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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
4000×104L/a
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 5×104t/a煤基FTS合成油和化学品3 工厂建成
②相对固定床反应器产量高
③在线装卸催化剂容易､装置运转时间长
④热效率高､压降低､反13 应器径向温差低
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
PPT课件
流化床反应器
PPT课件
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PPT课件
流化床反应器
PPT课件
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 ①初级产物烯烃含量高
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fts历史背景时间发展进程主要研究者1923发现co和h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ftsffischer和htropsch1936常压多级过程开发成功建成第一座以煤为原料的fts油厂400010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1952510ta煤基fts合成油和化学品工厂建成前苏联fts历史背景时间发展进程主要研究者19534500ta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兮shell公司1970浆态床反应器技术mtg工艺和zsm5催化剂开发成功美国mobil公司1980sasol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kelloggcfbfts历史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兮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5010ta液体燃料包括中间馏分油和石蜡荷兮shell公司1994采用mft工艺及femn超细催化剂进行2000ta工业试验中国科学院山西煤炭化学研究所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
费托合成
费-托合成（煤间接液化介绍，包括催化技术、反应器以及国内正在进行项目介绍）间接液化概念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。
煤间接液化技术的发展煤间接液化中的合成技术是由德国科学家Frans Fischer 和Hans Tropsch 于1923首先发现的并以他们名字的第一字母即F-T 命名的，简称F-T合成或费托合成。
依靠间接液化技术，不但可以从煤炭中提炼汽油、柴油、煤油等普通石油制品，而且还可以提炼出航空燃油、润滑油等高品质石油制品以及烯烃、石蜡等多种高附加值的产品。
自从Fischer和Tropsch发现在碱化的铁催化剂上可生成烃类化合物以来，费托合成技术就伴随着世界原油价格的波动以及政治因素而盛衰不定。
费托合成率先在德国开始工业化应用，1934年鲁尔化学公司建成了第一座间接液化生产装置，产量为7万吨/年，到1944年，德国共有9个工厂共57万吨/年的生产能力。
在同一时期，日本、法国、中国也有6套装置建成。
二十世纪五十年代初，中东大油田的发现使间接液化技术的开发和应用陷入低潮，但南非是例外。
南非因其推行的种族隔离政策而遭到世界各国的石油禁运，促使南非下决心从根本上解决能源供应问题。
考虑到南非的煤炭质量较差，不适宜进行直接液化，经过反复论证和方案比较，最终选择了使用煤炭间接液化的方法生产石油和石油制品。
SASOL I厂于1955年开工生产，主要生产燃料和化学品。
费托合成(FT合成)工艺说明
费-托合成（煤或天然气间接液化）介绍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。
煤间接液化技术的发展煤间接液化中的合成技术是由德国科学家Frans Fischer 和Hans Tropsch 于1923首先发现的并以他们名字的第一字母即F-T命名的，简称F-T合成或费-托合成。
