费托蜡合成技术简介.
费托蜡应用技术
费托蜡应用技术
【海达丰助剂】
PVC加工
费托合成蜡在PVC加工中的应用 A.PVC加工对润滑剂性能要求 B.常用润滑剂比较 C.聚乙烯蜡（ PE蜡）与费托蜡性能比较 D.费托蜡应用分析
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山 西 安化 精蜡 化学 品有 山西 潞 安潞 精蜡 学 品有 限公 司 限公司
费托蜡应用技术
【海达丰助剂】
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费托合成蜡在PVC 加工中的应用
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山 西 潞 安 精蜡 化 学 品有 限 公 司
S h a nx i Lu ’ A n Re f i ne d Wa x Co . , L t d .
费托蜡应用技术
【海达丰助剂】
A.PVC加工对润滑剂性能要求
a.由于PVC树脂具有极性分子结构，分子链之间作用力大，加工时在热、光、 氧以及高剪切力作用下容易分解，所以，PVC树脂加工过程中需要加入润滑 剂，加入内润滑剂减弱PVC分子间作用力，减少内摩擦热的生成，使之易于 塑化。加入外润滑剂降低PVC与钢铁间摩擦力以及粘附性，调控塑化速率， 改善PVC加工的流动性使其容易熔融和成型。一般来讲，内润滑剂促进塑化， 外润滑剂延迟塑化。PVC-U塑化程度在65%左右，其各项力学性能最好。因 此，调节内外润滑平衡，对PVC-U配方设计至关重要。 b.外润滑剂的主要特点是界面润滑，在加工过程中外润滑剂很容易迁移到产 品表面或者熔体与加工机械的界面处，分子取向排列，通过物理吸附形成形 成润滑剂分子层。 c. 内润滑剂可以溶入到聚合物分子链之间减少内摩擦力，降低熔体粘度，增 加塑料的熔融速率，改善塑化性能。 d.按润滑剂功能可分为内润滑剂、外润滑剂，内外润滑剂没有严格的区分标 准，主要是依据其与树脂大分子相容性加以区分。
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。
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。
费托合成重烃的组成及含量鉴定实验方案
CHINA UNIVERSITY OF PETROLEUM质谱分析实验费托合成重烃的组成及含量鉴定实验方案院系名称：化学工程学院指导教师：组长：小组成员：费托合成重烃的组成及含量鉴定一、实验背景与原理1)实验背景费托合成是以合成气为原料，在催化剂(本实验是钴系) 和适当反应条件下（低温<200℃）合成以重烃（石蜡）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。
2)费托合成的实验原理费托（FT）合成就是指CO在固体催化剂作用下非均相加氢生成不同链长的烃类混合物和含氧化合物的反应。
其反应过程可以用下式表示：n CO + 2n H2【－CH2－】n + n H2O根据下游产品（如燃料、润滑油、蜡）的要求，FT工艺可以合成不同链长度的烷烃，并采取蒸馏的办法分离烷烃。
最初费托工艺是用来合成石油产品的替代品，目前该工艺主要应用于碳氢基合成气或天然气转化为合成燃料。
费托（Fischer – Tropsch）蜡由90～95％的常规石蜡烃组成，其余的是在分子末端有分支的叔烃和甲基烃，是亚甲基聚合物，是碳氢基合成气或天然气合成的烷烃。
费托蜡具有比石蜡更好的电性能、低粘度、更高的熔点和硬度,更窄的馏分。
根据需要，可以改变最终产品的分子量大小，从而可以得到从类似液体石蜡的单体烃到类似聚乙烯蜡的高熔点蜡，有其它天然蜡或其它合成蜡所不具有的特殊性能。
所以，实验中可以调节不同的反应条件以便得到更多的费托蜡。
3)质谱仪分析原理使所研究的混合物或单体形成离子，然后使形成的离子按质荷比(mass-charge ratio)m／z 进行分离。
