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費(fèi)托合成小綜述 已有14人參與
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整理的一些有關(guān)費(fèi)托的知識，希望對大家有幫助！這是例舉的一部分，文件里東西更全！ F-T合成的基本原料為合成氣，即CO和H2。F-T合成工藝中合成氣來源主要有煤、天然氣和生物質(zhì)。以煤為原料，通過加入氣化劑，在高溫條件下將煤在氣化爐中氣化，然后制成合成氣（H2+CO），接著通過催化劑作用將合成氣轉(zhuǎn)化成烴類燃料、醇類燃料和化學(xué)品的過程便是煤的間接液化技術(shù)。煤間接液化工藝主要有：Fischer-Tropsch 工藝和莫比爾（Mobil）工藝。 典型的Fischer-Tropsch工藝指將由煤氣化后得到的粗合成氣經(jīng)脫硫、脫氧凈化后，根據(jù)使用的F-T合成反應(yīng)器，調(diào)整合成氣的H2/CO比，在反應(yīng)器中通過合成氣與固體催化劑作用合成出混合烴類和含氧化合物，最后將得到的合成品經(jīng)過產(chǎn)品的精制改制加工成汽油、柴油、航空煤油、石蠟等成品。F-T合成早已實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，早在二戰(zhàn)期間，德國的初產(chǎn)品生產(chǎn)能力已到達(dá)每年66萬噸[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 )。二戰(zhàn)之后，由于石油的迅述興起，間接液化技術(shù)一度處于停滯狀態(tài)。期間，南非由于種族隔離制度而被“禁油”，不得不大力發(fā)展煤間接液化技術(shù)。但是隨著70年代石油危機(jī)的出現(xiàn)，間接液化技術(shù)再次受到強(qiáng)烈關(guān)注。同時(shí)，由間接液化出來的合成液體燃料相比由原油得到的燃料產(chǎn)品具有更低的硫含量及芳烴化合物[1]，更加環(huán)保。80年代后，國際上，一些大的石油公司開始投資研發(fā)GTL相關(guān)技術(shù)和工藝[1]。目前南非建有3座間接液化廠。馬來西亞(Shell公司)和新西蘭(Mobil公司)各建有一座天然氣基間接液化廠。(Mark E. Dry. Catalysis Today. The Fischer–Tropsch process: 1950–2000. 71 (2002) 227–241.) 我國是煤炭大國，煤種齊全，然而石油資源貧乏，十分依賴進(jìn)口。發(fā)展煤間接液化技術(shù)不僅可以緩解石油進(jìn)口壓力，同時(shí)也是對在我國實(shí)施潔凈煤技術(shù)的有力推動。在國內(nèi)，潞安、伊泰和神華等煤炭企業(yè)也在實(shí)施基于鐵基漿態(tài)床合成油技術(shù)的10萬噸級規(guī)模工業(yè)示范，中石化和潞安也完成了基于鈷基固定床合成油技術(shù)的干噸級工業(yè)側(cè)線試驗(yàn)【3】。（孫予罕, 陳建剛, 王俊剛, 賈麗濤, 侯博, 李德寶, 張娟. 催化學(xué)報(bào). 費(fèi)托合成鈷基催化劑的研究進(jìn)展. 2010,31:8.） 當(dāng)前F-T合成工藝分兩類【2】：高溫費(fèi)托合成和低溫費(fèi)托合成。南非索薩（Sasol）公司的高溫費(fèi)托合成工藝使用Fe基催化劑，溫度在300-350℃之間，主要生產(chǎn)汽油和直鏈低分子量烯烴。低溫費(fèi)托合成使用Fe基或Co基催化劑，溫度在200-240℃之間，主要生產(chǎn)高分子量直鏈?zhǔn)灍N。 F-T合成涉及的主要反應(yīng)： (1) 烴類生成反應(yīng) CO + 2nH2 → [－CH2－]n + nH2O (2) 水氣變換反應(yīng) CO + H2O → H2 + CO2 [4] 賀永德主編. 現(xiàn)代煤化工技術(shù)手冊（M）. 北京:化學(xué)工業(yè)出版社. 2011 副反應(yīng)主要有： （1）甲烷生成反應(yīng)：CO + 3H2 → CH4 + H2O 2CO + 2H2 → CH4 + CO2 CO2 + 4H2 → CH4 + 2H2O （2）醇類生成反應(yīng)： n CO + 2nH2 → CnH2n+1OH +（n-1）H2O （2n-1）CO + 2nH2 → CnH2n+1OH +（n-1）H2O 3nCO + （n+1）H2 O→ CnH2n+1OH +2nCO2 （3）醛類生成反應(yīng)：（n +1）CO + （2n+1）H2 → CnH2n+1CHO +nH2O （n+1）CO + （n+1）H2 → CnH2n+1CHO +nCO2 （4）生成碳的反應(yīng)：2CO → C + CO2 CO + H2 → C + H2O [5]（高普生, 張德祥. 煤液化技術(shù). 化學(xué)工業(yè)出版社. 2004） 催化劑的反應(yīng)有： （1）催化劑的氧化-還原反應(yīng)（M為催化劑金屬成分） yH2O + xM → MxOy + yH2 yCO2 + xM → MxOy + yCO （2）催化劑本體碳化物生成反應(yīng) yC +xM → MxCy[4] 雖然原料只有CO和H2，但是F-T合成反應(yīng)產(chǎn)物卻比較復(fù)雜，產(chǎn)品碳數(shù)分布寬。且在不同條件下，產(chǎn)物不同，所以F-T合成的機(jī)理很復(fù)雜。目前，由于不同研究者的側(cè)重點(diǎn)不同，對F-T合成機(jī)理的認(rèn)識必然存在爭論和不同點(diǎn)。普遍認(rèn)同的觀點(diǎn)是：CO在催化劑的表面活性中心上的解離是F-T合成最基本的重要步驟。弄清楚合成反應(yīng)機(jī)理有助于解決反應(yīng)的起始，鏈增長以及產(chǎn)物分布和動力學(xué)研究問題。[4][ Last edited by wenai3 on 2012-4-16 at 10:40 ] |
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2012-04-15 22:02:07, 459.07 K
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2樓2012-04-16 00:19:03
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