；金属-载体相互作用；助剂；反应条件中图分类号：TQ203.2;O643 文献标志码：A 文章编号：1001-9219(2021 )02-01-09Review of Ru-based Fischer-Tropsch synthesis catalystLOU Shu-jie，LIU Ke-feng，XIAO Hai-cheng，WANG Lin, HE Ye-heng(Petrochemical Research Insitute of Petrochina, China National Petroleum Corporation, Beijing 102206, China)Abstract: Exploitation of unconventional gas and biomas s drives the development of Ru-based catalyst for small scale Fischer Tropsch synthesis industrial plants, and the selectivity control and stability improvement are two core issues of the catalyst design. This review introduced the current research progress of Ru-based catalyst for Fischer-Tropsch synthesis, and discussed the key catalytic factors affecting the catalyst performance. It is found that the particle size has significant effects on both activity and selectivity. The properties of the supports decide the dispersity of the active metals, the diffusion behaviors of reactants and products, and the secondary reactions on the catalyst. The introduction of alkali metals, halogens and transition metals can change the local environment of the active centers, and play the role of electronic or structural promoters. The H2/CO ratio and reaction medium are important operating parameters affecting the selectivity and stability of the catalyst, and the deactivation mainly results from the carbon deposition and the change of support structure during the reaction process.Keywords: Fischer-Tropsch synthesis; Ru; metal-support interaction; promoter; reaction condition合成气(c o+氏)制取烃类的费托合成过程是石 油路线之外获取燃料和化学品的重要平台反应，煤 炭、生物质、城市垃圾、石油焦、天然气等皆可作为 原料。
《2024年费托合成反应的催化剂制备和性能研究及其对生态环境的影响》范文
《费托合成反应的催化剂制备和性能研究及其对生态环境的影响》篇一一、引言费托合成反应（Fischer-Tropsch Synthesis, FTS）是一种重要的工业过程，用于将合成气（主要由一氧化碳和氢气组成）转化为液体燃料和化学品。
在这个过程中，催化剂起着至关重要的作用。
本文旨在研究费托合成反应的催化剂制备方法和性能，并探讨其对生态环境的影响。
二、费托合成反应催化剂的制备费托合成反应催化剂的制备过程涉及多个步骤，包括选择合适的催化剂材料、制备方法以及优化催化剂的结构和性能。
目前，常用的催化剂材料包括铁、钴、钌等过渡金属。
1. 催化剂材料的选择选择合适的催化剂材料是制备高效费托合成反应催化剂的关键。
过渡金属如铁、钴和钌具有较高的费托合成活性，因此常被用作催化剂的活性组分。
此外，还需要选择合适的载体和助剂，以提高催化剂的稳定性和抗中毒能力。