质谱分析法是按照离子的质荷比（m/z）大小对离子进行分离和测定从而对样品进行定性和定量分析的一种方法。
质谱仪的离子源、质量分析器和检测器必须在高真空状态下工作，以减少本底的干扰，避免发生不必要的分子－离子反应。
离子源的作用是将被分析的样品分子电离成带电的离子，并使这些离子在离子光学系统的作用下，汇聚成有一定几何形状和一定能量的离子束，然后进入质量分析器被分离，当气体或蒸汽分子（原子）进入离子源时，受到电子轰击而形成各种类型的离子，如分子离子，碎片离子，离子分子等。
煤基费托合成液体蜡主要成分
煤基费托合成液体蜡主要成分全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：煤基费托合成液体蜡是一种新型的燃料，是通过煤基费托合成技术制备而成的，主要成分包括烃类和含氧化合物。
煤基费托合成液体蜡具有高能量密度、低硫低氮、低凝点、无刺激气味等优点，是一种具有广阔应用前景的合成燃料。
煤基费托合成液体蜡的主要成分是烃类，主要是由碳和氢元素组成的化合物。
碳是构成有机物质的主要元素，氢是有机物质中含量最多的元素。
煤基费托合成液体蜡中的烃类成分主要包括烷烃、烯烃和芳烃三大类。
烷烃是一种饱和的碳氢化合物，通式为CnH2n+2，其中n为整数，如甲烷(CH4)、乙烷(C2H6)等。
烯烃是含有碳-碳双键的碳氢化合物，通式为CnH2n，其中n为整数，如乙烯(C2H4)、丙烯(C3H6)等。
芳烃是含有苯环结构的碳氢化合物，通式为CnHn，其中n 为整数，如苯(C6H6)、甲苯(C7H8)等。
煤基费托合成液体蜡中的烃类成分具有高能量密度、燃烧热值高的特点，是一种优质的燃料成分。
除了烃类成分外，煤基费托合成液体蜡还含有一定量的含氧化合物。
这些含氧化合物主要包括羧基、醇基和醛基等。
羧基是一种含有羰基和羟基的官能团，通式为R-COOH，其中R为烃基或芳烃基，如甲酸(HCOOH)、乙酸(CH3COOH)等。
醇基是一种含有羟基的官能团，通式为R-OH，其中R为烃基或芳烃基，如乙醇(C2H5OH)、苯酚(C6H5OH)等。
醛基是一种含有醛基的官能团，通式为R-CHO，其中R为烃基或芳烃基，如甲醛(HCHO)、丙醛(CH3CHO)等。
煤基费托合成液体蜡中的含氧化合物成分具有增加燃料活性、改善燃烧性能的作用，能够提高燃料的利用效率。
煤基费托合成液体蜡的主要成分包括烃类和含氧化合物。
烃类成分主要包括烷烃、烯烃和芳烃等，具有高能量密度、燃烧热值高的特点，是一种优质的燃料成分；含氧化合物成分主要包括羧基、醇基和醛基等，具有增加燃料活性、改善燃烧性能的作用。
F-T合成石蜡的研制
F-T合成石蜡的研制F-T合成石蜡的研制摘要：简要介绍以F-T合成产品为原料制备石蜡产品的工艺过程及产品的性能特点。
关键词：F-T合成石蜡工艺性能前言将合成气经催化反应转化为液态烃的方法是1923年由德国科学家Frans Fischer和Hans Tropsch 发明的，简称费-托合成（F-T合成）。
F-T合成于1936年首先在德国实现工业化，其后的发展起起伏伏。
从技术成熟度及可靠性而言，目前国外F-T合成技术以Sasol、Shell、Exxon、BP 的工艺较佳，其中南非Sasol公司的技术水平和工业化程度处于领先地位。
全世界在建及进行可行性研究的GTL项目总产能超过9750×104 t/a，可以预计在不久的将来，F-T合成产品将成为石油产品的重要补充。
目前全球石油蜡市场供需基本平衡，但由于国际原油市场上石蜡基原油产量不断减少，同时北美及欧洲I类润滑油基础油装置的关停将使石油蜡的生产失去原料，世界石油蜡产量将因受资源限制而有所减少；与此相对应的是，根据过去25 a间的统计结果分析，全球石蜡市场需求是稳定增长的，预计在今后15 a这种势头还将持续下去。
按此推测全球石蜡市场石油蜡缺口将逐渐增大。
F-T合成产品不含硫、氮、芳烃等杂质，经精制容易达到很高的纯度；低温F-T合成过程的主要产品以正构烃为主且分布很宽，是生产石蜡产品的优质原料。
可以预计F-T合成石蜡将成为石蜡供应中逐渐增长的重要部分。
