费托合成油生产技术及经济评价
费托合成油和石油基油加工产品对比分析
2018年第37卷第10期 CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS·3781·化 工 进展费托合成油和石油基油加工产品对比分析张雅琳，张占全，王燕，张志华（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：费托合成及煤化工的发展能够有效缓解我国对石油资源的依赖。
本文针对低温煤基合成油与传统石油基石脑油、煤油、柴油、润滑油和蜡产品性能进行对比。
文章指出与传统石油基产品对比，费托合成油产品具有蜡含量高、无硫、无氮、少芳烃的特性，满足清洁油品的环保要求，同时在高档润滑油基础油和高熔点石蜡等高附加值产品生产方面更具竞争优势。
但费托合成油加工的油品普遍存在凝点、冰点、密度等相关关键指标不合格问题，不同油品的生产，均需要通过异构、精制、裂化、重整等技术改善油品的低温流动性，并通过切割、掺炼等工艺改进才能生产符合标准的油品。
文章提出结合我国清洁燃料消费及能源结构调整的变化，费托合成工艺和煤制油应发挥高端产品优势，延伸加工产业链，实现粗放型加工向产业链高端迈进。
关键词：费托合成；润滑油基础油；高熔点蜡中图分类号：TE626 文献标志码：A 文章编号：1000–6613（2018）10–3781–07 DOI ：10.16085/j.issn.1000-6613.2017-2079Comparative analysis of products from Fischer-Tropsch oil and petroleumbased oilZHANG Yalin , ZHANG Zhanquan , WANG Yan , ZHANG Zhihua（PetroChina Petroleum Research Institute, Beijing 102206, China ）Abstract ：The development of Fischer-Tropsch synthesis process and coal-chemical industry can ease the dependency on petroleum resource effectively in China. This review mainly discuss the differences in properties between low temperature coal-based Fischer-Tropsch synthesized products and petroleum based products, including gasoline, kerosene, diesel oil, lubricating base oil and waxes. It is figured out that the Fischer-Tropsch derived products are characteristic of low sulfur, nitrogen and aromatics content, high concentration of paraffin, which can meet environmental regulations for clean fuels. Particularly, the synthetic Fischer-Tropsch products is more competitively advantageous towards the production of waxes with high drop-melting point and lubricating base oil with high performance. But some key index such as condensation point, freezing point and density of the products of Fischer-Tropsch oil are not up to standard. The derived jet fuels, diesel, and lubricating base oil derived products should improve their low temperature flow properties via hydro-refining, hydro -isomerization, hydrocracking and blending approaches, which can meet the standard requirement. Taking consideration of the adjustment of energy consumption from diesel to gasoline and chemical feedstock in China, Fischer-Tropsch synthesis process and coal-to-liquids (CTL) should head for the development of high-end products, extend its industrial chain, and realize the processing shift from extensive processing to high-end industrial chain.Key words ：F-T synthesis; lubricating base oil; high melting point waxes加氢催化剂研发工作。
合成油工艺说明
一、费托合成工艺说明煤间接液化工艺是煤经气化生产合成气（H2+CO），合成气净化后经过费托合成反应生成烃类产品的过程。
浆态床费托合成反应是煤间接液化工艺核心技术，合成装置的工艺过程是合成原料气在一定的压力和温度下进入浆态床反应器，在催化剂的作用下发生费托合成反应，生成轻质馏分油、重质馏分油、重质蜡、水及含氧化合物等一系列的产物。
