煤资源化学-费托合成课件.ppt

1、煤的费托合成制作人：目录1、费托合成的概念2、费托合成的历史3、费托合成的原理4、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。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

2、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。 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。南非沙索间接液化厂荷兰壳牌公司间接液化厂第三章 费

3、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。2.2.烯烃的生成烯烃的生成3.3.醇类的生成醇类的生成4.4.醛类的生成醛类的生成1.1.烷烃的生成烷烃的生成22nn2nCOHCnH 2nCOOnHHC1)H(2n nCO22nn2OnHHC1)H(2n nCO222nn2222nn2nCOHC)H1( 2nCOnOHnOHHCnn2122) 1(2HnCO2122) 1() 1() 12 (COnOHHCHnCOnnnOnH1)(2

4、n1)CO(n2122COHHCHnnOnH) 1() 12(2122COHHCHnCOnnn5.5.积炭反积炭反应应22COCCO2.2.烯烃的生成烯烃的生成1.1.烷烃的生成烷烃的生成22COCCO3.3.醇类的生成醇类的生成4.4.醛类的生成醛类的生成2.2.烯烃的生成烯烃的生成1.1.烷烃的生成烷烃的生成22COCCO5.5.积炭反积炭反应应3.3.醇类的生成醇类的生成4.4.醛类的生成醛类的生成2.2.烯烃的生成烯烃的生成1.1.烷烃的生成烷烃的生成22COCCO费托反应主要化学反应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

5、机理，含氧中间体缩聚机理，CO插入机理和双中间体机理。费托合成四种经典机理费托合成的催化剂 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。 费托合成催化剂的活性金属主要是第族过渡金属元素，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

6、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。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。 Sa

7、ol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。 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工艺流程壳牌公司SMDS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。 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。谢 谢！报告完毕！