2. 制备方法制备费托合成反应催化剂的方法主要包括共沉淀法、浸渍法、溶胶-凝胶法等。
共沉淀法是一种常用的制备方法，通过将金属盐溶液与沉淀剂混合，得到前驱体，然后进行煅烧和还原处理，得到催化剂。
浸渍法和溶胶-凝胶法也是常用的制备方法，具有较高的比表面积和较好的分散性。
3. 催化剂的结构和性能优化为了进一步提高催化剂的性能，需要对催化剂的结构和性能进行优化。
这包括调整催化剂的组成、粒度、孔隙结构等。
此外，还可以通过添加助剂、改变载体等手段来提高催化剂的稳定性和抗中毒能力。
三、费托合成反应催化剂的性能研究费托合成反应催化剂的性能研究主要包括催化剂的活性、选择性、稳定性等方面。
通过对催化剂的制备过程和反应条件进行优化，可以提高催化剂的性能。
1. 活性催化剂的活性是评价其性能的重要指标。
通过调整催化剂的组成、粒度、孔隙结构等，可以优化催化剂的活性。
此外，反应条件如温度、压力、气体组成等也会影响催化剂的活性。
2. 选择性催化剂的选择性指的是在费托合成反应中，催化剂对不同产物的生成能力。
第三章合成气衍生产品——费托合成介绍
3
该 反 应 于 1923 年 由 Ｆ ． Fisscher 和
Ｈ．Tropsch首次发现后经Fischer等人完善，
并于１９３６年在鲁尔化学公司实现工业化， Ｆ-Ｔ合成因此而得名。 合成原料: CO/H2 (合成气) 合成气制备:煤、天然气、生物质等为原料经气 化获得。 特点：产物以直链烷烃、烯烃为主，无硫、氮 等杂质。
合成气H2/CO的实际利用比一般低于理论值，
因此，实际情况下，F-T合成的产率低于理论产率。
3.4.3 F-T合成反应热力学
F-T合成的反应热、平衡常数和合成气平衡转化率（1.0MPa） Δ Ha 反应 碳数 1 2 20 2 3 20 1 2 20 -13.5 -12.2 -11.4 -8.0 -9.4 -11.0 -7.1 -9.7 -11.1 250℃ 1.15×1011 1.15×1015 1.69×10103 6.51×106 1.79×1013 2.18×1096 0.205 5.08×105 9.08×1093 Kbp 350℃ 3.04×107 1.63×109 6.50×1051 1.69×103 8.76×106 9.90×1046 5.18×10-3 23.5 1.04×1044 平均转化率/mol% 250℃ 99.9 99.6 98.7 95.0 97.8 98.5 7.9 94.1 98.4 350℃ 99.2 97.1 90.8 80.5 88.7 89.0 0.2 63.4 87.9
醇类更为明显。
F-T合成反应平衡计算中有关化合物的分类
类别 1 2 3 4
化合物 甲烷 乙烷、丙烷、正丁烷、异丁烷、正戊烷、异戊烷、新戊烷 乙烯、丙烯、丙酮 甲醇、乙醇、乙炔
第一、二类反应以甲烷和乙烷为主要产物，且原料气转化率较高，
费托合成钴基催化剂的研究进展
920
催
化
学
报
Chin. J. Catal., 2010, 31: 919–927
地获得馏分油产品是改进费托合成技术的重要方向 之一 . 此外 , 面对费托合成反应器的高度复杂性 ( 即 非线性动力学行为与多相的传热、 传质行为的耦合 ), 合理分析及 应对突然出 现的异常现 象是至关重 要 的 . 这要求对催化剂的动力学规律及其工程特性有 更为深刻的理解 . 目前 , 实现工业应用的费托合成催化剂为铁基 催化剂和钴基催化剂 . 钴基费托合成催化剂具有高 活性、高直链饱和重质烃选择性以及低水煤气变换 反应等特点 ; 也符合 CO2 减排等国际趋势 , 因而 成为该领域的研究热点 . 钴基费托合成催化剂一般 为负载型催化剂 . Shell 公司主要以 SiO2 为载体 , 采 用中间馏分油工艺 (SMDS), 于 1993 年在马来西亚 投产, 目前正在实施大型化天然气合成液体燃料 (GTL); Sasol 公司也在采用 Co/Al2O3 催化剂并匹配 其浆态床技术建设商业化装置
; Exxon 公司主 . 另外 , BP 和
要研究 TiO2 为载体的钴基催化剂
[11]
Statoil 等公司也相应开发了自己的催化剂技术 . 国 内中科院山西煤炭化学研究所、中科院大连化学物 理研究所、石油大学和中南民族大学等也开展了钴 催化剂的研发工作
[12~19]
.
尽管如此, 钴基催化剂仍存在以下核心问题: 即在高活性前提下如何抑制甲烷的生成 , 如何调变 产物的 ASF 分布以实现产品结构调控并尽可能获 得馏分油, 以及与催化剂应用相关的基础性研究. 本文总结了中科院山西煤炭化学研究所在钴基催化 剂的研制及应用方面的进展 , 并结合文献讨论了钴 催化剂研发的最新动向 .