依靠间接液化技术，不但可以从煤炭中提炼汽油、柴油、煤油等普通石油制品，而且还可以提炼出航空燃油、润滑油等高品质石油制品以及烯烃、石蜡等多种高附加值的产品。
自从Fischer和Tropsch发现在碱化的铁催化剂上可生成烃类化合物以来，费-托合成技术就伴随着世界原油价格的波动以及政治因素而盛衰不定。
费-托合成率先在德国开始工业化应用，1934年鲁尔化学公司建成了第一座间接液化生产装置，产量为7万吨/年，到1944年，德国共有9个工厂共57万吨/年的生产能力。
在同一时期，日本、法国、中国也有6套装置建成。
二十世纪五十年代初，中东大油田的发现使间接液化技术的开发和应用陷入低潮，但南非是例外。
南非因其推行的种族隔离政策而遭到世界各国的石油禁运，促使南非下决心从根本上解决能源供应问题。
考虑到南非的煤炭质量较差，不适宜进行直接液化，经过反复论证和方案比较，最终选择了使用煤炭间接液化的方法生产石油和石油制品。
SASOL I厂于1955年开工生产，主要生产燃料和化学品。
20世纪70年代的能源危机促使SASOL建设两座更大的煤基费-托装置，设计目标是生产燃料。
煤化工工艺学课件6.1 费托合成
合成气中的氢气与一氧化碳的摩尔比要求在2～2.5。 V（H2 ）∕V（co）↗利于链烯烃、重产物及含氧物生成 ； V（H2 ）∕V（co）↘利于饱和烃、轻产物及甲烷的生成；
②反应压力 P↗利于长链烃产物↗ （例：铁催化剂常压合成活性低，寿命短，一般0.7~3.0MP） ③温度 50~350℃，T↗利于甲烷等轻产物↗； （例：钴催化剂：170~210 ℃ ；铁催化剂：220~340 ℃ ） ④空速 空速增加，一般转化率低，产物变轻。 （例：钴催化剂：800~1200/h ；沉淀铁催化剂： 500~700/h；熔铁催化剂气流床： 500~1200/h ） ⑤催化剂
乙烯
乙烷 产 品 产 率 ％ 丙烯 丙烷
0.2
2.4 2.0 2.8
丁烯
丁烷 汽油C5～C12 柴油C13～C18
3.0
2.2 22.5 15.0
重 油
蜡
C19～C21
C22～C30
6.0
17.0 18.0 3.5
非酸性化合物
酸类
0.4
F-T合成反应器
②气流床反应器
（Synthol 反应器）
a: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。 是可以加入新催化剂，也可 以移走旧催化剂。 b:反应热的移出： 反应器上下两段设油冷却装 置，用以携出反应热(循环 流化床的反应段近乎处于等 温状态，催化剂床层的温差 一般小于2°C)。
2.8
3.0 2.2 22.5 15.0 6.0 17.0 18.0 3.5 0.4
2.0
8.0 1.0 39.0 5.0 1.0 3.0 2.0 6.0 1.0
②反应压力 P↗利于长链烃产物↗ （例：铁催化剂常压合成活性低，寿命短，一般0.7~3.0MP） ③温度 50~350℃，T↗利于甲烷等轻产物↗； （例：钴催化剂：170~210 ℃ ；铁催化剂：220~340 ℃ ） ④空速 空速增加，一般转化率低，产物变轻。 （例：钴催化剂：800~1200/h ；沉淀铁催化剂： 500~700/h；熔铁催化剂气流床： 500~1200/h ） ⑤催化剂
乙烯
乙烷 产 品 产 率 ％ 丙烯 丙烷
0.2
2.4 2.0 2.8
丁烯
丁烷 汽油C5～C12 柴油C13～C18
3.0
2.2 22.5 15.0
重 油
蜡
C19～C21
C22～C30
6.0
17.0 18.0 3.5
非酸性化合物
酸类
0.4
F-T合成反应器
②气流床反应器
（Synthol 反应器）
a: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。 是可以加入新催化剂，也可 以移走旧催化剂。 b:反应热的移出： 反应器上下两段设油冷却装 置，用以携出反应热(循环 流化床的反应段近乎处于等 温状态，催化剂床层的温差 一般小于2°C)。
2.8
3.0 2.2 22.5 15.0 6.0 17.0 18.0 3.5 0.4
2.0
8.0 1.0 39.0 5.0 1.0 3.0 2.0 6.0 1.0
费托合成催化剂选择与处理—催化剂的装填与卸料(煤制油技术课件)
01
催化剂的装填
3 催化剂补充
对合成反应器内失活和流失催化剂的补充，这时合成反应器处 于正常操作阶段，合成反应器内的温度、压力都较高，催化剂的补充 加入量比较小。催化剂加入时需要注意保持合成反应器的操作平稳， 防止由于催化剂加入时产生液泛现象。在催化剂加入合成反应器前， 需要根据加入量提前将合成反应器的液位降低。保障在催化剂加入后 合成反应器操作液位的稳定。