费托反应后的合成产品、尾气经过换热、分离和收集后大部分气体直接经过加压循环及循环使用。
另一部分尾气和释放气送脱碳和油洗装置中脱除CO2并回收低碳烃。
浆态床煤基合成油工艺可以实现催化剂的在线补充和卸出，实现生产过程的连续操作。
费托（F-T）合成反应的化学方程式如下：nCO+（2n+1）H2 （-CH2-）n+nH2O+Q同时发生水煤气变换反应：CO+H2O CO2+H2+Q二、工艺流程简述本装置由合成及分离部分、重质蜡精制部分、还原部分三部分组成。
中国石油工程设计抚顺分公司负责合成及分离部分的设计，中科合成油技术有限公司负责重质蜡精制部分、还原部分的设计；本工艺流程叙述仅对合成及分离部分。
合成及分离部分的工艺流程由反应系统、重质蜡分离系统、过滤反吹及反洗系统、浆态床反应器的取热系统等四部分组成。
1.反应系统来自低温甲醇洗装置2.5MPa（A）、40℃、总硫量＜0.05PPPm的新鲜原料气，经原料气4压缩机（780-K-1101）升压到3.4MPa（A）、79℃。
与来自循环气压缩机（780-K-1102）的循环气3.4MPa（A）、64℃混合后分为两部分。
一部分送到反吹气压缩机（780-K-1103），另一部分进入二次换热器（780-E-1102）壳程与合成气换热到138℃，再与来自PSA装置的一氧化碳气 3.4MPa（Ａ）、130℃和油品加工装置的氢气 3.4MPa（A）、130℃混和进入一次换热器（780-E-1101）壳程与合成气换热到216℃后分为两路。
一路经合成气蒸汽加热器（780-E-1106）加热到230℃进入浆态床反应器（780-R-1101），另一路至重质蜡稳压罐（780-D-1112）补充重质蜡分离系统的压力。
费托合成油品提质生产轻质白油产品工业应用
• 106 •
了目标轻质白油产品的收率。
山东化工 SHANDONG CHEMICAL INDUSTRY
2021年第50卷
图1煤炭间接液化流程简图
3原料数据分析
通过对加氢裂化各侧线产品进行取样分析，发现裂化常一 线产品流程分布稳定，产品分子量满足白油分子量（250〜450） 要求，同时其含有的芳香烃、氮、氧、硫等物质接近于零'且产 品碳数主要集中在C9〜C17,占总产物的97.73% （见表1）馏 程集中在160〜320 C范围内，可通过切割分离生产W2 —40、 W2 —60、W2 —80、W2—100、W2 — TB等五种型号的低芳轻质
指标
D86馏程/C
IBP
171.8
5%
183.9
50%
187.0
50%
202.5
90%
250.6
95%
277.1
SUM
14.08
项目
85.92
表2（续）
EBP
密度/(kg/m3)
闪点（闭口）/C
凝点/C 芳烃含量/% 硫含量/(mg/kg)
机械杂质 溴指数/(mgBr/100g)
100.00
指标 303.0 〜752.0 〜56 * — 30 0.01 *1.0
无
18
第12期
代铁军，等：费托合成油品提质生产轻质白油产品工业应用
・107・
4 工业应用
选用中科合成油科技有限公司 裂化常一线提质生产轻质 白油专利技术，利用减压精馏方法对裂化常一线柴油进行切 割，以热能为媒介使液体多次部分汽化和冷凝,使气相富集易 挥发组分，液相富集难挥发组分，最终通过精馏塔获得符合标 准的轻质白油系列产品°其工艺流程为：加氢裂化单元常一线 柴油组分油与精馏塔底油换热后进入精馏塔，精馏塔底以中压 过热蒸汽为热源，塔顶采用水环真空泵建立系统负压，以保证
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1 费托合成的概念、历史背景及技术现状费托合成(Fischer-Tropsch synthesis)是煤间接液化技术之一，它以合成气(CO和H)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2主的液体燃料的工艺过程。
其反应过程可以表示：nCO+2nH2─→[－CH2－]n+nH2O 副反应有水煤气变换反应 H2O + CO → H2 + CO2 等。
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。
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，浆态床反应器比管式固定床反应器结构简单、易于制作，而且价格便宜易于放大。
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。
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%。
费托合成汽油燃料催化剂的制备项目风险评估和管理
费托合成汽油燃料催化剂的制备项目风险评估和管理
费托合成汽油燃料催化剂的制备项目的风险评估和管理包括以下步骤：1.确定风险评估的对象和目标：首先，需要明确费托合成汽油燃料催化
剂的制备项目的风险评估对象，如制备过程、产品质量等。
并且需要确定风险评估的目标，例如确定风险等级、制定风险管理措施等。
2.收集风险信息：收集与项目相关的风险信息，包括历史事故和事件、项
目计划和进度、设备和技术、物料和供应商、人员和组织等方面。
3.识别风险因素：根据收集到的信息，识别出可能影响费托合成汽油燃料
催化剂的制备项目的风险因素，例如人员技能和素质、设备性能和可靠性、物料质量和稳定性、环境因素等。
4.评估风险大小：对于每一个风险因素，评估其对费托合成汽油燃料催
化剂的制备项目的影响程度和发生概率，并计算风险大小。
风险大小可以用风险矩阵或者风险指数等方法进行评估。
5.制定风险管理措施：根据评估结果，制定相应的风险管理措施，例如制
定应急预案、加强设备维护和保养、加强物料质量控制、加强人员培训和考核等。
6.实施风险管理：将风险管理措施落实到费托合成汽油燃料催化剂的制
备项目的实际运行中，并定期进行风险评估和管理的检查和调整。
7.持续改进：根据实际运行情况和风险评估结果，持续改进风险管理措
