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天然气制化学品工艺流程欢迎参加天然气制化学品工艺流程的详细介绍本课程将系统地讲解天然气化工领域的核心工艺技术,从天然气基础知识到各种转化方法及其应用我们将详细探讨天然气处理、合成气制备以及各类化学品的生产工艺流程天然气作为清洁能源和重要化工原料,在全球能源结构转型和化工产业发展中扮演着越来越重要的角色通过本课程,您将全面了解天然气化工的技术原理、工艺特点及未来发展趋势目录天然气概述1介绍天然气的定义、组成、来源、储量及其在能源和化工领域的应用,为后续内容奠定基础知识框架天然气处理2详细讲解天然气处理的目的及主要工艺,包括脱硫、脱碳、脱水天然气制合成气3等预处理技术,以及天然气液化工艺流程介绍合成气的定义与用途,重点分析蒸汽转化法、部分氧化法、合成气制化学品自热重整法等制备工艺的原理与流程4系统讲解以合成气为原料生产甲醇、乙醇、烯烃、醋酸等化学品天然气直接转化5的工艺技术,包括费托合成和MTO等关键工艺介绍天然气直接转化制备乙炔、氢气、氯甲烷等化学品的工艺路工艺比较与发展趋势线,分析其技术特点6对比分析不同工艺路线的优缺点,展望天然气化工的技术创新方向和产业发展趋势第一部分天然气概述天然气的定义天然气是存在于地下的可燃性气体混合物,主要成分为烃类,其中以甲烷为主,是重要的化石能源和化工原料天然气的组成主要组成包括甲烷(85-95%)、乙烷、丙烷及较少量的高级烃类,还可能含有氮气、二氧化碳、硫化氢等非烃组分天然气的重要性作为清洁化石能源,天然气燃烧产生的污染物较少;作为化工原料,可用于生产各种基础化学品和材料,在全球能源结构和化工产业中占有重要地位天然气的定义与组成甲烷(₄)其他烃类非烃组分CH₂₆₃₈₂天然气的主要成分,一般含量为85-包括乙烷(C H)、丙烷(C H常见的有二氧化碳(CO)、氮气(₄₁₀₂₂95%甲烷是最简单的烷烃,化学性)、丁烷(C H)等低级烷烃,N)、硫化氢(H S)、氦气(He质稳定,是理想的燃料和化工原料通常含量为5-15%这些组分热值较)等其中硫化氢具有腐蚀性和毒性甲烷分子中碳原子与四个氢原子形成高,可单独分离作为液化石油气或化,需要脱除;而氦气是稀有气体,可四面体结构,C-H键能高,活化难度大工原料回收利用天然气的来源与储量常规天然气页岩气煤层气主要赋存于多孔隙砂岩或碳酸盐岩储层存在于页岩层中的非常规天然气资源,赋存于煤层中的甲烷为主的混合气体,中,易于开采常规天然气藏通常与石主要成分仍为甲烷页岩气因其低渗透是煤炭形成过程中产生的伴生资源,也油共存,形成油气藏或气顶;也可单独性,需要水平钻井和水力压裂技术进行是重要的非常规天然气来源煤层气的存在形成纯气藏截至2022年,全球已开采北美页岩气革命极大地改变了全开发不仅可提供能源,还能降低煤矿事探明常规天然气储量约为188万亿立方米球能源格局,中国页岩气资源也十分丰故风险,减少温室气体排放富天然气的应用领域发电领域工业燃料天然气发电具有启动迅速、调峰能力强在冶金、陶瓷、玻璃等行业中作为燃料
1、污染排放低等优势,是理想的清洁能使用,具有热效率高、污染少、易于控2源发电方式天然气联合循环发电效率制等优点,可提高产品质量和降低环保可达60%以上,远高于传统火力发电处理成本化工原料民用燃气4是合成氨、甲醇、合成气等基础化工产作为城市燃气主要来源,用于家庭炊事3品的重要原料,进而可生产肥料、塑料、供暖等相比液化石油气,天然气更、药品等众多下游产品,构成庞大的天加安全、经济、方便,已成为现代城市然气化工产业链能源供应的重要组成部分第二部分天然气处理原料气来自气田的天然气含有各种杂质和水分,不能直接利用,需要进行一系列处理才能满足管道运输或化工合成的要求预处理包括气液分离、除尘等