还原反应器还原好的催化剂加入到合成反应器中，分合成反应 器开车加入和对合成反应器内流失、失活催化剂的补充两种方式。
01
催化剂的装填
2 开车加入
合成反应器内还没有催化剂，催化剂的加入需要时间较长，在 催化剂加入前，合成反应器的温度、压力维持在正常操作水平。在催 化剂全部加入结束前，需根据催化剂加入量控制进合成反应器的合成 气流量，注意保持合成反应器的操作平稳，催化剂加入速度可根据还 原反应器与合成反应器的压差调整。
02
催化剂的卸出
（1）紧急情况下还原反应器需要卸出催化剂时，首先还原反 应器系统降压，降至1.0MPa。
（2）确认渣蜡减压罐接收正常，调节压力调节阀开度，继续 给还原反应系统降压，待还原反应系统压力降到0.6～0.8MPa时， 关闭调节阀，还原反应器系统维持一定的压力。开启还原反应器卸 料口阀门，向渣蜡减压罐卸料。催化剂浆料卸出后，关闭催化剂卸 料阀。
煤间接液化 -催化剂的装填与卸出
目录
01 催化剂的装填 02 催化剂的卸出
01
催化剂的装填
费托合成采用浆态床反应器， 浆态床反应器的催化剂实行在线 补充加入，可以实现合成反应器 的连续操作运行。
01
催化剂的装填
1 催化剂装填
正常生产时，催化剂在还原反应器内还原后再补充到合成反应 器内。还原反应器催化剂装填采用程序控制加催化剂，还原反应器装 填重柴后，启动催化剂加料程序顺序控制。
费托合成—浆态床费托合成反应器的操作(煤制油技术课件)
02 浆态床费托合成反应器产物采出
生成的轻烃、水、CO2和未反应的原料气以气相由反应器上部气相出 口排出，生成的液蜡经内置过滤器过滤后排出反应器。当过滤器发生堵 塞导致器内器外压差过大时，启动备用过滤器，同时关闭堵塞过滤器的 排蜡阀门、打开相应反冲洗阀门用反吹气对堵塞阀门进行反冲洗，直至 压差消失为止。
浆态床费托合成反应器 的操作
目录
01 浆态床费托合成反应器的进料及反应 02 浆态床费托合成反应器的进料及反应 03 浆态床费托合成反应器催化剂更换 04 浆态床费托合成反应器的优点
01 浆态床费托合成反应器的进料及反应
进入浆态床反应器底部的净化原料气，经气体分配器分配后在反应器截 面上均匀分布，向上穿过由催化剂与合成蜡组成的浆料床层时，在铁基催 化剂作用下发生费托合成反应。
03 浆态床费托合成反应器催化剂更换
为保持反应器内催化剂活性，浆态床反应器设置了一个新鲜催化剂/净化蜡 加入口和钝化催化剂/合成蜡排出口，可定期定量排出旧催化剂、同时补充新 鲜催化剂。
04
浆态床费托合成反应器的优点
• 浆态床反应器的结构比固定床反应器简单许多，同时克服了固定床反应器的大部分缺点。
• 在较高的平均转化率下，浆态床反应器能更有效地控制催化剂的产品选择性，因而浆态床反应器特别适合 高活性催化剂。
• 浆态床反应器的产能越来越大，使其在经济规模方面具有较大优势。
• 浆态床反应器床层压降比固定床反应器大大降低，大幅降低了原料气压缩成本，还可方便地实现催化剂的 在线补充和移走。
• 浆态床反应器需要的催消耗量降低达 70%。
• 同时，由于混合充分，浆态床反应器的等温性能比固定床反应器好很多，从而可以在更高的温度下运行， 而不会引起催化剂的失活、积碳和破碎。
费托合成催化剂选择与处理—催化剂还原工艺原理(煤制油技术课件)
01
铁基催化剂还原工艺原理
研究表明：不同还原气氛如纯H2、纯CO、H2+CO混合气体对催化剂活性的影响不同。 结果表明，使用富H2合成气、纯CO或富CO合成气还原低温沉淀铁催化剂，都可以获得令人 满意的催化活性。在研究不同还原气氛对负载Cu/K/Si 的Fe基催化剂费托合成性能影响时发 现，纯H2还原的催化剂能最快达到稳定状态，其次是（H2 +CO）还原的催化剂，而未还原 和纯CO还原的催化剂经过很长时间才能达到稳定状态。初始活性顺序为：（H2 +CO）还原 ＞H2还原>CO还原＞未还原，而稳定活性顺序为：CO还原＞（H2 +CO）还原＞H2还原＞ 未还原。未还原和H2还原催化剂的甲烷选择性随反应时间的延长而增加，而CO还原和（H2 +CO）还原催化剂的甲烷选择性随反应时间的延长而降低。(H2 +CO)还原的催化剂甲烷选择 性最大， H2还原的催化剂起始甲烷选择性小于CO还原的催化剂，超过60h后甲烷选择性却 反超。
钴基催化剂组成不同，其最佳还原温度也不同，如对于负载SiO2/Al2O3 或负载ZrO2-SiO2-Al2O3的Co基催化剂，费托合成活性还原温度为350-450℃。
01
铁基催化剂还原工艺原理
铁基催化剂还原主要反应
3Fe2O3 + H2
2 Fe3O4 + H2O
Fe3O4 +4H2
3Fe+ 4H2O
3Fቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ2O3 +CO