施，例如更新风险评估表、优化风险管理流程等，以确保费托合成汽油燃料催化剂的制备项目的安全和稳定运行。
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。
费托合成制取油品的技术研究
我 国于 １ ９ ３ ７年 引用 德 国的 Ｆ — Ｔ合 成 技 术 ． 在 锦 州 石 油 六 ０ ０ ｘｌ ０ ￣ ｔ ／ ａ的 煤 间接 液 化 厂 ２ ０世 纪 ８ ０年 ５ ０年 的 发 展 中 ，不 断 完善 Ｆ — Ｔ合 成 工 艺 和 调 整 产 品 结 构 ， 开 厂 建 成 生产 能 力 为 １ 受世 界 石 油危 机 影 响 ． 我 国重 新 恢 复 了煤制 油技 术 的研 发 出 了新 型 、 高效 、 大 型 的 反 应 器 ２ Ｏ世 纪 ８ Ｏ年 代 荷 兰 Ｓ ｈ ｅ ｌ ｌ 代初 ， 南非在 ２ ０世 纪 ５ ０年 代 成 立 了 Ｓ ａ ｓ ｏ ｌ 公 司 ．该 公 司 在 近
的 需要 。
等挂钩 ， 从 而督 促 相 关单 位 加 强对 质 量 监 测 的投 入 一 定要 坚
持“ 事前 控 制 ” 的原则 ． 加 强 对 工 程 测 量 的监 控
４ 结束语
自我 国 改革 开放 以来 ． 水 利 工程 建 设 如 火如 荼 无论 是 建 设 的风 格 、 形 式、 空间、 功 能将 发 生 深 刻 变 化 并 不 断 延 伸 。２ １
合成蜡 润滑油基础油
其他 化学 品
液 态 烃 的技 术 ， 被 称 为 费托 合 成 法口 １ 。１ ９ ３ ６ ～ １ ９ ４ ５年 期 间 ， 德国 共 建 有 ９个 费托 合 成 油 厂 ， 总产 量达到 ６ ７万 ｔ ／ 年。 其 中汽 油
占２ ３ ％、 润滑油 占 ３ ％、 石蜡 和化 学品 占 ２ ８ ％。同期 。 法、 日、
Ｌ ｏ Ｗ Ｃ Ａ Ｒ Ｂ ０ Ｎ Ｗ ｏ Ｒ Ｌ Ｄ ２ ０ １ ３
能源 ・ 地矿
费托合成制取 油品的技 术研 究
固定床及浆态床费托合成油加工精制技术开发进展
固定床及浆态床费托合成油加工精制技术开发进展一、前言作为不可再生资源，随着石油资源的不断开采，石油储量正在日益减少。
与此同时，替代能源技术开发逐渐受到重视，其中费托合成技术作为一种可生产高清洁燃料的技术而备受关注。
各大石油公司都在开发以费托合成技术为核心的制取液体燃料技术，其中Sasol公司和Shell公司已成功地将其费托合成生产液体燃料的技术成功应用于工业生产。
随着费托合成技术的不断进步，以费托合成技术为核心的生产液体油品的技术路线已经具有相当的经济性，全球已建、在建及拟建的合成油工厂达到10座以上。
在以生产燃料油为主要产品的合成油技术中，主要包含了费托合成技术及合成油加氢提质技术。
二、费托合成技术进展以生产液体燃料为主的费托合成技术主要包括固定床费托合成技术和浆态床费托合成技术。
其中固定床费托合成技术具有操作简单、不存在催化剂与蜡产品的分离问题的优点，但由于目前尚未发现更为高效的催化剂装填方法，在其大型化应用方面受到一定的制约。
浆态床费托合成技术具有易放大、床层温度分布均匀的优点，但是催化剂与蜡产品的有效分离仍然是该技术工业化实施过程中主要存在的问题。
1.固定床费托合成技术固定床技术是开发最早的费托合成技术，早在1955年Sasol就在南非投产了年产量为5.3万吨的5台固定床反应器，这也是Sasol的首套合成油装置。
由于该反应器采用的是铁基催化剂，催化剂稳定性较差，70～100天就需要进行一次催化剂的更换工作，频繁地更换催化剂导致了技术的发展受到限制。
由于钴基催化剂具有活性、稳定性好的特点，可以避免频繁更换催化剂的问题，成为目前固定床技术开发的重点。
BP于20世纪80年代开始钴基费托合成的研究，1992年在高6米的单管反应器上完成了7000小时催化剂稳定性试验，2003年Alaska的300桶/天的示范装置投产并产出合成油[1]。
Shell从1973年开始F-T合成技术的研发，于1985年成功开发出了固定床费托合成SMDS技术，SMDS采用了热稳定性较好的钴系催化剂高选择性地合成了长链石蜡烃，其链增长值可控制在0.80～0.96之间。
费托合成油驰放气利用方案技术经济分析
费托合成油驰放气利用方案技术经济分析
苏会斌1) 邓蜀平2) 蒋云峰2) 熊志建3) 刘永3)
【摘要】摘要利用Aspen Plus 流程模拟软件模拟了300 万t 规模合成油项目驰放气制备LNG(液化天然气)及LNG- 合成氨联产流程,在此基础上分析了两种方案的技术经济指标.结果表明,LNG 单产项目温室气体CO2 的排放量比LNG- 合成氨联产项目少4.94 万t/a, 能源利用效率比联产项目高22.2%, 利润少164 万元/a ～165 万元/a. 综合比较了CO2 排放量、能效及利润,得出LNG 单产项目技术经济指标优于LNG- 合成氨联产项目.
【期刊名称】煤炭转化
【年(卷),期】2010(033)002
【总页数】5
【关键词】关键词驰放气,LNG,LN G- 合成氨联产,技术经济
【文献来源】https:///academic-journal-cn_coal-
conversion_thesis/0201242607036.html
0 引言
我国能源结构呈“富煤贫油少气”的特点,而煤基合成油将固体燃料转化为液体燃料,在一定程度上可以有效缓解油品供需矛盾,并且凭借其在煤炭利用过程中对CO2 及其他污染物捕集利用优势及能源转化效率的不断提高日益受到我国政府的高度关注.从国家宏观政策看,国家鼓励以煤为原料发展石油和天然气替代产品因此,煤制油事业在我国将会得到广阔的发展.研究结果表明,费托合成油的驰放气量约占新鲜气的3%～8%, 其主要成分是CO, H2,N2 及低碳烃类.这部分气体
如果直接排放或者烧掉,不仅会浪费大量宝贵资源,而且对环境造成一定的污染。
费托合成工艺研究进展及现状
费托合成工艺研究进展及现状为解决我国油品资源短缺的问题，开发了一种费托合成新工艺，将合成气（CO和H2）在催化剂的作用下合成各种碳数的烃类，为我国液体燃料的生产开发了新颖的合成方法。
本文分别综述了高温和低温下的费托合成工艺，并对固定床反应器、浆态床反应器和流化床反应器下的传统的工艺合成方法进行了分析和比较。