目前市场上销售的F-T合成石蜡主要是Shell公司和Sasol公司生产的，其质量和颜色稳定、碳分布窄，原则上与石油蜡具有相同的应用领域。
这些蜡产品的独特的白色对需要添加色彩的应用领域，如蜡烛等，是非常理想的，使用少量的染料就能达到鲜明的色彩。
目前国内采用中国科学院山西煤炭化学研究所、兖州煤矿等技术建设的CTL工业试验装置已投入生产运行；中国石油化工股份有限公司的GTL工业试验装置已经历长期平稳运转。
这些装置为F-T合成石蜡的生产提供了可靠的原料。
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%。
未来能源115费托蜡指标
未来能源115费托蜡指标一、引言随着全球能源需求的不断增长，可持续发展和清洁能源已经成为当今世界关注的焦点。
费托蜡作为一种高性能的生物燃料，其应用领域正在逐渐扩大。
本文将重点介绍115费托蜡指标，分析其在未来能源市场中的地位和潜力，以及我国在这一领域的发展现状与政策支持。
二、费托蜡的概念与用途费托蜡（Fischer-Tropsch wax）是一种由费托合成（Fischer-Tropsch synthesis）过程中产生的高分子聚合物。
它具有良好的流动性能、高闪点、低水分和低硫含量等优点，广泛应用于润滑油、涂料、印刷油墨、化妆品等行业。
三、115费托蜡指标的意义115费托蜡是一种特殊的费托蜡，其指标主要包括分子量分布、粘度、颜色等。
其中，分子量分布是影响115费托蜡性能的关键因素，它直接关系到产品的应用领域和市场竞争力。
此外，115费托蜡的粘度和颜色等指标也会影响到其在润滑油、涂料等领域的应用效果。
四、未来能源115费托蜡市场前景随着生物燃料技术的不断发展，115费托蜡在能源领域的应用前景十分广阔。
作为一种清洁、高效的燃料，115费托蜡可以替代石油柴油、航空煤油等传统能源，降低二氧化碳排放，缓解全球气候变化压力。
同时，115费托蜡还可以作为化学品和润滑油的原料，降低石油化工产业的依赖程度。
五、我国在115费托蜡领域的发展现状与政策支持近年来，我国政府高度重视生物燃料技术和清洁能源产业的发展。
在“十三五”规划中，生物燃料被视为战略性新兴产业。
我国企业在115费托蜡领域取得了一定的技术突破，但仍需加大研发力度，提高产品质量和竞争力。
政策方面，政府通过税收优惠、补贴等手段支持115费托蜡产业的发展，推动清洁能源替代传统能源。
六、115费托蜡技术的创新与挑战115费托蜡技术的创新主要体现在提高合成效率、降低生产成本、优化产品性能等方面。
当前面临的挑战包括：催化剂的研究与开发、生产过程中的能量消耗和碳排放、产品应用领域的拓展等。
费托合成文献汇报
Thank
you
4 F-T反应 F-T合成进行了使用0.5升浆态流化床,每个催化 剂(100 - 200网)被放置在反应釜内,随后减少大 气压力，在H2气流673 k下优先反应。在冷却反 应釜之后, 反应釜里加入100毫升的正十六烷作 为溶剂。合成反应是在T=503 ，P=0.98 mpa， t=8 h的条件下进行的，在该条件下合成气流速 稳定在W / F = 2.5 gh /mol，合成的气体实时用 气相色谱监测。
上述三种情况都在 383K干燥12h，以每分钟增加 10K的梯度直 至673K的条件下在空气中煅烧3h。SiO2 Q-10作为载体(平均孔 径10nm，表面积300m2/g)
实验
3 合成气的制备
气化炉 过滤器 洗涤器 脱硫塔。
合成气体积比：59.9%H2，29.8%CO，5.0%CH4， 4.9%N2和0.4%CO2
Mn and Zr modified Co/SiO2 catalysts development in slurry-phase Fischer–Tropsch synthesis
---Mn和Zr改良菲舍尔–托合成反应中Co/SiO2液相催化剂的研究进展
费-托合成简介
费托合成：煤间接液化技术之一。以合成气为原料 在催化剂的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。 nCO+2nH2 [－CH2－]n+nH2O