2 Fe3O4 +CO2
xFe3O4 +（4x+6）CO
3FexC+(4x+3)CO2
2CO
C+CO2
（3-1） （3-2） （3-3） （3-4） （3-5）
费托合成—影响费托合成反应的因素(煤制油技术课件)
钴催化剂在常压时就有足够活性，当表压介于0.1~0.5MPa时，其活性和寿命都比常压时高； 但当压力超过1.5MPa时，由于产物脱附严重受阻，导致烃类产物产率开始下降。同时，压力 增加，气相产物产率下降，碳原子数超过C18的重质烃明显增加，且烯烃对烷烃的比例下降。
06
空速的影响
空速增大，装置的生产能力或处理量也会增加，但同时会导致转化率下降，所以必须 通过优化合理地选择空速和转化率。使用铁基催化剂，空速在一定范围内增加，转化率 和烃类总产率下降不明显；使用钴基催化剂，空速增加，烃类产率明显下降，同时固体 石蜡减少、液态烃比例增加。
07
工艺参数的影响
增加反应温度、增加H2/CO比、降低铁催化剂的碱性、增加空速和降低压力有利于降低产品 中的碳原子数，即缩短碳链长度，反之则有利于增加碳链长度。
增加反应温度和提高H2/CO比，有利于增加支链烃或异构烃，反之有利于减少支链烃或异构 烃。
降低合成气中H2/CO比、提高空速、降低合成转化率和提高铁催化剂的碱性有利于增加烯烃 含量，反之不利于烯烃生成。
降低反应温度、降低H2/CO比、增加反应压力、提高空速、降低转化率和铁催化剂加碱，有 利于生成羟基和羰基化合物，反之羟基和羰基化合物的产率下降。
01
催化剂的影响
费托合成生产工艺应用的催化剂主要为铁基和钴基催化剂。铁基催化剂不但能催 化合成烃类反应，还能催化水煤气变换反应，因而对H2/CO比要求不高。在合成烃 类的催化性能方面，由于铁基催化剂的加氢活性不如钴基催化剂，其催化产物中烯 烃含量相对较高，CH4和长链烃产率较低。
02
反应器的影响
由于不同催化剂的催化机理不同，因此费托合成反应对H2/CO的比要求也不同。对生 成 烃 类 和 水 的 反 应 ， H2/CO 的 化 学 计 量 比 为 2 :1 ， 而 对 生 成 烃 类 和 CO2的 反 应 ， 这 一 比 例为1:2。对同一催化剂，H2/CO比增加，石蜡产率下降，CH4产率增加。
06
空速的影响
空速增大，装置的生产能力或处理量也会增加，但同时会导致转化率下降，所以必须 通过优化合理地选择空速和转化率。使用铁基催化剂，空速在一定范围内增加，转化率 和烃类总产率下降不明显；使用钴基催化剂，空速增加，烃类产率明显下降，同时固体 石蜡减少、液态烃比例增加。
07
工艺参数的影响
增加反应温度、增加H2/CO比、降低铁催化剂的碱性、增加空速和降低压力有利于降低产品 中的碳原子数，即缩短碳链长度，反之则有利于增加碳链长度。
增加反应温度和提高H2/CO比，有利于增加支链烃或异构烃，反之有利于减少支链烃或异构 烃。
降低合成气中H2/CO比、提高空速、降低合成转化率和提高铁催化剂的碱性有利于增加烯烃 含量，反之不利于烯烃生成。
降低反应温度、降低H2/CO比、增加反应压力、提高空速、降低转化率和铁催化剂加碱，有 利于生成羟基和羰基化合物，反之羟基和羰基化合物的产率下降。
01
催化剂的影响
费托合成生产工艺应用的催化剂主要为铁基和钴基催化剂。铁基催化剂不但能催 化合成烃类反应，还能催化水煤气变换反应，因而对H2/CO比要求不高。在合成烃 类的催化性能方面，由于铁基催化剂的加氢活性不如钴基催化剂，其催化产物中烯 烃含量相对较高，CH4和长链烃产率较低。
02
反应器的影响
由于不同催化剂的催化机理不同，因此费托合成反应对H2/CO的比要求也不同。对生 成 烃 类 和 水 的 反 应 ， H2/CO 的 化 学 计 量 比 为 2 :1 ， 而 对 生 成 烃 类 和 CO2的 反 应 ， 这 一 比 例为1:2。对同一催化剂，H2/CO比增加，石蜡产率下降，CH4产率增加。
费托合成—费托合成反应器(煤制油技术课件)
固定床费托合成反应器
目录
01 费托合成反应器的类型
04 固定床费托合成反应器优点
02 固定床费托合成反应器结构 05 固定床费托合成反应缺点
03 固定床费托合成反应器操作温度
01
费托合成反应器的类型
费托合成生产工艺核心装置为合成反应器， 目前开发应用的费托合成反应器主要有：
1.固定床费托合成反应器 2.循环流化床费托合成反应器 3.固定流化床费托合成反应器 4.浆态床费托合成反应器
03 固定流化床费托合成反应器的优点
反应器内气体线速较低，基本上消除了磨蚀，从而减少了定期磨损检查和维护。 反应器中压降较低，降低了气体压缩成本。积碳问题得到了有效避免。固定流化 床反应器催化剂的用量只为流化床反应器的50%左右。