此外，提出了一种将费托合成融入到微反应器中的新方法，将成为未来的研究热点。
标签：费托合成;固定床;浆态床;微反应器我国化石资源分布具有少油，有气，煤相对丰富的特点，据文献资料报道，未来我国即将成为最大的石油消费国[1]。
而近年来我国石油资源严重匮乏，仅依靠石油资源供应人类对油品的高度需求是不现实的，通过费托合成将煤、天然气和生物质转化的合成气在一定的温度条件和相应催化剂作用下生产某种液体燃料，对缓解资源消耗和人类需求具有很大的意义。
费托合成在反应过程中会放出大量的热，导致低碳数的烃类选择性变高而油品生成量降低，这对反应十分不利。
而且放出的热量同时也会造成催化剂局部过热，使催化剂失活或者积碳堵塞反应器床层。
因此，在实际的反应过程中需要及时的移走反应热，避免高温对反应的不利影响。
我国针对催化剂的设计方面和产物选择性分布方面开发了不同的费托合成工艺。
1 低温和高温合成工艺目前我国的费托合成工艺主要有高温费托合成工艺和低温费托合成工艺，所用到的催化剂有钴基催化剂和铁基催化剂。
低温合成工艺温度控制在200℃至240℃之间，主要包括固定床合成工艺和浆态床合成工艺，用于生产清洁柴油。
而高温合成工艺温度一般控制在300℃至350℃，适用氢碳比的范围比较广，催化剂一般用到熔铁催化剂，主要包括固定流化床合成工艺和循环流化床合成工艺，产物为汽油和烯烃。
1.1 低温合成工艺1.1.1 固定床合成工艺固定床反应器对催化剂本身的抗磨强度要求很低，同时受到原料合成气中微量硫化物的影响较小，而且催化剂与产品易于分离，因此可作为费托合成中一种首选的反应器。
费托合成汽油燃料催化剂的制备项目风险评估和管理
费托合成汽油燃料催化剂的制备项目风险评估和管理费托合成是一种将气体或固体碳源转化为液体燃料的重要技术。
在费托合成过程中，催化剂起着关键作用，它们能够促进反应的进行，并提高产率和选择性。
然而，制备费托合成汽油燃料催化剂的项目涉及到一定的风险，因此需要进行评估和管理。
首先，制备费托合成汽油燃料催化剂的项目风险之一是技术难度。
催化剂的制备需要精确的控制工艺参数和材料配比，以确保催化剂具有高活性和稳定性。
任何制备过程中的误差或不当操作都可能导致催化剂性能下降甚至失效。
因此，必须进行充分的技术研究和实验验证，以降低技术风险。
其次，项目风险还涉及原材料供应问题。
制备费托合成汽油燃料催化剂所需的原材料包括稀土和过渡金属等高价值金属。
由于这些金属的供应量有限，价格波动较大，而费托合成催化剂制备需要大量的原材料，因此存在供应不足或成本增加的风险。
为降低这一风险，项目管理者应与供应商建立稳定的合作关系，并密切关注市场变动。
另外，制备费托合成汽油燃料催化剂涉及到环境和安全风险。
在催化剂制备过程中，可能会产生有毒气体、废水和废弃物。
这些废物的处理和排放需要符合环保法规，否则将面临罚款和法律责任。
同时，催化剂的制备也需要使用高温、高压和有毒化学品，存在一定的安全风险。
因此，在项目实施过程中，必须配备高素质的操作人员和安全设备，并制定详细的安全操作规程。
为了有效管理这些项目风险，可以采取以下措施。
首先，建立完善的项目管理计划，明确项目目标、风险评估和管理策略。
其次，进行风险识别和评估，确定关键风险和其对项目的影响程度。
然后，制定相应的应对措施，包括技术改进、供应链管理和安全管理等。
同时，建立风险监控机制，定期评估项目风险的演变和控制效果，及时调整管理策略。
综上所述，制备费托合成汽油燃料催化剂的项目存在技术、供应和环境安全等风险。
通过细致的风险评估和科学的管理，可以有效降低这些风险，确保项目的顺利实施和产出优质的催化剂产品。
费托合成产物的加工利用技术探讨
炼 油 与 化 工 Ｒ Ｅ Ｆ Ｉ Ｎ Ｉ Ｎ Ｇ ＡＮ Ｄ Ｃ ＨＥ ＭＩ Ｃ ＡＬ Ｉ ＮＤ Ｕ Ｓ Ｔ Ｒ Ｙ
第２ ６ 卷
费托合成产 物 的加 工利 用技术 探讨
王 林， 孔 繁华 ， 刘 晓彤 ， 刘 克峰 ， 肖海成
（ 中国石油天然气股份有 限公司石油化工研究院 ， 北京 １ ０ ２ ２ ０ ６ ）
化工， １ ９ ９ ０ ， ２ ５ （ ３ ） ： ３ ２ — ３ ３
［ ３ ］俞行道刑 用脱乙烷塔降低精丙烯含水率量［ Ｊ ］ ｌ 石油炼制 ，
图３ Ｅ ８ ０ ６ 管束堵塞情况
１ ９ ９ １ ． （ ２ ） ： ２ ５ — ２ ７ ．
［ ４ ］林世雄． 石油炼制工程Ｅ ＭＩ ． 北京： 石油工业出版社 ， ２ ０ ０ ６ ： １ ９ － ２ ２ ．
摘要 ： 费托合成反应是 ｃ ｏ； ￣ ｕ 氢和碳链增长的反应 。费托合成产物是以烃类为主的混合物 ， 经分离 得到费托合成油、 尾气和反应水 。将费托合成产物进行不同工艺条件的加工处理 ， 可以得到高附加
值的化学品。
关键词 ： 费托合成 ； 化学品 ； 高附加值 ； 化学品
中图 分 类 号 ： Ｔ Ｑ ５ ２ ９ ． ２ 文献 标 识 码 ： Ｂ 文章编号 ： １ ６ ７ 卜４ ９ ６ ２ （ ２ ０ ｌ ５ ） ０ ５ 一 ｏ ０ ３ ６ — ０ ４
费托合成油产品开发研究
2020年第6期广东化工第47卷总第416期·141·费托合成油产品开发研究白天忠，安良成，张安贵(国家能源集团宁夏煤业有限责任公司，宁夏银川750411)Research and Development of Fischer Tropsch Synthetic OilBai Tianzhong,An Liangcheng,Zhang Angui(China Energy Group Ningxia Coal Industry Group Co.,Ltd.,YinChuan750411,China)Abstract:The technology characteristics of Fischer Tropsch synthesis process and the properties of Fischer Tropsch fuel oil and lubricating oil base oil are introduced.The density of Fischer Tropsch synthesis