初步净化工序,目的是去除游离水、固体颗粒等可能对设备造成损害的物质深度净化主要包括脱硫、脱碳、脱水等工艺,去除天然气中的硫化氢、二氧化碳、水分等杂质,提高天然气的热值和纯度成品气处理后的天然气可直接进入管网输送,或进一步加工成液化天然气,也可作为化工合成的原料气使用天然气处理的目的脱除有害杂质1天然气中的硫化氢具有腐蚀性和毒性,二氧化碳在含水条件下也会引起设备腐蚀,必须脱除以保护下游设备和管道水分在低温条件下可能形成水合物,堵塞管线和设备,同样需要去除提高热值2天然气的热值直接关系到其商业价值通过去除不燃性组分如二氧化碳、氮气等,可以提高天然气的热值,增加其作为燃料的经济价值同时,稳定的热值也有利于燃气设备的正常运行和调节满足管输标准3天然气通常需要通过管道长距离输送,必须满足一定的质量标准例如,水露点必须足够低以防止输送过程中形成水合物;硫含量要控制在特定限值以下,以减少环境污染和设备腐蚀满足下游工艺要求4作为化工原料,天然气的组成对下游工艺有重要影响例如,在合成氨和甲醇生产中,催化剂对硫极为敏感,要求原料气中硫含量极低;在LNG生产中,二氧化碳在低温下会凝固,必须严格控制脱硫工艺湿法脱硫干法脱硫生物脱硫利用液体吸收剂吸收天利用固体吸附剂或反应利用硫杆菌等微生物氧然气中的硫化氢常用剂脱除硫化氢常用的化硫化氢为单质硫生的吸收剂包括胺类溶液有氧化铁脱硫剂、氧化物脱硫具有能耗低、无(MEA、DEA、MDEA锌脱硫剂、分子筛等二次污染等优点,适合等)、碱液和物理溶剂干法脱硫操作简单,设处理含硫量低的气体其中,胺法脱硫应用备投资少,适用于小规该技术在环境条件要求最广,工艺成熟可靠,模气源或作为精脱硫工较高,需控制PH值、可将硫化氢含量降至艺其中,氧化铁法反温度、营养物质等,目1ppm以下胺液吸收应生成硫化铁,再通入前主要应用于沼气等小后经再生可循环使用,空气可再生;氧化锌法规模气体的处理硫化氢可进一步加工成则为一次性使用硫磺回收利用脱碳工艺化学吸收法₂1利用碱性溶液与CO发生可逆化学反应进行吸收常用溶剂包括各种胺类,如MEA、DEA、MDEA等特点是吸收能力强,可将₂CO含量降至极低水平物理吸收法₂2利用特殊溶剂对CO的物理溶解性能进行吸收常用溶剂有甲醇(Rectisol法)、NMP(Purisol法)等适₂用于CO分压高的情况,能耗较低膜分离法3利用高分子膜对不同气体的选择透过性进行分离优点是操作简单,无需相变,能耗低;缺点是分离效率受限,通常需多级操作低温分离法₂₄4利用CO与CH沸点差异,在低温条件下分离适用于制取LNG过程,可与液化过程结合,但能耗较高脱水工艺三甘醇法分子筛吸附法低温分离法利用三乙二醇TEG对水的高亲和力实现利用分子筛对水分子的选择性吸附实现通过冷却天然气至露点以下,使水分冷脱水工艺成熟可靠,设备紧凑,操作深度脱水分子筛具有均匀的孔径结构凝分离此法简单易行,但不能达到很压力范围广,是目前应用最广泛的天然和极强的吸附能力,可将天然气水露点低的水露点,通常作为其他脱水工艺的气脱水技术TEG溶液在吸收塔内与湿天降至-70℃以下,适用于LNG生产等对水预处理步骤在一些寒冷地区,可利用然气逆流接触,吸收气体中的水分,富含量要求极高的场合采用双塔切换方环境温度进行自然冷却脱水,节约能源液再经再生塔加热脱出水分后循环使用式,一塔吸附,一塔再生天然气液化预处理系统包括脱酸、脱硫、脱水、汞去除等工序,确保进入液化系统的天然气不含会在低温₂下凝固或对设备造成损害的组分特别是CO含量需控制在50ppm以下,水含量需控制在1ppm以下,汞含量需低于