结果与讨论
基于这些发现,我们相信Co和Mn之间交互物在制 备共浸渍催化剂是提高Co分散，从而提高了相关 化学合成活动,如图12所示
结论
对制备技术对Mn和Zr改性的Co /SiO2催化剂的表面结构和活 性的的影响进行了调查研究发现： 1、由于Co粒子的原因第二、第三种催化剂更具活性，而第 一种催化剂会抑制Co在载体表面的分散度，相比之下第二、 第三种方法Co在载体的分散度不容易降低。 2 、 Mn 和 Zr 作为助催化剂 , 最优加载量被认为分别是 1 和 8 wt%。 3、在透射电镜共浸渍法的催化剂导致 Co粒子分散，形成大 约5 - 10纳米大小颗粒，这些高分散度的粒子增加了F-T反应 的选择性和活性。
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
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。
FTS反应机理
FTS产品分布
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
流化床反应器
FFB与CFB的相对投资费用和能量效率
压力 / 反应器 反应器数 MPa CFB FFB FFB 3 2 2 2.5 2.5 >2.3 相对容量 / % 反应器 气体循环 总容量 100 46 49 100 78 71 100 87 82 能量效 能耗 / 率/% % 61.9 63.6 74.7 100 44 41
循环流化床FTS工艺
循环流化床FTS工艺
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
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50×104t/a液体 荷兰Shell公司 燃料，包括中间馏分油和石蜡 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
1994
FTS技术现状
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%。
费托合成蜡应用技术
更多地是所用稳定剂中小分子物质的析出，特别是钙锌稳定剂，生产一段时间后都会出现杂质
析出现象，有的甚至更严重，析出的杂质甚至粘附在定径套上。如果配方中加入适宜的费托合
成蜡，保持内外润滑平衡，就可有效减少杂质的表面析出。
3.1.3 费托合成蜡在 PVC 产品加工生产过程中常见问题解决方法，见表二
表二 费托合成蜡应用常见问题
PVC 管材生产定径套杂质 二氯甲烷检测不合格
主要是钙锌稳定剂配方体系不合 理，易迁移产品表面且遇急冷凝固 粘附定径套表面。 产品外表面不合格，主要是口模温 度低；产品内表面不合格，主要是 润滑过量，塑化不良。关键在于使 用的润滑剂质量差，影响产品塑化 质量。
合理搭配稳定剂润滑体 系，适当减少多元醇之类 的助剂，增加费托合成蜡 用量。 减少使用低熔点润滑剂， 增加高熔点润滑剂。
>24
1
<0.1 ≤0.1 <0.5
LA-WG70 30
70
72-74
4-6 5
LA-WG105 30
95
105
10 1
>24
1
<0.1 ≤0.1 <0.5
LA-WG110 30 98-100 108-112
12
1
>24
1
<0.1 ≤0.1 <0.5
注：W 表示铁基催化剂；WG 表示钴基催化剂。
参考文献
蜡是热熔胶性能最有效的调节剂。热熔胶中添加的蜡的熔点和结晶度控制着热熔胶的起始 凝固温度和固化时间，同时，影响热熔胶的塑性和拉伸性能。具有低粘度性质的费托合成蜡可 以降低聚合物和树脂粘度，有助于树脂的高效混合和热熔胶的泵送运输。
热熔胶常用的合成蜡有 PE 蜡和费托蜡。费托合成蜡为饱和直链烷烃分子结构，具有高熔 点、高硬度，与 PE 蜡比较，费托合成蜡熔程窄，耐候性好，因此，广泛应用于要求耐候性好
费托合成工艺简介