naphtha fraction is low,and the content of n-alkane is high,so it is suitable to be used as high quality feedstock for cracking hydrocarbon to ethylene.The diesel fraction has the characteristics of no sulfur,no nitrogen and low aromatics,which can be used as the high quality blending oil of diesel.The production ofⅢ+andⅣlubricant base oil from Fischer Tropsch synthetic can improve the added value of Fischer Tropsch synthetic products,which is accorded with the characteristics of energy distribution in China and the market demand for high-end lubricnt base oil,and is of great significance to enhance the competitiveness of coal to indirect liquid industry.Keywords:Fischer Tropsch synthesis；diesel；lubricant base oil随着我国经济社会的发展，我国石油消耗量每年递增。
费托合成油异构降凝生产apl Ⅲ+润滑油基础油技术开发
第48卷第10期 当 代 化 工 Vol.48，No.10 2019年10月 Contemporary Chemical Industry October，2019收稿日期： 2019-06-03 作者简介： 姚春雷（1965-），男，吉林省敦化市人，高级工程师，1988年毕业于抚顺石油学院石油加工专业，研究方向：从事轻质白油、白油、润滑油基础油等特种油加氢技术工作。
E-mail：yaochunlei.fshy@。
费托合成油异构降凝生产APl Ⅲ+润滑油基础油技术开发姚春雷，孙国权，全辉，刘全杰（中国石化大连石油化工研究院，辽宁 大连 116045）摘 要：介绍了中国石化大连石油化工研究院(FRIPP)利用费托合成油制取API III +类润滑油基础油工艺技术。
试验以费托合成油重馏分为原料，在小型加氢反应装置采用加氢工艺生产API III +类润滑油基础油。
试验结果表明，费托合成油的高含蜡的特点，选用催化剂级配技术和复合进料的操作方式，在适宜的操作条件下，生产优质低芳溶剂油、API III +类润滑油基础油。
关 键 词：费托合成油； 异构降凝；补充精制； III +类润滑油基础油中图分类号：TE 624 文献标识码： A 文章编号： 1671-0460（2019）10-2374-04Development of Technology for Producing API III + Lube Base Oil Through Iso-dewaxing of F-T Synthesis OilYAO Chun-lei , SUN Guo-quan , QUAN Hui , LIU Quan-jie（SINOPEC Dalian Research Institute of Petroleum and Petrochemicals, Liaoning Dalian 116045, China ）Abstract : A full hydrogenation process to produce API III +lube base oil from F-T synthesis oil developed by Dalian research institute of petroleum and petrochemicals (FRIPP) was introduced. Taking heavy Fischer-Tropsch synthesis oil as raw material,API III + lube base oil was produced in the small hydrogenation reactor by the hydrogenation process.The test results showed that low aromatic solvent naphtha and API III + lube base oil were successfully produced from F-T synthesis oil with high wax content by catalyst grading and compound feeding under appropriate conditions.Key words : Fischer-Tropsch synthesis oil; Hydro-isomerization; Hydrofinishing; API III+ lube base oil将合成气经催化反应转化为液态烃的方法简称费-托合成[1-5]。
费托合成油生产技术及经济评价
费托合成油生产技术及经济评价（一）1．概述由天然气制液体燃料的气转液（GTL）技术是当前C1化工的重要发展方向。
合成油作为21世纪GTL的三种燃料（合成油、二甲醚、甲醇）之一，则成为发展热点。
费托法生产合成油的历史大约可追溯到20世纪20年代。
1923年德国科学家F.Fischer和H.Tropsch发明了由合成气制液态烃技术，简称FT合成。
1936年德国首先工业化，到1946年德、法、日、中、美共建16套以煤为基础的装置，总生产能力达136万t/a(1)。
之后，由于石油工业的兴起和发展，致使大部分FT合成装置关闭停运。
目前世界上掌握合成油技术的生产商主要有两家，其中一家是南非的Sasol公司，另一家是英荷Shell公司。