0.01μg/Nm³重烃去除系统去除天然气中的重烃组分,防止在液化过程中结焦和堵塞设备通常采用低温分馏法,将丙烷及更重的烃类分离出来作为液化石油气或汽油组分回收利用液化冷却系统将天然气冷却至约-162℃使其液化主要工艺包括级联循环工艺、混合制冷剂工艺和膨胀循环工艺其中,混合制冷剂工艺因其能效高、设备紧凑而被广泛采用储存与装船系统LNG储存在特殊设计的低温储罐中,通常为双层结构,内层为9%镍钢,外层为碳钢,中间填充保温材料装船系统将LNG输送至专用船只进行远距离运输第三部分天然气制合成气蒸汽转化法部分氧化法最成熟、应用最广泛的合成气制备技术,利天然气与氧气在高温下不完全燃烧生成合成用天然气与水蒸气在催化剂存在下反应生成₂气反应为放热反应,无需外部供热,但需H和CO反应为强吸热反应,需外部供12₂₂要空分设备提供氧气H/CO比值约为2,热,H/CO比值较高,适合合成氨和氢气适合甲醇和费托合成生产二氧化碳重整法自热重整法43₂利用CO取代水蒸气与甲烷反应生成合成结合蒸汽转化和部分氧化的优点,利用部分₂气,实现CO资源化利用反应为强吸热氧化反应放出的热量供给蒸汽转化反应所需₂反应,H/CO比值约为1,适合合成含氧化热量,实现热自给自足可通过调节各反应₂合物和烃类化合物比例控制合成气H/CO比值合成气的定义与用途合成气定义₂₂₄₂合成气是以CO和H为主要成分的混合气体,通常还含有少量CO、CH、N等组分合成气的₂H/CO摩尔比根据制备方法和原料不同而变化,通常在
1.0-
3.0之间合成气可由天然气、煤、生物质等碳氢资源转化获得,是连接碳氢资源与化学品的重要桥梁作为化工原料合成气是现代化工产业的重要基础原料,可用于生产甲醇、乙醇、醋酸、烯烃、芳烃等多种基础化学₂品通过费托合成可生产合成燃料,包括汽油、柴油和航空燃料不同化工产品对合成气的H/CO比要求不同,需通过变换反应进行调节氢气生产₂₂₂合成气是工业制氢的主要途径,通过水煤气变换反应CO+H O→CO+H可将合成气中的CO转化₂为H,进一步分离纯化可获得高纯度氢气随着氢能经济的发展,这一途径变得越来越重要燃料利用合成气具有一定热值,可直接作为燃料使用,如在综合气化联合循环IGCC发电中,合成气作为燃料驱动燃气轮机发电,废热用于蒸汽轮机发电,实现高效清洁发电蒸汽转化法原理₂₂₂蒸汽转化法是天然气制合成气最常用的工艺,其核心反应是甲烷与水蒸气在催化剂存在下发生强吸热反应,生成CO和H同时伴随发生水煤气变换反应,将部分CO转化为CO和H₂反应需要在高温800-900℃和加压
1.5-3MPa条件下进行,使用镍基催化剂反应为强吸热反应,需要外部供热,通常通过管式炉燃烧部分原料气或燃料气提供热量反应产物合成气的H/CO比约为3:1,适合用于合成氨和制氢工艺蒸汽转化工艺流程原料预处理天然气首先经过脱硫处理,去除对镍基催化剂有毒害作用的硫化物,通常将硫含量控制在
0.1ppm以下脱硫后的天然气与水蒸气、少量氢气混合,经换热器预热至约500℃预转化预热后的混合气体进入预转化器,在相对较低的温度约500℃下,高级烃首先被转化为甲烷,防止在主转化器中结碳这一步骤对于含重烃较多的原料气尤为重要主转化气体进入管式转化炉,在800-900℃和
1.5-3MPa条件下,通过填充有镍基催化剂的反应管进行转化反应反应管外侧燃烧器提供所需热量,反应熔炉温度可达1000℃以上余热回收高温合成气约900℃出炉后进行热量回收,通过余热锅炉产生高压蒸汽,然₂后经过高温变换、低温变换反应器调整H/CO比例,最后进入下游工序蒸汽转化反应器管式反应器催化剂温度控制蒸汽转化反应器通常采用管式结构,反应蒸汽转化催化剂主要为镍基催化剂,通常温度控制是反应器操作的关键反应管壁管材质为耐高温合金钢(如25Cr-20Ni)含有15-25%的NiO,担载在耐高温的温度通常控制在950-1050℃,而管内催化₂₃,直径约为100-150mm,长度约为10-Al O载体上为防止积碳,常添加剂床层温度为800-900℃温度过高会导₂13m反应管内填充镍基催化剂,外部由K