03 固定流化床费托合成反应器的优点
由于反应器盘管冷却器冷却面积增大，能移走更多的反应热，又因反应热 随反应压力的增加而增加，因此反应过程可采取高达4MPa的操作压力，这 大大地增强了浆态床反应器的生产能力。
05
固定床费托合成反应缺点
另外，装填了催化剂的管子也不能承受太大的操作温度变化。另外， 根据要求的产品组成，需要定期更换铁基催化剂，因而反应器要具备 特殊的可拆卸网格，使得反应器的设计变得十分复杂。重新装填催化 剂需要许多维护工作，导致停车时间较长，干扰了生产的正常运行。
循环流化床费托合成反应器
目录
01 循环流化床费托合成反应器的发展 02 循环流化床费托合成反应器的优点 03 循环流化床费托合成反应器的缺点 04 循环流化床费托合成反应器的操作条件
01 循环流化床费托合成反应器的发展
20世纪50年代，萨索尔对美国凯洛格 (Kellogg)公司开发的循环流化床反应器 (CFB)进行了第一阶段的500倍放大。放大 后的反应器内径2.3米、高46米，生产能力 1500桶/天，改进后的循环流化床反应器命 名为Synthol的，成功运行了30年。
目录
01 费托合成反应器的类型
04 固定床费托合成反应器优点
02 固定床费托合成反应器结构 05 固定床费托合成反应缺点
03 固定床费托合成反应器操作温度
01
费托合成反应器的类型
费托合成生产工艺核心装置为合成反应器， 目前开发应用的费托合成反应器主要有：
1.固定床费托合成反应器 2.循环流化床费托合成反应器 3.固定流化床费托合成反应器 4.浆态床费托合成反应器
03 固定流化床费托合成反应器的优点
反应器内气体线速较低，基本上消除了磨蚀，从而减少了定期磨损检查和维护。 反应器中压降较低，降低了气体压缩成本。积碳问题得到了有效避免。固定流化 床反应器催化剂的用量只为流化床反应器的50%左右。
03 固定流化床费托合成反应器的优点
由于反应器盘管冷却器冷却面积增大，能移走更多的反应热，又因反应热 随反应压力的增加而增加，因此反应过程可采取高达4MPa的操作压力，这 大大地增强了浆态床反应器的生产能力。
05
固定床费托合成反应缺点
另外，装填了催化剂的管子也不能承受太大的操作温度变化。另外， 根据要求的产品组成，需要定期更换铁基催化剂，因而反应器要具备 特殊的可拆卸网格，使得反应器的设计变得十分复杂。重新装填催化 剂需要许多维护工作，导致停车时间较长，干扰了生产的正常运行。
循环流化床费托合成反应器
目录
01 循环流化床费托合成反应器的发展 02 循环流化床费托合成反应器的优点 03 循环流化床费托合成反应器的缺点 04 循环流化床费托合成反应器的操作条件
01 循环流化床费托合成反应器的发展
20世纪50年代，萨索尔对美国凯洛格 (Kellogg)公司开发的循环流化床反应器 (CFB)进行了第一阶段的500倍放大。放大 后的反应器内径2.3米、高46米，生产能力 1500桶/天，改进后的循环流化床反应器命 名为Synthol的，成功运行了30年。
第三章合成气衍生产品——费托合成
需要解决的突出问题是： 打破Schulz-Flory分布 有效移出反应热
可采取的措施
采用增大循环气量、提高空速并进行冷却等方法； 工艺上可改变反应装置，如除固定床反应装置，也可尝 试采用流化床法和淤性的浆床法等工艺 。
浆态床特点：1.催化剂颗粒小；
2.床层内充满液体
3.4.2 F-T合成的基本原理
化学工艺学
第三章合成气衍生产品 ——费托合成
3.4 费托合成
F-T合成概述 F-T合成基本原理 F-T合成热力学 F-T合成催化剂 F-T合成反应机理 F-T合成反应动力学 F-T合成反应器 F-T合成生产工艺
3.4.1 概述
定义
F-T (Fischer –Tropsch Sythesis)合成是指以 合成气为原料，在催化剂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。 是将煤和天然气转化为液体燃料的核心技术 。
为主要产物，上述两类反应都有相当量的乙酸生成。
F-T合成中也可用时空收率的大小来衡量
催化剂活性大小及反应器装置的生产能
力大小。
时空收率定义：又称时空得率，是指在给
定反应条件下，单位时间，单位体积（或质
量）催化剂能获得的某一产物量。其计算公
式为：时空收率=产物质量g/（催化剂的用
量ml×反应时间h)
主要研究者 Ｆ．Fischer和Ｈ．Tropsch
1936 1937 1937 1944 1945后 1952 1953 1955
德国鲁尔化学公司
日本与中国锦州石油六厂 德国
前苏联 中国科学院原大连石油研究所 SASOl公司(South African Coal and Gas Corp).