Sasol公司40多年来已不断完善煤基合成油的技术，并在此基础上开发出用天然气制合成油的技术。
1991年Sasol开发的先进循环流化床合成工艺（Sasol Advanced synthol，简称SAS），由于SAS反应器改善了气体分布状况，使催化剂消耗量减少40%(2,3)。
Sasol用该技术在西开普省的Mossel湾建成南非第一个天然气制合成油工厂。
该厂装备了三座SAS反应炉，设备总投资约12亿美元，日产合成油3万桶。
与此同时，Sasol公司还开发了浆态床馏分油合成工艺(Slurry Phase Distillate,简称SPD)。
现Sasol公司已成为世界最大的以煤为原料生产合成油及化工产品的煤化工基地。
如今每年消耗4590万t低质煤，生产458万t燃油(15万桶/日)和310万t化工产品。
合成油占南非总燃油市场的40％(2)。
英荷Shell公司经多年开发，已拥有世界先进的天然气制合成油技术，即中间馏分油合成技术(Shell Middle Distillate Synthesis，简称SMDS)。
该工艺将传统FT技术和分子筛裂化或加氢裂化相结合生产高辛烷值汽油或优质柴油。
1993年，利用该技术已在马来西亚建成工业装置，其天然气处理量约为10亿m3/a，产品为1.2万桶/日(相当于45万t/a)，现扩建为75万t/a。
费托合成油尾气利用方案的技术经济分析
费托合成油尾气利用方案的技术经济分析摘要：费托合成技术作为尾气排放处理的一项较为先进的技术，在对尾气的处理上发挥着较大的经济效益。
而随着该技术的应用，尾气的处理效果有了大幅的提升，尾气对环境的影响也逐渐减弱。
关键词：费托合成油尾气技术经济费托合成油的应用在尾气的处理领域给许多汽车生产商、环保部门、政府组织带来了福音，因此，本文主要通过对该技术的介绍，进而是更多的企业、部门能够了解该项新技术的使用，再通过对其使用后经济效益的分析，对其在尾气排放上所取得的经济效益予以肯定，最后希望更多的企业加入到该技术的应用行列中，为环境保护作出贡献。
一、费托合成技术费托合成技术广义上而言是一种气制液技术。
该技术通过高温加压的方式，分离出了该原油材料中的有毒有害成分，使得该合成油的纯度提高，含硫、氮和芳烃等成分大幅降低，从而减少尾气排放中的会造成温室效应的气体的成分。
典型的F-T 合成工厂一般由三个部分组成，分别是：造气、F-T 合成和精制。
最为重要的是，费托合成油的杂质含量较低，燃烧后所排放的污染物少，且其排放的温室气体也大幅下降。
费托合成油在成油与天然石油的产品相比有较大的不同，它主要是利用分馏加工的应用途径，采用高温使汽油气化，同时由于该油中含有有较多的低碳烯烃等成分，会使得该油的质量更好。
并且在低温下，由于费托合成的产物主要是碳和蜡，同时还含有少量烯烃等副产品。
由于其中的烷烃含量较高，因此该油并不适合作汽油馏分，但是由于其基本不含硫、氮和芳烃等成分，因而作为优质柴油的调合组成部分或是用于生产清洁柴油，是较好的选择。
二、费托合成油尾气利用方案经济评价的原则综合性：采取定性与定量相结合的方式综合考虑费托合成油尾气现代化的发展水平与程度，综合考虑多种方案。
系统性：既要反映费托合成油尾气现代化与国家现代化的相互关系，也要反映费托合成油尾气布局自身的特点，使其组成比较完整的体系，在区域乃至全国范围内合理布局，既能全面支持当地经济的发展和优化利用当地能源，又要考虑与生态环境、社会、人文等相关因素，平衡各个区域的经济发展。
利用钴基低温费-托合成油生产喷气燃料
利用钴基低温费-托合成油生产喷气燃料李强【摘要】介绍了钴基低温费-托合成油的特点及用其生产喷气燃料的工艺流程和加工技术。
为生产符合标准的喷气燃料，需要采用叠合、芳烃烷基化、芳构化、加氢裂化、加氢异构等技术。
叠合将小分子的低碳烃转化为汽油和煤油馏分；芳构化或重整技术将直链烃转变为芳烃；加氢裂化将大分子的烃断链成为汽油和煤油馏分。
利用这些技术，设计了以生产喷气燃料为目标的低温费-托合成油加工方案。
模拟计算结果表明，喷气燃料收率可达65．7％，汽油收率达18．3％。
%Technology selection for refining of syncrude produced by cobalt-based low-temperature Fischer-Tropsch (LTFT)synthesis into jet fuel has been investigated. Upgrading based on hydrocrac-king,aromatization,oligomerization-alkylation,hydrogenation and hydroisomerization technologies can produce high yield jet fuel that can meet Jet A-1 specifications and motor-gasoline that can meet China’s standard Ⅳ specification. The refinery design presented gives a jet fuel yield up to 65.7% and motor-gasoline up to 18.3%.【期刊名称】《石油炼制与化工》【年(卷),期】2015(000)001【总页数】6页(P53-58)【关键词】费-托合成;喷气燃料;叠合;烷基化;加氢裂化;芳构化【作者】李强【作者单位】中国石化石油化工科学研究院，北京 100083【正文语种】中文日益高涨的石油价格以及对能源安全的担忧，促进了利用煤炭、天然气或生物质等资源经由费-托合成生产液体燃料技术的发展。
费托合成油尾气利用方案的技术经济分析