O作为碱性助剂,还可添加MgO、CaO致反应管金属材料快速蠕变失效,而温度辐射室提供热量单个装置可包含数百根等提高稳定性催化剂一般寿命为3-5年,过低则会影响转化率并增加结碳风险现反应管,排列成阵列状失活主要原因是结碳、烧结和中毒代装置采用先进的分区控制和计算机模拟技术优化温度分布部分氧化法原理化学计量反应₄₂₂1CH+½O→CO+2H(△H=-36kJ/mol)副反应₄₂₂₂2CH+2O→CO+2H O(完全燃烧)₂₂₂CO+H O⇌CO+H(水煤气变换)工艺优势3不需要外部供热,无需催化剂,可处理各种碳氢原料工艺特点4₂操作温度高(1300-1500℃),反应迅速(毫秒级),H/CO比约为2部分氧化法是天然气与氧气在高温下不完全燃烧生成合成气的过程理论上,部分氧化反应为微放热反应,但考虑到反应后高温产物的显热,整个过程表现为放热反应温度高达1300-1500℃,需要采用耐火材料内衬的反应器与蒸汽转化法相比,部分氧化法可处理各种碳氢化合物,不受催化剂限制,反应速度快,操作弹性大但需要空分设备提供氧气,投资和运行成本较高,且产品气中含有少量积碳和烟灰,需要进行后处理部分氧化工艺流程气体预处理1原料天然气经过预处理后与氧气混合为保证安全,天然气和氧气通常在燃烧器头部才混合,防止回火原料气预热至约300-500℃,氧气预热至约150-部分氧化反应2200℃,以提高热效率混合气体进入反应器燃烧室,在高温无催化剂条件下(1300-1500℃)迅速反急冷降温应生成合成气反应器内衬耐火材料,反应时间极短,仅为数毫秒高温有3利于甲烷完全转化,同时抑制积碳高温合成气迅速冷却至约900℃,防止回反应和积碳冷却方式通常采用水淬或蒸汽发生器,利用高温合成气的热量产生高压蒸汽,提高能量利用效率废热回收与净化4冷却后的合成气进一步降温至40-50℃,同时回收热量然后进入洗涤塔,去₂除残留的碳黑和灰分,最后通过变换反应调整H/CO比例,满足下游工艺需求部分氧化反应器燃烧室反应区反应器上部为燃烧室,采用特殊中部为主反应区,为空心耐火砖设计的燃烧器将天然气和氧气混内衬的圆筒形空间,没有催化剂合并点燃燃烧器设计需确保气在这一区域,甲烷与氧气快速₂体充分混合和稳定燃烧,同时防反应生成CO和H,同时少部分₂₂止回火燃烧室温度高达1300-反应生成CO和H O反应区温1500℃,内壁采用高档耐火材料度梯度大,设计需考虑材料的热保护,如铬镁砖或锆砖膨胀和反应稳定性急冷区反应器下部为急冷区,通过喷入水或采用废热锅炉将高温合成气迅速冷却至约900℃急冷是防止合成气成分发生变化和避免积碳的关键步骤在水淬系统中,需精确控制水量,以避免过冷导致能量损失或水量不足导致冷却不完全自热重整法原理与特点工艺流程自热重整法结合了蒸汽转化和部分氧化的优点,在同一反应器中原料天然气首先脱硫,然后与氧气和水蒸气混合,预热至约同时进行吸热的蒸汽转化反应和放热的部分氧化反应,达到热量600℃后进入自热重整反应器反应器通常分为两个区域上部自给自足的目的关键反应包括为非催化的部分氧化区,温度约1200-1300℃;下部为催化区,₄₂₂填充镍基催化剂,温度约900-1000℃•部分氧化CH+½O→CO+2H₄₂₂高温反应产物迅速通过催化床层,完成蒸汽转化反应出口合成•蒸汽转化CH+H O→CO+3H₂₂₂气温度约950℃,经过废热锅炉回收热量后,进入变换和净化工•水煤气变换CO+H