费托合成工艺简介费托合成(Fischer–Tropsch process)，又称F-T合成，是将煤由气态转变成液态烃的技术之一，以CO和H2的合成气为原料在合适的催化剂及条件的促进下，合成以汽柴油、石蜡烃等为主的液体燃料的工艺过程。
费托合成反应原理主反应：生成烷烃：nCO+(2n+1)H2= C n H2n+2+nH2O生成烯烃：nCO+(2n)H2 = CnH2n+nH2O副反应：生成甲烷：CO+3H2 = CH4+H2O生成甲醇：CO+2H2= CH3OH生成乙醇：2CO+4H2 = C2H5OH+ H2O积炭反应：2CO = C+CO2除了以上反应以外，还有生成更高碳数的醇以及醛、酮、酸、酯等含氧化合物的副反应。
按反应温度可分为低温费托合成工艺和高温费托合成工艺。
通常将反应温度低于280℃的称为低温费托合成工艺，产物主要是柴油以及高品质石蜡等，常采用固定床或浆态床反应器；高于300℃的称为高温费托合成工艺，产物主要是汽油、柴油、含氧有机化学品和烯烃，常采用流化床(循环流化床、固定流化床)反应器。
低温费托合成工艺产品相对来说比较单一，产品以柴油为主，占到75%左右。
其余为石脑油、液化气和部分高品质石蜡。
高温费托合成工艺产品种类更加多样化，不但有汽油、柴油、溶剂油，还有烯烃、烷烃、含氧化合物等，其中烯烃含量能达到40%左右，且以直链烯烃为主，这些产品的附加值比较高。
几种常见的费托合成反应器1固定床反应器（Arge反应器）固定床反应器首先由鲁尔化学（Ruhrchemir）和鲁奇（Lurge）两家公司合作开发而成，简称Arge反应器。
1955年第一个商业化Arge反应器在南非建成投产。
反应器直径3米，由2052根管子组成，管内径5厘米，长12米，体积40m3，管外为沸腾水，通过水的蒸发移走管内的反应热，产生蒸汽。
管内装填了挤出式铁催化剂。
通常多管固定床反应器的径向温差为大约2～4°C。
轴向温度差为15～20°C。
费托蜡合成技术简介
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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
K bp 350℃ 3.04×107 1.63×109 6.50×1051 1.69×103 8.76×106 9.90×1046 平均转化率/mol% 250℃ 99.9 99.6 98.7 95.0 97.8 98.5 350℃ 99.2 97.1 90.8 80.5 88.7 89.0
生成烷烃
• 特点：产物以直链烷烃、烯烃为主，无硫、氮等杂 质。
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2.1 F-T合成技术
时间 1923 1936 发展进程
• 概述-------历史沿革
主要研究者 Ｆ．Fischer和Ｈ．Tropsch 德国鲁尔化学公司
发现CO和H2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FT合成。 常压多级过程开发成功，建成第一座以煤为原料的Ｆ-Ｔ合成油厂, 4000万Ｌ/a
1937
1937 1944 1945后 1952 1953 1955 1970 1976
中压法FT合成开发成功。
引进德国技术以钴催化剂为核心的Ｆ-Ｔ合成厂建成投产 中压法过程中采用合成气循环工艺技术，FT合成油厂进一步发展 FT合成受石油工业增长的影响，其工业化发展受到影响 5万吨/年煤基Ｆ-Ｔ合成油和化学品工厂建成 4500ｔ/ａ的铁催化剂流化床合成油中试装置建成 前苏联 中国科学院原大连石油研究所 日本与中国锦州石油六厂 德国
助剂过滤技术用于费托蜡精制过程的分析
助剂过滤技术用于费托蜡精制过程的分析摘要；费托合成蜡在工业生产中有着十分重要的作用，对于我国重工业和载人航天事业的发展都有着一定的促进作用，所以我国正在大力研发对于费托合成蜡的精制技术。
本文主要对助剂过滤技术在费托合成蜡精制方面的原理和制作工艺流程进行了介绍，并对费托蜡的特性以及生产费托蜡所需要的生产条件进行分析，总结出了影响费托蜡精制的主要原因，并根据这些原因提出了相应的改进方法。