费托合成—费拖合成工艺流程(煤制油技术课件)
费托合成反应工艺流程
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。
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。
费托合成—浆态床反应器(煤制油技术课件)
浆态床费托合成反应器
目录
01 浆态床费托合成反应器的发展 02 浆态床费托合成反应器的操作条件 03 浆态床费托合成反应器的优点 04 浆态床费托合成反应器的构造
01
浆态床比较早，德 国在二十世纪40和50年 代就已经开始对三相鼓 泡床反应器进行了研究。
03
浆态床费托合成反应器的优点
浆态床反应器设计简单，其技术核心优势 表现为产物液蜡和催化剂的分离工艺，有效 避免了传统反应器停车更换催化剂步骤，能 够连续运转两年，中间仅需停车一次进行必 要的维护，极大提高了生产效率。同时，浆 态床反应器还能把出口气体中所夹带的液相 有效地分离出来。
04
浆态床费托合成反应器的构造
典型浆态床反应器为了将合成液蜡与催化 剂分离，一般内置2～3层过滤器，每一层 过滤器由多组过滤单元组成，每一组过滤单 元包含3～4根过滤棒。正常操作下，合成 蜡穿过过滤棒排出，催化剂则被过滤棒阻挡 留在了反应器内。
04
浆态床费托合成反应器的构造
当过滤棒被细小催化剂颗粒堵塞时，可定 期对过滤棒采取反冲洗进行清洗，以恢复过 滤棒的过滤功能。正常工况下，一部分过滤 单元进行排蜡，另一部分单元进行反冲洗， 第三部分单元则作为备用。
04
浆态床费托合成反应器的构造
由于费托合成反应是强放热反应，为将反 应热及时移走，反应器内还设置2～3层的 换热盘管，盘管内冷却介质为高温的锅炉给 水，通过盘管内水的汽化将反应热移走，产 生的蒸汽进入汽包。反应温度可通过调节汽 包压力进行控制。
此外，反应器的下部设有原料气分配器， 上部设有除尘除沫器。
萨索尔在二十世纪七十年代中期开始对浆 态床费托合成反应器进行研究，1990年研发 取得突破性进展，简单高效的合成液蜡分离 装置研发成功，100桶/天的中试装置投入运 行。萨索尔又于1993年开发了内径5m、高 20m的浆态床反应器，产能达到2500桶/天。
目录
01 浆态床费托合成反应器的发展 02 浆态床费托合成反应器的操作条件 03 浆态床费托合成反应器的优点 04 浆态床费托合成反应器的构造
01
浆态床比较早，德 国在二十世纪40和50年 代就已经开始对三相鼓 泡床反应器进行了研究。
03
浆态床费托合成反应器的优点
浆态床反应器设计简单，其技术核心优势 表现为产物液蜡和催化剂的分离工艺，有效 避免了传统反应器停车更换催化剂步骤，能 够连续运转两年，中间仅需停车一次进行必 要的维护，极大提高了生产效率。同时，浆 态床反应器还能把出口气体中所夹带的液相 有效地分离出来。
04
浆态床费托合成反应器的构造
典型浆态床反应器为了将合成液蜡与催化 剂分离，一般内置2～3层过滤器，每一层 过滤器由多组过滤单元组成，每一组过滤单 元包含3～4根过滤棒。正常操作下，合成 蜡穿过过滤棒排出，催化剂则被过滤棒阻挡 留在了反应器内。
04
浆态床费托合成反应器的构造
当过滤棒被细小催化剂颗粒堵塞时，可定 期对过滤棒采取反冲洗进行清洗，以恢复过 滤棒的过滤功能。正常工况下，一部分过滤 单元进行排蜡，另一部分单元进行反冲洗， 第三部分单元则作为备用。
04
浆态床费托合成反应器的构造
由于费托合成反应是强放热反应，为将反 应热及时移走，反应器内还设置2～3层的 换热盘管，盘管内冷却介质为高温的锅炉给 水，通过盘管内水的汽化将反应热移走，产 生的蒸汽进入汽包。反应温度可通过调节汽 包压力进行控制。
此外，反应器的下部设有原料气分配器， 上部设有除尘除沫器。
萨索尔在二十世纪七十年代中期开始对浆 态床费托合成反应器进行研究，1990年研发 取得突破性进展，简单高效的合成液蜡分离 装置研发成功，100桶/天的中试装置投入运 行。萨索尔又于1993年开发了内径5m、高 20m的浆态床反应器，产能达到2500桶/天。
费托合成
LOGO
浆态床反应器
浆态床反应器是床内为高温液体， 浆态床反应器是床内为高温液体，催化剂微粒悬浮其中 是床内为高温液体 合成原料气以鼓泡形式通过，呈气、 ，合成原料气以鼓泡形式通过，呈气、液、固三相的流 化床。 化床。 优点： 优点：
比列管固定床反应器简单，易于制造，价格便宜，且易于放大 比列管固定床反应器简单，易于制造，价格便宜，且易于放大。
合成原料:CO/H2 (合成气 合成气) 合成原料 合成气
合成气制备:煤 天然气、 合成气制备 煤、天然气、生物质等为原料经气化获得
产物以直链烷烃、烯烃为主，无硫、 产物以直链烷烃、烯烃为主，无硫、氮等杂质
LOGO
F-T合成的由来
该反应于1923年由Ｆ．Fisscher和 该反应于1923年由Ｆ．Fisscher和 年由Ｆ． Ｈ．Tropsch首次发现后经 首次发现后经Fischer等人 Ｈ．Tropsch首次发现后经Fischer等人 完善，并于１９３６ １９３６年在鲁尔化学公司实 完善，并于１９３６年在鲁尔化学公司实 现工业化，Ｆ 合成因此而得名。 ，Ｆ现工业化，Ｆ-Ｔ合成因此而得名。
约在同 一时期
日本、法国、 日本、法国、中国也有 6套装置建成 套装置建成
LOGO
F-T合成原理
烷烃的 生成 烯烃的 生成
主要 反应