费托合成工艺及研究进展
费托合成定义费托合成(Fischer-Tropsch synthesis)是煤间接液化技术之一，它以合成气(CO和H2)为原料在催化剂(主要是铁系) 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年由就职于Kaiser Wilhelm 研究院的德国化学家Franz Fischer 和Hans Tropsch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副反应有水煤气变换反应H2O + CO → H2 + CO2 等。
一般来说，烃类生成物满足Anderson-Schulz-Flor分布。
工艺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0.58～0.7的合成气。
铁系化合物是费托合成催化剂较好的活性组分。
研究进展传统费托合成法是以钴为催化剂，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。
50年代，中国曾开展费托合成技术的改进工作，进行了氮化熔铁催化剂流化床反应器的研究开发，完成了半工业性放大试验并取得工业放大所需的设计参数。
南非萨索尔公司在1955年建成SASOL－I小型费托合成油工厂，1977年开发成功大型流化床Synthol反应器，并于1980年和1982年相继建成两座年产 1.6Mt的费托合成油工厂（SASOL-Ⅱ、SASOL-Ⅲ）。
此两套装置皆采用氮化熔铁催化剂和流化床反应器。
反应温度320～340℃，压力2.0～2.2MPa。
产品组成为甲烷11％、C2～C4烃33％、C5～C8烃44％、C9以上烃6％、以及含氧化合物6％。
关于F-T合成技术催化剂的研究
FT合成催化剂的研究摘要：费托催化剂合成是煤间接液化技术之一，可简称为FT反应，它以合成气(CO和H2)为原料在催化剂(主要是铁系)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。
关键词：催化剂；煤简介液化；铁系FT synthesis catalyst researchLiuTingtingAbstract：Fischer-Tropsch is the catalyst for indirect one of liquefied technology, can be referred to as FT reaction, it to syngas (CO and H2) as raw material in the catalyst (mainly the iron series) and appropriate reaction conditions with paraffin hydrocarbon synthesis based liquid fuels process technology.Key words：Catalyst；coal liquefaction introduction；the iron series1费托（FT）合成定义所谓费托合成，就是CO在金属催化剂上发生非均相催化氢化反应，生成以直链烷烃和烯烃为主的混合物的过程。
1.1 间接液化间接液化是先把煤炭在高温下与氧气和水蒸气反应，使煤炭全部气化、转化成合成气（一氧化碳和氢气的混合物），然后再在催化剂的作用下合成为液体燃料的工艺技术。
间接液化首先将原料煤与氧气、水蒸汽反应将煤全部气化，制得的粗煤气经变换、脱硫、脱碳制成洁净的合成气（CO+H2），合成气在催化剂作用下发生合成反应生成烃类，烃类经进一步加工可以生产汽油、柴油和LPG等产品。
在煤炭液化的加工过程中，煤炭中含有的硫等有害元素以及无机矿物质（燃烧后转化成灰分）均可脱除，硫还可以硫磺的形态得到回收，而液体产品品质较一般石油产品更优质。
费托合成—费拖合成工艺流程(煤制油技术课件)
目录
01 费托合成反应原料气
05 轻质油、气分离
02
费托合成反应产物及采出
06
轻质油、合成水及释放气 三相分离
03 高温油气采出及分离
07 循环气工艺流程
04 重质油工艺流程
08 反吹气工艺流程
目录
09 重质蜡采出 10 重质蜡及释放气工艺流程 11 反应系统压力控制
01
费托合成反应原料气