关键词：费托蜡；助剂过滤技术；过滤机；预涂费托蜡是费托合成反应之中一个主要的产物，费托蜡相比普通石蜡具有支链较少、结晶度高的特点，所以能够很好地渗入到高粘度的大分子链条中，费托蜡在我国各项工业中都有一定的使用，尤其在塑料加工行业，费托蜡发挥了无可替代的作用。
但是当前我国对于费托蜡的生产精制还存在着一定的问题，所以需要不断改良生产制作技术，才能不断提升费托蜡品质。
一、助剂过滤处理费托蜡技术简介1.基本原理助剂过滤技术主要是在费托蜡进行生产过滤之前，技术人员将一定浓度的助滤剂预涂液来回通过过滤机表面元件，从而让助滤剂在过滤机元件表面架桥，让一层具有复杂多孔的稳定过滤层粘结在元件表面过滤网上，之后再让费托蜡来回经过过滤层进行过滤处理，这样一来就能有效地将费托蜡中的催化剂颗粒拦截在过滤层之外，让费托蜡得到更好的提纯，费托蜡的品质也能很好的提高。
助剂过滤技术主要就是让所需过滤液体在过滤机表面进行过滤处理，从而让整个过滤过程变得更加深度化和精致化，过滤所得的过滤物质纯度也更加高，并且能够在一定程度上降低生产成本，不断提高企业生产效率。
2.助滤剂在工业生产过程中，工厂所使用的最常见的助滤剂就是硅藻土和活性白土，这两种助滤剂都能形成很好地过滤层，但是硅藻土粒径要比活性白土要大上很多，所以硅藻土这种助滤剂所形成的过滤层面空隙率较大，并且硅藻土所形成的过滤层面当受到压力时，还能够保持它原有的结构，所以在实际生产中硅藻土这种助滤剂也相对稳定。
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• 概述
• F-T (Fischer –Tropsch Sythesis)合成是指以合成 气为原料，在催ห้องสมุดไป่ตู้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 。
– 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 – CTL、GTL、BTL。
– – – – 钴、镍催化剂:170～210℃; 铁铜剂:220-250℃; 熔铁催化剂要求280-340℃; 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 ；
– 最突出特点：合成产品碳数分布宽、目的产品选择性差、温度敏 感性大、强放热等。 需要解决的突出问题是：
第二章 液体燃料与燃料添加剂
章结兵
西安科技大学化学与化工学院
2019/1/3
C1化学与化工
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第二章 液体燃料与燃料添加剂
主要内容
– F-T合成技术 – 甲醇燃料合成技术 – 甲醇制汽油技术 – 混合醇燃料的合成技术 – 燃料添加剂-二甲醚合成技术
2019/1/3
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2.1 F-T合成技术
2.1 F-T合成技术
F-T合成的基本原理
• 化学反应过程 – 主反应化学计量式
CO 2 H 2 (CH 2 ) H 2O H R ( 227. C ) 165KJ CO H 2O H 2 CO2 H R ( 227. C ) 39.8 KJ 2CO H 2 (CH 2 ) CO2 H R ( 227. C ) 204.7 KJ
1980
1982 1982 1985 1993 1994
Sasol-Ⅱ建成投产，中压法，循环流化床反应器，熔融铁催化剂
Sasol-Ⅲ建成投产，中压法，循环流化床反应器，熔融铁催化剂 提出将传统的Ｆ-Ｔ合成与沸石分子筛相结合的固定床两段合成工艺(ＭＦＴ工艺) 新型钴基催化剂和重质烃转化催化剂开发成功 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50 万液体燃料,包括中间馏分油和石蜡。 采用ＭＦＴ工艺及Ｆｅ/Ｍｎ超细催化剂进行2000ｔ/ａ工业试验