醛类的 生成 醇类的 生成
副反应
LOGO
F-T合成原理
烷烃
烯烃
醇类 醛类
铁铜剂:220-250℃; ℃ 铁铜剂 熔铁催化剂要求280-340℃; 熔铁催化剂要求 ℃ 当温度超过上述温度范围------甲烷和碳沉积的生成， 甲烷和碳沉积的生成， 当温度超过上述温度范围 甲烷和碳沉积的生成 目的产物的产率降低、催化剂寿命缩短 ； 目的产物的产率降低、
费托合成
费托合成费托合成(Fischer-Tropsch synthesis)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。
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。
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%。
费托合成催化剂选择与处理—催化剂的选择与处理(煤制油技术课件)
02
油品催化剂种类、特点及功能
费托合成催化剂的开发是费 托合成技术研究与工业化的关键， 最常用的费托合成催化剂其金属 主活性组分有Fe、Co、Ni以及 Ru等过渡金属。
02
油品催化剂种类、特点及功能
FT合成催化剂种类及特点
Ru基催化剂在费托合成过程中复杂因素最少，是最佳的费托合成催化剂，但价格昂贵、储量 不足，仅限于基础研究。
催化剂有助于开发新 的反应过程，发展新
的工艺技术
如原先醋酸和醋酐 生产都是乙烯路线， 孟山都和伊斯曼公 司由于发明了相应 的催化剂，从而开 发成功合成醋酸/醋 酐的碳一化工新工 艺。
催化剂在能源开发和 消除污染中可发挥重
要作用
在保护环境和消除 污染方面，催化剂 同样大有用武之地， 其潜力尚待发挥。 如烟气中NOx的催化 净化、汽车尾气催 化净化、废水光催 化降解等。
02
油品催化剂种类、特点及功能
F-T合成催化剂的组成和功能
组成名称 主催化剂 助催化剂
载体
主要成份 Fe、Co、Ni、Ru和Ir等
ห้องสมุดไป่ตู้
功能
加氢作用、吸附CO并使碳氧 键削弱和聚合作用
难还原的金属氧化物如 增加催化剂的结构稳定性 ThO2、MgO、Al2O3等 调节催化剂的选择性和增加其 K、Cu、Zn、Mn、Cr等 活性
硅藻土、Al2O3、SiO2、 ThO2、TiO2等
催化剂活性成分的骨架或支撑 体，主要从物理方面提高催化 剂性能
Ni基催化剂的加氢能力太强，易形成羰基镍和甲烷，因而使用上受到限制。鉴于上述原因，目 前已经用于大规模生产的费托合成催化剂只有铁基催化剂和钴基催化剂。
Co基催化剂的价格相对较高，且Co基催化剂WGS反应活性较低，较适合高H2/CO比的天然气 基合成气的费托合成，主要以重质烃、石蜡为主。
α-烯烃 费托合成法
α-烯烃费托合成法
费托合成法是一种常用于合成α-烯烃的方法。
它是通过对醇类化合物进行脱水反应来得到烯烃。
在这个过程中，醇类化合物首先被加热，然后通过脱水反应生成烯烃。
费托合成法的原理基于醇类化合物的酸性。
在反应中，醇类化合物先被酸性催化剂质子化，形成了质子化的醇。
然后，这个质子化的醇经历了β-消除反应，生成了α-烯烃和水分子。
费托合成法的优点之一是可以使用不同的催化剂来实现反应。
常用的催化剂包括硫酸、磷酸和酸性氧化剂。
这些催化剂可以提供所需的质子化环境，促使醇类化合物发生脱水反应。
费托合成法可以合成不同种类的α-烯烃。
对于一些简单的醇类化合物，如甲醇和乙醇，费托合成法可以高效地合成对应的甲烯和乙烯。
而对于更复杂的醇类化合物，费托合成法也可以实现选择性合成目标烯烃。
然而，费托合成法也存在一些限制。
首先，该方法只适用于合成具有相邻碳原子上可发生脱水反应的醇类化合物。
其次，醇类化合物的结构和取代基的位置也会影响反应的效果。
因此，在设计合成路线时，需要考虑到这些因素。
总体而言，费托合成法是一种重要的合成α-烯烃的方法。
它通过酸性催化剂促使醇类化合物发生脱水反应，生成目标烯烃。
该方法
具有选择性好、反应条件温和等优点，因此在有机合成中得到了广泛应用。
费托合成—费托合成工艺简介(煤制油技术课件)
04 铁基高温浆态床费托合成工艺特点
(1)采用铁催化剂，有利于实现大规模低成本的催化剂生产；
(2)有利于实现合成气转化过程中降低甲烷生产率、实现较高温度下合成重组分的目标，有利于提高过 程馏分油的产率； (3)催化剂的产油能力比低温浆态床大幅度提高，铁基催化剂消耗低，有利于降低合成成本和下游处理 成本，有利于实现清洁生产；
04 铁基高温浆态床费托合成工艺特点
(4)高温合成副产蒸汽压力等级高，彻底解决了低温浆态床费托合成技术的低位能过剩的问题，提高过 程的综合集成热效率； (5)浆态床反应器温度分布均匀，移热方便，容易控制，易于大型化；
(6)浆态床催化剂磨损小，可在线更换，操作周期长。
费托合成工艺简介
目录
01 费托合成工艺类型 02 费托合成工艺选择原则 03 铁基高温浆态床费托合成工艺 04 铁基高温浆型
根据使用的反应器与催化剂可将不同的费托合成工艺细分为四种典型的工艺： 铁基/钴基低温固定床费托合成技术 ; 铁基高温流化床费托合成技术 ; 铁基/钴基低温浆态床费托合成技术 ; 铁 基 高 温 浆 态 床 费 托 合 成 技 术 。
02
费托合成工艺选择原则