费托合成油尾气利用方案的技术经济分析朱红江【摘要】利用Aspen plus流程模拟软件可以模拟300万t/a规模的合成油项目驰放气制备LNG,即,液化天然气和LNG-合成氨联产流程,在这样的基础上比较2种方案的技术性经济指标.结果表明,LNG单产的项目室温气体CO2排放量要比LNG-合成氨联产的项目低4.94万t/a,而能源的利用效率要比联产的项目高出22.2％,相对于利润就会减少164万元/a～165万元/a.对CO2的排放量、能源效果和利润进行比较发现,LNG单项项目的技术经济指标优于LNG-合成氨联产项目.【期刊名称】《山西化工》【年(卷),期】2016(036)004【总页数】3页(P29-31)【关键词】费托合成油;尾气利用;技术经济【作者】朱红江【作者单位】山西潞安煤基清洁能源有限责任公司,山西长治046200【正文语种】中文【中图分类】TQ53;F407.2我国现阶段的能源结构主要呈现“富煤、贫油、少气”的现象，而对于煤基合成油能够将固体的燃料转化成为液体的燃料，在一定程度上缓解油品的供需矛盾。
在煤炭的利用过程中，对于CO2以及其他的污染物捕集中利用的优势和能源转化率的提高渐渐地受到我国政府的关注。
基于宏观视域分析，政府鼓励将煤作为天然气和原油的替代品。
费托合成油尾气在新鲜空气中占据的比例约为3%～8%，其中的成分主要为氢气、一氧化碳、氮气以及低碳烃类物质。
若直接燃烧或排放此类气体，不仅会造成资源浪费，还会污染环境。
因此，需要通过对比这两种方式，为合成油驰放气合理利用方案提供有效的依据[1-2]。
1.1 LNG流程模拟表1为某费托合成油项目驰放气组成。
从表1中能够看出，该种费托合成油项目驰放气的组成较为复杂，其中惰性组分为N2以及CH4。
目前，我国根据PSA浓缩氮气中的甲烷仍然局限于理论的实验中，不能够应用于工程的实验阶段。
通过合成油驰放气制备LNG流程较长，直观地能够将流程划分为变换、脱碳、甲烷化和深冷分离等4个重要的模块。
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费托合成油生产技术及经济评价（一）1．概述由天然气制液体燃料的气转液（GTL）技术是当前C1化工的重要发展方向。
合成油作为21世纪GTL的三种燃料（合成油、二甲醚、甲醇）之一，则成为发展热点。
费托法生产合成油的历史大约可追溯到20世纪20年代。
1923年德国科学家F.Fischer和H.Tropsch发明了由合成气制液态烃技术，简称FT合成。
1936年德国首先工业化，到1946年德、法、日、中、美共建16套以煤为基础的装置，总生产能力达136万t/a(1)。
之后，由于石油工业的兴起和发展，致使大部分FT合成装置关闭停运。
目前世界上掌握合成油技术的生产商主要有两家，其中一家是南非的Sasol公司，另一家是英荷Shell公司。
Sasol公司40多年来已不断完善煤基合成油的技术，并在此基础上开发出用天然气制合成油的技术。
1991年Sasol开发的先进循环流化床合成工艺（Sasol Advanced synthol，简称SAS），由于SAS反应器改善了气体分布状况，使催化剂消耗量减少40%(2,3)。
Sasol用该技术在西开普省的Mossel湾建成南非第一个天然气制合成油工厂。
该厂装备了三座SAS反应炉，设备总投资约12亿美元，日产合成油3万桶。
与此同时，Sasol公司还开发了浆态床馏分油合成工艺(Slurry Phase Distillate,简称SPD)。
现Sasol公司已成为世界最大的以煤为原料生产合成油及化工产品的煤化工基地。
如今每年消耗4590万t低质煤，生产458万t燃油(15万桶/日)和310万t化工产品。
合成油占南非总燃油市场的40％(2)。
英荷Shell公司经多年开发，已拥有世界先进的天然气制合成油技术，即中间馏分油合成技术(Shell Middle Distillate Synthesis，简称SMDS)。
该工艺将传统FT技术和分子筛裂化或加氢裂化相结合生产高辛烷值汽油或优质柴油。
1993年，利用该技术已在马来西亚建成工业装置，其天然气处理量约为10亿m3/a，产品为1.2万桶/日(相当于45万t/a)，现扩建为75万t/a。
此外，Exxon公司也在1996年声称开发成功AGC－21合成油工艺(3)。
Syntroleum、Rentech等公司也相继开发了各自的合成油工艺。
中科院山西煤炭化学研究院长期以来一直从事以煤为原料的合成油技术开发。
针对通常FT合成油存在产物分子量分布宽、烷烃多、产物中汽油馏分少、辛烷值低的缺点，提出采用超细Fe-Mn催化剂设想，目的是提高催化剂活性、抑制碳链过度增长，制成Fe-Mn尖晶石以降低加氢活性使产物富含烯烃，并改善结炭倾向。
为提高汽油质量，采用等压两段连串反应器，第二段用ZSM－5分子筛使第一段富烯产物发生叠合、烷基化、异构化、氢转移等重整反应以提高汽油的辛烷值[4]。
现该工艺完成中试和技术经济评估，正进行万吨级软件开发。
该工艺主要特点是产品单一，流程简单。
为了提高效率，该所还进行了浆态床的开发，并力争在2006年建成百万吨级工业装置。
本文主要介绍国外几种合成油工艺及技术经济评价，以为我国合成油工业的发展提供借鉴。
2．几种合成油工艺过程以合成气为原料的FT合成工艺通常由合成气发生、FT合成及改质工序三个部分组成，但各专利商因原料和产品要求不同而略有差异。
Sasol新推出的SPD工艺同样由3个部分组成，见图1[3]。
第一部分为天然气转换为合成气，采用丹麦HaldorTopsφe的自热转化技术(Autothermal Reforming Technology，ART)，催化剂为镍/氧化铝，离开反应器的合成气温度为970℃，H2和CO摩尔比为2.33:1。
第二步是FT合成，将合成气转化为石蜡和烃类。
反应在液体介质中进行，采用钴基催化剂(带少量促进剂)，载体为氧化铝或氧化硅。
催化剂以细粒形式分散在液体介质之中。
反应热通过高压水撤除，并发生231℃、2.7MPa蒸汽。
第三步采用Chevron的加氢裂化技术转化为柴油、煤油和石脑油等中间馏分油。
其催化剂为负载在氧化硅、氧化铝上的铂催化剂，反应器出口温度和压力分别为385℃和6.8MPa。
a.合成气发生部分b.FT合成及加氢部分C.产物分离部分Shell公司开发的SMDS工艺包括四个步骤。
第一步采用Shell 公司专用的气化技术(Shell Gasification Process,SGP)，以高效生产合成气，这种非催化部分氧化技术可使94％的甲烷转化为CO和H2，而CO2和CH4仅百分之几。