打破Schulz-Flory分布 有效移出反应热
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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
建立以煤为原料的大型F-T合成厂（Sasol-Ⅰ厂），采用Arge固定床反应器，中压法， SASOl公司(South African Coal and Gas Corp). 沉淀铁催化剂。 提出ＦＴ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 浆态床反应器技术、MTG工艺和ZSM-5催化剂开发成功 荷兰Shell公司 美国Mobil公司
循环流化床反应器由美国M.W.凯洛格开发， SASOl公司改进。
SASOl公司 中国科学院山西煤炭化学研究所 荷兰Shell公司 荷兰Shell公司 中国科学院山西煤炭化学研究所
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2.1 F-T合成技术
• 合成产品的分布与组成 – 组分非常复杂：甲烷到石蜡烃 – 烃类的碳数分布服从 Anderson–Schulz–Flory (ASF) distribution规律
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• 概述 ----经典Ｆ-Ｔ合成的特点
典型的Ｆ－Ｔ合成产品的组成与分布比较
反应器 固定床/ Arge 气流床/Synthol
产品，wt% 甲醇（C1） 5 10
液化石油汽（LPG） （C2-C4）
12.5
33
汽油（C5-C12）
柴油（C13—C19）
22.5
15
39
5
软蜡（C20-C30）
23
4
硬蜡（C30以上）
18
2
含氧化合物
4
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2.1 F-T合成技术
• 合成反应的热力学特征
• 概述 ----经典Ｆ-Ｔ合成的特点
– F-T合成反应是一个强放热反应; • 2721~2930kJ/m3(CO+H2)(如果考虑到原料气中的惰性气体存在以及 转化不完全等因素，实际放热量约为1674kJ/m3(CO+H2)) ；温度为 1500℃左右(绝热条件下,反应器温度)，可导致催化剂局部过热，降低 反应选择性。 • 催化剂对温度很敏感;
M n (1 )2 n n1 • Mn 碳原子数为n的烃的质量分 数； 为链增长几率 • 产物分布制约了产品的选择性, 使得目的产品收率低,汽油产品 的收率不超过40%(ｗt%),而有 些产品如石蜡收率高达80 % ----二次加工 • 直链的烷烯烃,尤其是α-烯烃含 量较高,而异构烷烃与芳烃含量 较少-----汽油的辛烷值较低
1937
1937 1944 1945后 1952 1953 1955 1970 1976
中压法FT合成开发成功。
引进德国技术以钴催化剂为核心的Ｆ-Ｔ合成厂建成投产 中压法过程中采用合成气循环工艺技术，FT合成油厂进一步发展 FT合成受石油工业增长的影响，其工业化发展受到影响 5万吨/年煤基Ｆ-Ｔ合成油和化学品工厂建成 4500ｔ/ａ的铁催化剂流化床合成油中试装置建成 前苏联 中国科学院原大连石油研究所 日本与中国锦州石油六厂 德国
• 特点：产物以直链烷烃、烯烃为主，无硫、氮等杂 质。
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2.1 F-T合成技术
时间 1923 1936 发展进程
• 概述-------历史沿革
主要研究者 Ｆ．Fischer和Ｈ．Tropsch 德国鲁尔化学公司
发现CO和H2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FT合成。 常压多级过程开发成功，建成第一座以煤为原料的Ｆ-Ｔ合成油厂, 4000万Ｌ/a