来自精脱硫单元的总硫含量 < 0.05ppm的费托净化气，与来自循环气压缩机 一段出口的循环气、来自PSA(变压吸附制高纯氢)单元的回收氢气及来自尾气脱 碳单元的脱碳净化气混合，混合后的合成气进入循环换热分离器与费托合成反应 器顶部出来的高温油气换热，然后进入费托合成反应器。
02
费托合成反应产物及采出
进入费托合成反应器的合成气通过反应器底部的气体分布器以鼓泡的形式通过 含有催化剂的浆态床层，进行费托合成反应。反应生成的轻质烃类化合物、H2O、 CO2以及未反应的合成气所形成的高温油气以气相形式从反应器的顶部导出，反 应产生的重质烃类经反应器内过滤系统过滤后作为重质蜡从反应器中部排至重质 蜡收集罐。
05
轻质油、气分离
从轻质油分离器分离出的气相一部分作为尾气送至尾气脱碳单元，另一部分经循 环气压缩机分液罐分液后进入循环气压缩机入口。
06 轻质油、合成水及释放气三相分离
轻质油分离器分离出的液相进入油水分离器进行油、水及释放气三相分离，分离出的 轻质油经轻质油泵升压、轻质油加热器加热后送入汽提塔中上部进行气提；分离出的释 放气进入释放气压缩机；分离出的合成水经合成水泵升压后送入中间罐区。
03
高温油气采出及分离
费托合成反应器顶部出来的高温油气进入循环换热分离器与循环气(来自净化装 置的费托净化气、循环气压缩机一段出口循环气、PSA单元的氢气及来自尾气脱碳 单元的脱碳净化气)换热冷却、分离出气液两相。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
费托合成废催化剂渣蜡热转化联产制芳烃及富氢燃料气
的工艺研究
费托合成废催化剂渣蜡热转化联产制芳烃及富氢燃料气的工艺研究
摘要：本研究通过对费托合成废催化剂渣蜡进行热转化联产制芳烃及富氢燃料气的工艺研究，展示了一种能够高效利用资源并实现能源转化的新途径。
研究结果表明，在一定条件下，废催化剂渣蜡可通过热转化为高附加值的芳烃和富氢燃料气。
1. 引言
能源需求的不断增长使得传统石油资源的开采和利用变得困难，并带来了全球气候变化和能源安全问题。
因此，寻找新的能源与资源利用途径成为当下的研究热点之一。
费托合成废催化剂渣蜡是一种成本相对较低的催化剂，本研究旨在通过开发一种新的工艺，实现对废催化剂渣蜡的高效利用。
2. 实验方法
本研究首先将废催化剂渣蜡进行预处理，去除其中的杂质和水分，然后将其加入到连续流动热转化装置中。
在不同的反应温度和压力条件下，监测和分析反应产物的组成及其变化。
3. 实验结果与讨论
在实验中发现，废催化剂渣蜡经过热转化后能产生富含芳烃和富氢燃料气的产品。
在温度为500°C和压力为20 bar的条件下，芳烃的产率可以达到30%，同时富氢燃料气的产率也较高。
随着反应温度的升高和压力的增加，芳烃产率呈现出逐渐增加的趋势，但同时也伴随着富氢燃料气产率的下降。
4. 机理分析
通过对反应产物组成和反应条件的分析，推测废催化剂渣蜡的
热转化主要以裂解和重组反应为主。
其中，裂解反应能够将大分子化合物分解为较小分子的芳烃组分，而重组反应则能够使芳烃更加稳定并且提高芳烃的收率。
5. 结论
本研究通过对费托合成废催化剂渣蜡的热转化联产制芳烃及富氢燃料气的工艺研究，展示了一种能够高效利用资源并实现能源转化的新途径。
实验结果证实，在一定条件下，废催化剂渣蜡可通过热转化为高附加值的芳烃和富氢燃料气。
此研究为费托合成废催化剂渣的资源化利用提供了新思路，对于推动可持续能源的开发和利用具有重要意义。
最后，本研究还存在一些问题，例如反应条件的优化和产物的纯度提高等方面仍需进一步研究。
自然界中存在着丰富的储量待利用的费托合成废催化剂渣，如果能够开发出高效利用这些资源的技术，将会对能源和环境领域产生深远的影响
通过对费托合成废催化剂渣蜡的热转化联产制芳烃及富氢燃料气的工艺研究，我们展示了一种能够高效利用资源并实现能源转化的新途径。
实验结果表明，在适当的温度和压力条件下，废催化剂渣蜡可通过热转化产生高附加值的芳烃和富氢燃料气。
这一研究为费托合成废催化剂渣的资源化利用提供了新思路，对于推动可持续能源的开发和利用具有重要意义。
然而，仍需进一步优化反应条件和提高产物纯度等方面的研究。
自然界中存在着丰富的储量待利用的费托合成废催化剂渣，如果能够开发出高效利用这些资源的技术，将会对能源和环境领域产生深远的影响。