O⇌CO+H序,最终得到满足下游要求的合成气通过调节氧气、水蒸气和天然气的比例,可以控制反应热平衡和₂合成气的H/CO比例,具有工艺灵活、能耗低的优点二氧化碳重整法₂₄₂₂二氧化碳重整法,又称干法重整,是利用CO取代水蒸气与甲烷反应生成合成气的工艺CH+CO→2CO+2H(△H=247kJ/mol)此反应为强吸热反应,需要外部供热,温度通常在750-900℃,常用催化剂为镍基或贵金属催化剂₂₂该工艺最大特点是可利用CO作为原料,实现碳资源的有效利用,减少温室气体排放,具有良好的环境效益产物合成气的H/CO比约为1:1,特别适合合成含氧化合物(如醋酸)和长链烃类目前工业应用受限于催化剂结碳失活问题,研究重点是开发高稳定性催化剂和优化反应条件合成气净化除尘与冷却合成气首先需去除可能含有的催化剂粉尘、碳黑等固体颗粒,通常采用旋风分离器或电除尘器然后经过废热锅炉和换热器降温至30-40℃,同时回收热量产生蒸汽或预热原料气酸性气体脱除₂₂去除合成气中的CO、H S等酸性气体,常用工艺有化学吸收法(如胺法)和物理吸收法(如甲醇洗涤)对于要求严格的场合,可采用变压吸附或深冷分离进一步纯化调节₂比H/CO₂₂₂₂通过水煤气变换反应(CO+H O⇌CO+H)调节合成气的H/CO比例,以满足下游工艺要求高温变换(350-450℃)使用Fe-Cr催化剂,低温变换(200-250℃)使用Cu-Zn催化剂最终净化₂根据下游工艺要求,可能需要去除微量杂质如O、Hg、有机硫等通常采用加氢转化、活性炭吸附或专用吸附剂处理,确保合成气达到使用标准第四部分合成气制化学品费托合成羰基合成在铁基或钴基催化剂作用下,合利用CO与有机化合物进行羰基甲醇合成成气转化为各种链长的烷烃、烯化反应,生产醛、醇、酸等含氧烃和含氧化合物,可生产高品质化合物,如合成气制醋酸、丙醇氢气提取合成气在铜基催化剂作用下转化合成油品等为甲醇,是最重要的合成气转化路线,产物甲醇可作为燃料或继通过变换、分离技术从合成气中续转化为烯烃、芳烃等化学品提取氢气,用于氨合成、加氢精制等工艺过程2314合成气制甲醇反应原理1₂₃CO+2H⇌CH OH(△H=-
90.7kJ/mol)催化剂2₂₃Cu-ZnO-Al O三元催化剂,铜是活性中心反应条件3₂温度220-280℃,压力5-10MPa,H/CO比
2.0-
2.5影响因素4₂平衡限制,催化剂活性,温度控制,CO含量甲醇合成是合成气利用的最重要路线之一,也是C1化学的核心工艺反应为放热反应,符合勒夏特列原理,低温高压有利于甲醇生成现代工业主要采用低压法(5-10MPa),相比传统高压法(25-35MPa)能耗更低,安全性更高₂合成气中少量CO(约3-5%)有助于维持催化剂活性,但过高会降低甲醇产率由于反应为放热,需要有效控制温度,防止催化剂烧结单程转化率通常为15-25%,需要采用气体循环技术提高总转化率甲醇合成工艺流程合成气压缩经净化的合成气首先压缩至所需压力(5-10MPa),压缩过程通常分为多级进行,中间设有冷却器以降低温度压缩机采用离心式或往复式,需要配备油分离和干燥装置,确保合成气质量甲醇合成压缩后的合成气与循环气混合,预热至约220℃后进入甲醇合成反应器现代工业常用的反应器有管壳式(冷却水在管内,催化剂在壳侧)和绝热式(多床层间设有淬冷装置)两种反应温度控制在220-280℃,出口气体含有甲醇蒸气和未反应的合成气粗甲醇分离₂反应产物经冷却后,甲醇冷凝分离出来形成粗甲醇液体,未反应的气体经CO脱除后循环返回反应器入口粗甲醇中含有少量水、高级醇、醚、酮等副产物,需要进一步精制甲醇精馏粗甲醇通过多塔精馏系统进行纯化通常包括预精馏塔(脱轻组分)和精馏塔(脱重组分)轻组分主要是低沸点物质如二甲醚,重组分包括高级醇和水最终产品甲醇纯度可达
99.9%以上,满足各种化工级和燃料级需求甲醇用途甲醛烯烃(MTO/MTP醋酸二甲醚甲基叔丁基醚燃料直接利用)其他甲醇是现代化工产业的重要基础原料,应用领域广泛作为化工原料,甲醇主要用于生产甲醛(用于合成树脂和塑料)、醋酸(用于合成醋酸乙烯和PTA)及二甲醚(可作为LPG替代品和柴油添加剂)近年来,甲醇制烯烃(MTO)和甲醇制汽油(MTG)技术快速发展,为煤炭、天然气等资源向高值化学品转化提供了新途径同时,甲醇作为清洁燃料在船舶、汽车领域的应用也日益增长甲醇经济正在成为连接传统碳氢资源与现代化工产业的重要桥梁合成气制乙醇间接法直接法间接法是经由甲醇中间体合成乙醇,主要包括两条路线直接法是合成气在催化剂作用下一步生成乙醇,理论上更经济高效主要反应为
