費(fèi)托合成-影響費(fèi)托合成反應(yīng)的因素(煤制油技術(shù)課件)_第1頁
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影響費(fèi)托合成反應(yīng)的因素目錄催化劑的影響01反應(yīng)器的影響02原料氣中H2/CO比的影響03反應(yīng)溫度的影響04操作壓力的影響05空速的影響06工藝參數(shù)的影響07影響費(fèi)托合成反應(yīng)的因素影響費(fèi)托合成反應(yīng)的因素很多,包括催化劑種類、反應(yīng)器類型、原料氣H2/CO比、反應(yīng)溫度、操作壓力、空速和操作時(shí)間等。催化劑的影響01費(fèi)托合成生產(chǎn)工藝應(yīng)用的催化劑主要為鐵基和鈷基催化劑。鐵基催化劑不但能催化合成烴類反應(yīng),還能催化水煤氣變換反應(yīng),因而對H2/CO比要求不高。在合成烴類的催化性能方面,由于鐵基催化劑的加氫活性不如鈷基催化劑,其催化產(chǎn)物中烯烴含量相對較高,CH4和長鏈烴產(chǎn)率較低。反應(yīng)器的影響02目前,開發(fā)應(yīng)用的費(fèi)托合成反應(yīng)器主要有固定床反應(yīng)器、循環(huán)流化床反應(yīng)器、固定流化床反應(yīng)器和漿態(tài)床反應(yīng)器四種。固定床反應(yīng)器由于反應(yīng)溫度較低及其他原因,重質(zhì)油和石蠟產(chǎn)率高、CH4和烯烴產(chǎn)率低;流化床反應(yīng)器則是重質(zhì)油和石蠟產(chǎn)率低、CH4和烯烴產(chǎn)率高;漿態(tài)床反應(yīng)器則是中間餾分的產(chǎn)率最高。原料氣中H2/CO比的影響03由于不同催化劑的催化機(jī)理不同,因此費(fèi)托合成反應(yīng)對H2/CO的比要求也不同。對生成烴類和水的反應(yīng),H2/CO的化學(xué)計(jì)量比為2:1,而對生成烴類和CO2的反應(yīng),這一比例為1:2。對同一催化劑,H2/CO比增加,石蠟產(chǎn)率下降,CH4產(chǎn)率增加。反應(yīng)溫度的影響04反應(yīng)溫度不僅影響反應(yīng)速率,還會(huì)影響產(chǎn)物分布,是費(fèi)托合成最重要的工藝操作參數(shù)之一。隨著反應(yīng)溫度升高,CO轉(zhuǎn)化率增加,氣態(tài)烴產(chǎn)率增加,液態(tài)烴和石蠟產(chǎn)率下降。操作壓力的影響05鈷催化劑在常壓時(shí)就有足夠活性,當(dāng)表壓介于0.1~0.5MPa時(shí),其活性和壽命都比常壓時(shí)高;但當(dāng)壓力超過1.5MPa時(shí),由于產(chǎn)物脫附嚴(yán)重受阻,導(dǎo)致烴類產(chǎn)物產(chǎn)率開始下降。同時(shí),壓力增加,氣相產(chǎn)物產(chǎn)率下降,碳原子數(shù)超過C18的重質(zhì)烴明顯增加,且烯烴對烷烴的比例下降。沉淀鐵和熔鐵催化劑在常壓下幾乎沒有活性,當(dāng)表壓達(dá)到0.1MPa后開始顯示活性;壓力繼續(xù)增加,H2和CO轉(zhuǎn)化率成比例增加。費(fèi)托合成反應(yīng)為體積縮小反應(yīng),因而增加操作壓力有助于合成氣向烴類轉(zhuǎn)化。空速的影響06空速增大,裝置的生產(chǎn)能力或處理量也會(huì)增加,但同時(shí)會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)化率下降,所以必須通過優(yōu)化合理地選擇空速和轉(zhuǎn)化率。使用鐵基催化劑,空速在一定范圍內(nèi)增加,轉(zhuǎn)化率和烴類總產(chǎn)率下降不明顯;使用鈷基催化劑,空速增加,烴類產(chǎn)率明顯下降,同時(shí)固體石蠟減少、液態(tài)烴比例增加。工藝參數(shù)的影響07增加反應(yīng)溫度、增加H2/CO比、降低鐵催化劑的堿性、增加空速和降低壓力有利于降低產(chǎn)品中的碳原子數(shù),即縮短碳鏈長度,反之則有利于增加碳鏈長度。增加反應(yīng)溫度和提高H2/CO比,有利于增加支鏈烴或異構(gòu)烴,反之有利于減少支鏈烴或異構(gòu)烴。降低合成氣中H2/CO比、提高空速、降低合成轉(zhuǎn)化率和提高鐵催化劑的堿性有利于增加烯烴含量,反之不利于烯烴生成。降低反應(yīng)溫度、

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