费托合成
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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(F-T)综述综述F-T合成的基本原料为合成⽓,即CO和H2。
F-T合成⼯艺中合成⽓来源主要有煤、天然⽓和⽣物质。
以煤为原料,通过加⼊⽓化剂,在⾼温条件下将煤在⽓化炉中⽓化,然后制成合成⽓(H2+CO),接着通过催化剂作⽤将合成⽓转化成烃类燃料、醇类燃料和化学品的过程便是煤的间接液化技术。
煤间接液化⼯艺主要有:Fischer-Tropsch ⼯艺和莫⽐尔(Mobil)⼯艺。
典型的Fischer-Tropsch⼯艺指将由煤⽓化后得到的粗合成⽓经脱硫、脱氧净化后,根据使⽤的F-T合成反应器,调整合成⽓的H2/CO ⽐,在反应器中通过合成⽓与固体催化剂作⽤合成出混合烃类和含氧化合物,最后将得到的合成品经过产品的精制改制加⼯成汽油、柴油、航空煤油、⽯蜡等成品。
F-T合成早已实现⼯业化⽣产,早在⼆战期间,德国的初产品⽣产能⼒已到达每年66万吨[1] (Andrei Y Khodakov, Wei Chu, Pascal Fongarland. Chem. Rev. Advances in the Development of Novel Cobalt Fischer?Tropsch Catalysts for Synthesis of Long-Chain Hydrocarbons and Clean Fuels. 2007, 107, 1692?1744 )。
⼆战之后,由于⽯油的迅述兴起,间接液化技术⼀度处于停滞状态。
期间,南⾮由于种族隔离制度⽽被“禁油”,不得不⼤⼒发展煤间接液化技术。
但是随着70年代⽯油危机的出现,间接液化技术再次受到强烈关注。
同时,由间接液化出来的合成液体燃料相⽐由原油得到的燃料产品具有更低的硫含量及芳烃化合物[1],更加环保。
80年代后,国际上,⼀些⼤的⽯油公司开始投资研发GTL相关技术和⼯艺[1]。
⽬前南⾮建有3座间接液化⼚。
马来西亚(Shell公司)和新西兰(Mobil 公司)各建有⼀座天然⽓基间接液化⼚。
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。
德国化学家弗朗兹·费歇尔和汉斯·托罗普施所开发的。
费托(Fischer-Tropsch)工艺包括一系列的生成多种烃类的化学反应,其中生产烷烃的用途较广,其反应方程式如下所示,其中烷烃用通式C n H2n+2表示:•(2n+ 1) H2+n CO → C n H(2n+2)+n H2O其中的N通常是10-20,甲烷(N=1)是无用的产物。
生成的烷烃大多数倾向于成直链,适合作为柴油燃料。
除了烷烃以外,还会有少量的烯烃、醇类和其它含氧烃作为副产物生成。
催化剂各种催化剂可用于费-托工艺,最常见的是过渡金属钴,铁和钌。
也可以使用镍,但倾向于有利于甲烷形成(“甲烷化”)。
高温费托和低温费托高温费托(或HTFT)在330-350℃的温度下操作并使用铁基催化剂。
萨索尔公司(SASOL)在煤制油厂(CTL)中广泛使用了这一工艺。
低温费托(LTFT)在较低的温度下运行,并使用铁或钴基催化剂。
这个过程最为人所知的是在马来西亚民都鲁(Bintulu)壳牌公司运营和建造的第一座综合GTL装置[1]中使用。
ft合成与甲醇合成采用的原料是一样的,都是煤合成气一氧化碳和氢气,但用的催化剂不同。
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)为原料在铁系催化剂,在适当反应条件下合成以汽油柴油烃为主的液体燃料的工艺过程。
1923年德国化学家Franz Fischer 和Hans Tropsch开发,第二次世界大战期间投入大规模生产。
甲醇合成时是以锌铜系氧化物为催化剂,将一氧化碳和氢气在低温高压下直接合成甲醇。