原则上讲，费托合成反应器系统工艺应综合考虑热力学及动力学两个方面的问 题，才能使过程达到最优化的设计。为此，集成一个有效的费托合成回路需要 根据具体过程需求，优化合理的工艺配置，在平衡各种消耗中寻找满足项目约 束条件的最佳设计参数。
03
铁基高温浆态床费托合成工艺
费托合成单元采用最新的铁基高温浆态床费托合成技术，铁基高温浆态床过程对 费托合成流程的集成就是在各种优化约束条件下，对催化剂体系重新塑造所产生的 合成工艺技术。
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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 中国科学院山西煤
合成工艺（MFT工艺）
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
采用SMDS（中间馏分油合成）工艺在马来西亚的 1993 Bintulu建成以天然气为原料，年产50×104t/a液体 荷兰Shell公司
4
循环流化床 10 33 39 5 4 2 7
9
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： ①煤、油页岩或油砂的低温干馏法， ②煤间接液化法， ③煤直接液化法等。
10
反应器： ①固定床反应器 ②浆态床反应器 ③流化床反应器
1
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
18
19
20
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 5×104t/a煤基FTS合成油和化学品工厂建成
前苏联
3
时间 发展进程
油品的概念
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
SasolⅡ建成投产，中压法，循环流化床反应器， Sasol公司改进
熔融铁催化剂Kellogg CFB Nhomakorabea4
时间 发展进程
主要研究者
1982
Sasol Ⅲ建成投产，中压法，循环流化床反应器，熔 融铁催化剂
循环流化床反应器特点
①初级产物烯烃含量高
②相对固定床反应器产量高 13
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
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
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
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
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
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。
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
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。
燃料，包括中间馏分油和石蜡
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
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。
2
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 F.Fischer和
直链烷烃和烯烃为主的化合物,其后命名为FTS
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, 德国鲁尔化学
4000×104L/a
公司
1937 中压法FTS开发成功
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
8
典型FTS合成产品的组成与分布
组成 / wt% 甲醇(C1) LPG(C2~C4) 汽油(C5~C12) 柴油(C13~C19) 软蜡(C20~C30) 硬蜡(C30 以上) 含氧化合物
列管固定床 5
12.5 22.5 15 23 18
相对容量 / %
能量效
反应器 气体循环 总容量 率 / %
能耗 / %
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
17
Syntroleum 公司工艺 ①美国Syntroleum公司开发的GTL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 利钴基催化剂，在190~232℃和2.1~3.5MPa下 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，而且操作压力 也较低 ②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
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
提出FTS合成在钴催化剂上最大程度上制备重质 1970 烃，然后再在加氢裂解与异构化催化剂上转化为 荷兰Shell公司