煤资源化学-费托合成

南非沙索间接液化厂
2020/4/21
荷兰壳牌公司间接液化厂
第三章 费托合成的原理
费托合成的主要原料是合成气。合成气的主要成分是 CO和H2 ，可以通过煤、天然气、生物质等为原料经气化获 得。CO和H2在催化剂和高温高压条件下反应得到直链烷烃、 烯烃，还有的醇、醛、少量芳香烃类等。
1.烷烃的生成
1955年至1984年，南非共建成3座间接液化厂，年处理煤炭座 间接液化厂，年处理煤炭4600万吨，产品760多万吨，其中油品占 60%。
1985年，新西兰间接液化厂建成，年产57万吨汽油。 1993年，马来西亚建成天然气基SMDS技术间接液化厂，年产 50万吨合成油。 2004年，我国神华集团和宁煤集团与南非索沃公司和荷兰壳 牌公司达成协议，分别在陕西和宁夏分别初步建设两座年产300万 吨的间接液化厂，目前正在建设之中。这一合作有望填补我国在这 一方面的空白。
荷兰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，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。
Sasol公司SAS工艺流程
SMDS
壳 牌 公 司 工 艺 流 程
第五章 费托合成的前景展望
众所周知，我国是一个“富煤、少气、贫油”的国 家。近年来随着经济的高速发展，我国对石油的需求越 来越大，2012年中国石油总消费量为4.9亿吨，其中进口 量便达到了2.7亿吨。对于石油进口的依赖性给我国的经 济安全、能源安全和国防安全带来了隐患。
费托合成的反应机理
费托合成的反应机理复杂，目前仍在探究 之中。认可度较大的费托合成机理共有4种： 碳化物机理，含氧中间体缩聚机理，CO插入机 理和双中间体机理。
2020/4/21
费 托 合 成 四 种 经 典 机 理
2020/4/21
费托合成的催化剂
在费托合成中催化剂是非常重要的一个环节，催化剂的不同能够很 大程度上影响合成效率。除此之外，它还能够影响产物成分的比例。 因此，费托合成的改进主要也集中于新型催化剂的开发，这也是在催 化剂领域研究的一个热点。
第二章 费托合成的发展历史
费托合成是由德国化学家Franz Fischer 和Hans Tropsch开发。早在第二次的世界大战期间，德国便实 现了大规模生产，年生产能力达66万吨。但在随后的几 十年 ，由于经济原因这些装置大都停产。到了20 世纪 70年代 ，随着石油危机的出现和环保要求的不断提高 ， 合成气经费托法制合成油(GTL)又重新进入了人们的视 野。
煤的费托合成
制作人：
1、费托合成的概念
2、费托合成的历史
目
3、费托合成的原理
录
4ຫໍສະໝຸດ Baidu费托合成的工艺流程
5、费托合成的前景展望
第一章 费托合成的定义
费托合成(Fischer-Tropsch synthesis)是煤间接液 化技术之一，简称为FT反应，它以合成气(CO和H2)为 原料在催化剂和适当反应条件下合成以烃类为主的液 体燃料的工艺过程。
因此，大力发展以煤为原料，将其转变成液体油品并 尽快实现产业化是缓解我国石油供需矛盾、保障能源安 全的重要战略举措。而费托合成便是实现这一目标的重 要途径之一。除此之外，费托合成的油制品具有无硫、 无氮、低芳烃含量等优点。在环境保护日益重视的将来， 费托合成将越来越受到人们的重视。
2. F-T合成工艺流程
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，另一家是荷兰Shell公司。
Saol开发的先进循环流化床合成工艺，简称SAS。每年消耗4590万吨 低质煤，生产458万吨燃油(15万桶/日)和310万吨化工产品。合成油占南 非总燃油市场的40％。
第四章 费托合成的工艺流程
1.合成气的制备 2.F-T合成制备烃类
1. 合成气的制备
除德国之外, 我国是研究开发与 应用煤气化技术最多的国家, 涉 及到固定床、流化床、气流床等 各种方法。下面便分别介绍几种 以煤作为原料制备合成气的工艺 流程。
壳 牌 公 司 煤 气 化 工 艺 流 程
兖矿集团煤气化工艺流程
费托合成催化剂的活性金属主要是第Ⅷ族过渡金属元素，由于价格 和催化性能等原因，目前工业化的催化剂主要是 Fe系催化剂和 Co 系 催化剂。
Fe系催化剂对水煤气变换反应具有高活性，链增长能力较差，有利 于生成低碳烯烃，反应温度高时催化剂易积炭中毒。Co系加氢活性与Fe系 相似，具有较高的F-T链增长能力，反应过程中稳定且不易积炭和中毒， 产物中含氧化合物极少，水煤气变换反应不敏感等特点，但钴系催化剂必 须在低温下操作，使反应速率下降，而且价格较高。目前在费托合成中使 用的催化剂主要是多金属复合型催化剂。
(2n 1)CO (n 1)H 2 Cn H 2n1OH (n 1)CO2
要 化 学
反
4.醛类的生成
(n 1)CO (2n 1) H 2 Cn H 2n1COH nH2O
应
(2n 1)CO (n 1)H 2 Cn H 2n1COH nH2O
5.积炭反 应
2CO C C C CO O22
nCO (2n 1)H 2 Cn H2n 2 nH2O
2nCO (n 1)H 2 Cn H2n2 nCO 2
费
2.烯烃的生成
nCO (2n 1)H 2 Cn H2n nH2O
2nCO nH2 Cn H 2n nCO 2
托 反 应
主
3.醇类的生成
nCO 2H 2 Cn H 2n1OH (n 1)H 2O