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%。
费托合成工艺制乙烯全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:费托合成工艺是一种重要的化工工艺,被广泛应用于乙烯的生产中。
乙烯是一种重要的化工原料,广泛用于塑料、橡胶、化肥等行业。
费托合成工艺制乙烯是一种高效、经济的生产方法,其原理和具体步骤将在下文中详细介绍。
一、费托合成工艺原理费托合成工艺是一种通过催化剂将一氧化碳和氢气反应生成烃类化合物的工艺。
在乙烯的生产中,主要是通过一氧化碳和氢气反应生成甲醇,然后再通过催化裂化转化为乙烯。
整个反应过程主要包括以下几个步骤:1. 一氧化碳和氢气的合成气被送入催化剂床,经过一系列反应生成甲醇;2. 甲醇经过催化裂化反应生成低碳烯烃和甲烷;3. 低碳烯烃中主要是乙烯;4. 乙烯进入分离装置进行分离和提纯。
费托合成工艺制乙烯具有以下优点:1. 原料广泛:一氧化碳和氢气是相对容易获取的原料,而且可以从各种来源获取,包括煤、天然气等;2. 可控性强:通过调节反应条件和催化剂种类可以控制生成产品的种类和产率;3. 经济效益高:费托合成工艺生产的乙烯成本相对较低,生产效率高,成本低;4. 环境友好:费托合成工艺生产的乙烯过程中产生的废气、废水等排放物较低,对环境影响小;三、费托合成工艺的应用和发展费托合成工艺制乙烯已经被广泛应用于工业生产中,并在不断发展和完善中。
随着人们对环保和节能的要求不断提高,费托合成工艺制乙烯也在不断优化和改进中,以适应市场需求。
目前,一些大型化工企业已经采用了费托合成工艺生产乙烯,实现了规模化生产和成本控制。
一些科研机构和企业也在研究费托合成工艺的新型催化剂、反应条件等方面,以提高乙烯生产效率和产品质量。
未来,随着环境保护意识的增强和石油资源的逐渐减少,费托合成工艺制乙烯将会成为乙烯生产的重要方法之一,为化工行业的可持续发展做出贡献。
费托合成工艺制乙烯是一种高效、经济、环保的乙烯生产方法,具有广阔的应用前景和发展空间。
相信在科技的不断进步和创新的推动下,费托合成工艺制乙烯将会在化工领域发挥更大的作用,为实现绿色、可持续发展做出更大的贡献。
费托合成流程及产品加工流程的主要过程下载提示:该文档是本店铺精心编制而成的,希望大家下载后,能够帮助大家解决实际问题。
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生物质的费托合成工艺一、引言生物质是一种可再生的资源,其利用对于环境保护和可持续发展具有重要意义。
费托合成工艺是一种将生物质转化为液体燃料和化学品的技术,具有广泛的应用前景。
本文将从费托合成工艺的原理、优势和应用等方面进行探讨。
二、费托合成工艺的原理费托合成工艺是一种将生物质转化为液体燃料和化学品的技术,其原理是将生物质通过热解、气化等方式转化为合成气,再将合成气通过费托反应器进行催化反应,最终得到液体燃料和化学品。
三、费托合成工艺的优势1. 可再生性:生物质是一种可再生的资源,其利用对于环境保护和可持续发展具有重要意义。
2. 降低碳排放:费托合成工艺可以将生物质转化为液体燃料和化学品,从而降低碳排放。
3. 多样性:费托合成工艺可以利用多种生物质进行转化,具有较高的适应性。
4. 经济性:费托合成工艺可以将生物质转化为高附加值的液体燃料和化学品,具有较高的经济效益。
四、费托合成工艺的应用1. 生物质液体燃料:费托合成工艺可以将生物质转化为液体燃料,如生物柴油、生物汽油等,具有广泛的应用前景。
2. 生物质化学品:费托合成工艺可以将生物质转化为化学品,如甲醇、乙醇等,具有广泛的应用前景。
3. 生物质能源:费托合成工艺可以将生物质转化为能源,如生物气、生物煤等,具有广泛的应用前景。
五、结论费托合成工艺是一种将生物质转化为液体燃料和化学品的技术,具有可再生性、降低碳排放、多样性和经济性等优势,其应用前景广阔。
在未来的发展中,费托合成工艺将成为生物质利用的重要途径,为环境保护和可持续发展做出贡献。