1.甲醇羰基化生成乙酸,再经加氢还原为乙醇₂₂₅₂2CO+4H→C H OH+HO
2.甲醇均相催化偶联生成乙醇关键挑战是提高C-C键形成的选择性,抑制甲烷和甲醇等副产物该法工艺成熟,选择性高,但需要多步反应,能耗较高目前工生成研究表明,铑基催化剂添加锰、铁等助剂可提高乙醇选择业应用较多的是乙酸加氢法,使用铜基、贵金属或铑基催化剂,₂性,但成本较高近年来,改性Mo C催化剂和双功能催化剂在在高压下(5-10MPa)进行加氢反应直接合成乙醇方面取得了突破,正向工业化方向发展合成气制烯烃费托合成裂解路甲醇制烯烃(合成气直接制烯烃-线)MTO研究阶段的新兴技术,先通过费托合成生产长通过合成气先制取甲醇目标是在一步反应中将链烃,再经蒸汽裂解或,再在分子筛催化剂作合成气转化为低碳烯烃催化裂解制取烯烃优用下转化为烯烃代表主要路线包括改性费点是技术成熟,工业应性工艺有UOP/Hydro托催化剂、氧化物-分用广泛;缺点是流程长的MTO工艺和中国开发子筛复合催化剂等这,能耗高,且烯烃选择的DMTO工艺,主要产一技术路线具有潜在的性受限这一路线适合物为乙烯和丙烯这一能耗和成本优势,但仍大规模合成油品生产,路线在中国已有多套工面临选择性和稳定性挑烯烃作为副产品回收业装置,技术较为成熟战费托合成原理基本反应反应机理费托合成(Fischer-Tropsch Synthesis,费托合成普遍认为遵循碳链增长机理(ASF₂FTS)是以CO和H为原料,在铁基或钴基机理)CO首先在催化剂表面解离生成碳原₂催化剂作用下生成链烃的过程基本化学计子,与H反应形成CHx物种;这些活性物量式为种通过C-C键偶联逐步增长碳链;最后经过₂₂₂₂加氢终止反应生成最终产物nCO+2n+1H→CnH n++nH O产物分布通常符合ASF分布律,碳数分布由同时伴随多种副反应,如烯烃生成、水煤气链增长因子α决定,α值越高,长链产物比例变换和醇类生成等产物分布复杂,包括直越大链烷烃、烯烃、醇、醛等多种化合物工艺条件温度铁基催化剂300-350℃,钴基催化剂200-240℃压力1-4MPa₂H/CO比铁基约
1.0-
1.5,钴基约
2.0-
2.3温度升高有利于提高转化率和短链产物选择性,但会增加甲烷生成;压力增加有利于长链烃生成费托合成工艺流程合成气净化调整费托合成对原料气纯度要求高,需严格脱除催化剂毒物如硫、氮和卤素化合物,通常将硫₂含量控制在
0.1ppm以下同时根据催化剂类型调整H/CO比(铁基约
1.0-
1.5,钴基约
2.0-
2.3)调整方法包括水煤气变换、PSA分离等费托合成反应净化调整后的合成气进入费托合成反应器,在催化剂作用下转化为烃类混合物主要反应器类型包括固定床、流化床、浆态床三种反应为强放热反应,温度控制至关重要反应条件为温度200-350℃,压力1-4MPa,转化过程中会产生大量反应热需及时移除产物分离反应产物经冷却分离为气态、液态和蜡状三部分气态产物主要是未反应合成气、轻烃和₂CO,经处理后循环使用;液态产物为汽油、柴油和轻蜡范围的烃类;蜡状产物为重质蜡,通常要进一步加工各组分分离通常采用闪蒸、精馏等技术产品精制分离后的产品需要进一步加工以满足商业要求轻质产物可通过异构化、加氢等工艺提高辛烷值;中间馏分经加氢改质成为高品质柴油;重蜡可通过氢裂解生产更多轻质产品,或进一步精制成高附加值特种蜡产品。
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