第二步FT合成在列管式固定床反应器中进行，这种重质烃合成(HPS)是SMDS工艺的关键。
其催化剂性能很稳定，而且可就地再生，合成气转化率高达96％，液体产品的选择性可达90％到95％。
第三步是从HPS出来的石蜡，首先加氢以饱和烯烃，然后在各蒸馏塔中蒸出溶剂(C6～C8)和洗涤剂原料(C10～C17)。
部分多余石蜡与蒸馏残留物一起进入加氢裂化，采用专用的催化剂得到所希望的中间馏分油。
第四步为产品分离段，由传统的分馏塔组成。
Exxon开发的AGC－21工艺，其合成气发生是在一个单独的流化床反应器内同时进行部分氧化和蒸汽转换反应。
FT合成是基于多相浆床反应器，并采用负载在氧化钛、氧化硅或氧化铝上的钴基催化剂，以颗粒状悬浮在石蜡烃类之中。
催化剂可含少量铼作促进剂。
在315～350℃高温下进行加氢预处理可提高其活性。
AGC－21工艺的最后一步是石蜡烃类的加氢异构化，该过程在固定床反应器中进行，以氧化铝为载体的钯或铂为催化剂。
产品可送至炼厂加工，也可以在厂内生产煤油和柴油等中间馏分油。
Syntroleum技术的合成气发生部分采用专门的设计，甲烷转换不用氧气而用空气。
另一个特点是FT反应器的设计是一次通过而无气体循环回路。
而且所开发的专用FT催化剂使产物烃类限制在C5～C19范围内，C1～C4轻烃降到最低程度。
此外，Syntroleum技术也是节能FT过程，其气体透平压缩机是利用工艺尾气来驱动的[3]。
Syntroleum技术主要产品是除合成油外，还包括合成润滑油的基础油和正构烷烃等特种化学品。
3．催化剂在FT合成中催化剂是至关重要的因素。
用于FT合成催化剂活性金属主要有Fe、Co、Ni和Ru，其中Ru活性最高，在较低温度下就有较高活性，且具优异的链增长能力，C5＋选择性可达90％，但Ru的有限资源和昂贵的价格限制了它的应用。
Ni有很高的CO加氢活性，但在高压下易形成羰基镍，且随反应温度升高而生成甲烷，因而一般不作FT合成催化剂。
Fe有很多优点，如可高选择性地得到低碳烯烃，也可得到高辛烷值汽油，但铁催化剂对水煤气变换反应有高活性，且反应温度较高时催化剂易积炭中毒，链增长能力也差。
Co 的加氢活性介于Ni和Fe之间，具较高的链增长能力，反应过程中稳定，且不易积炭中毒，产物中含氧化合物极少，对水煤气变换反应也不敏感，因此被看作是FT合成最有发展前途的催化剂。
当然钴催化剂也有它的不足之处，即低温下反应速率相对较低，因而时空产率不及铁基催化剂。
另外，低温反应产物中烯烃含量也相对低一些[5]。
近年来FT合成催化剂开发方面取得了许多重要进展[11]。
例如Exxon公司已开发出一种以锰为促进剂的铁尖晶石催化剂，以提供了高催化活性和选择性。
在Exxon公司的另一篇专利中透露了一种用于浆态床反应器以Cu为促进剂的钴－锰尖晶石催化剂，该催化剂对烯烃和高正构烷烃都有较高选择性。
其C5选择性达97％，烯烃中C2－C4烯烃为93％，而传统固定床工艺两者分别为65％～75％和73％～82％。
之后Exxon又开发出多元催化体系。
有两种催化剂，一种催化剂特点是高烯烃选择性，第二种是高烯烃转化为高含量正构烷烃选择性。
前者组成为Fe/Ce/Zn/K，Fe/Mn/K和Fe/Co/K；后者为Ru/TiO2、Ru/SiO2和Re/Al2O3。
为此又开发了两段床FT合成工艺，在第一段催化剂床中装入Fe/Ce/Zn/K催化剂，在第二段催化剂床中装入Ru含量为1.2%的Ru/TiO2催化剂。
Exxon还在开发优化生产α-烯烃催化剂，以元素周期表第I族(如K)为促进剂的含Cu铁锌催化剂对α-烯烃呈现出高活性和高选择性。
最近，Exxon-Mobil公司开发的高性能“薄层”钴催化剂及带有蒸汽盘管撤热的悬浮相烃类合成专用工艺(HCS)，尤适用于250～500万t/a装置。
其钴催化剂载在改质TiO2载体上，以避免与催化剂粒子间传质有关的扩散极限，因为这对高产率操作特别重要。
薄层钴可减少H2和CO的扩散速率，也可避免催化剂粒子过热。
据称Exxon-Mobil 采用这种催化剂比原先报导的产率高1倍，比传统铁基悬浮反应工艺高3倍，从而可减少所需反应器数目[7]。
Shell也在开发自已的浆式反应器及催化剂技术[8]。
这种钴基催化剂的前体以草酸盐形式出现，含钴量为21.2%(wt)，还以HReO4形式，含铼量达2.12%(wt)，制成催化剂的粒径约1µm。
Shell最近声称第二代催化剂效率比第一代高100％，并可使SMDS工艺投资节省10％～20％[9]。
此外，Conoco公司在专利中也透露了一种载于干凝胶的Co/Ru/Ti 催化剂，对生产C5＋液体有较好高选择性。
在220℃、2.34MPa下，合成气单程转化率为88.1%，时空收率为401g/kgCat.h，而且产品明显倾向于石脑油、煤油和燃料油。
目前催化剂开发的方向大致在以下几个方面[10]：(1)改善催化性能，降低甲烷生成量；(2)提高抗硫和抗积炭，尤其是抗高分子石蜡易导致的失活能力；(3)提高催化剂的耐磨性；(4)提高用于浆态床反应器催化剂的活性；(5)改善石蜡烃类的选择性和稳定性。
4．技术经济评价注：天然气价格以0.50美元/MMBtu计。
直接费用包括原材料、公用工程、劳动力和工厂供给。
每年维修劳力和维修材料为界区内投资的2%。
工厂现金费用包括直接费用加管理、税金和保险费用。
工厂动作费用包括现金费用加上固定投资费用10％的折旧费；生产费用包括上述所有管理加一般行政管理、销售和研究费用。
应该指出，在SRI的技术经济评估中是以高需求的石脑油、煤油和柴油作为产品结构。
不考虑专用品如石蜡、润滑油、溶剂的生产。
技术上也不考虑制氧装置用催化膜反应，而是以干性天然气为原料的合成油生产。
但实际装置经济效益与后续产品有很大关系。
SRI评估还认为，随着装置规模的增大，固定投资费用和生产成本将会下降，当生产能力到5万桶/日、7.5万桶/日再到10万桶/日，生产成本降低2.7%到4.4%。
投资费用以Sasol工艺为例，5万桶/日，每桶投资费用为27390美元；7.5万桶/日为26262美元；10万桶/日则为25515美元。