| 单词 | 浆态床FT合成技术 |
| 释义 | 【浆态床FT合成技术】 拼译：slurry phase fischer-tropsch synthesis technology 合成气(CO+H2)以气泡形式向上通过含有粉状催化剂的液相惰性介质进行FT合成反应的技术。与传统的气固相FT合成技术相比，它的反应器结构简单，不仅能较好地解决反应热的移除和温度控制，而且能令人满意地加工高效、低成本的第2代煤气化炉产生的低H2／CO比合成气，以降低煤制合成液体燃料的生产成本。 1938年德国的Kolbel和Ackermann首先开始了浆态床FT合成的实验室工作，1944年因第二次世界大战而中断，1951年恢复实验室工作。1953年～1954年，在柏林工业大学Kolbel、莱茵普鲁士公司和柯柏斯公司的合作下，建成了日产11．5t合成油的示范厂并投入运转。1955年，印度曾有建立年产2．5×105t合成油的浆态床FT合成燃料工厂的计划，只是由于当时的能源结构从煤转向石油，浆态床FT合成技术未能工业化。组成为54%～56%CO、36%～38%H2的合成气脱硫至1～2mg／m3后，通过热交换器被来自反应器的尾气预热，然后进入反应器的底部，经过喷咀直径为2～3mm的气体分布板均匀地上升，分布于悬浮有粉状催化剂(＜30μm)的油相中进行反应。催化剂的典型组成按重量计为100份Fe，0．1～0．3份Cu，0．05～0．3份K2O。浆液中催化剂浓度以金属铁计为10%～15%(重量)。合成反应器系钢制容器，直径1．55m，高8．6m。反应器内有热交换器，全部热交换面积不到115m2，藉以吸收反应热并产生3．0MPa的蒸汽。反应温度通过调节汽包的饱和蒸汽压力加以控制。浆液料面由催化剂循环系统稳定在8m高左右。正常反应条件为230～280℃，1．0～1．5MPa，温度梯度从未超过±1℃。70年代石油危机前，美国、英国、日本和印度的研究结果均未重复Kolbel的试验结果。石油危机后浆态床Fт合成技术重新引起人们的重视。由于传统的FT合成反应的选择性差，为了提高产品中汽油馏份的产率，Mobil公司在甲醇制汽油(MTG)工作的基础上，于1980～1985年开发了浆态床－固定床ZSM－5两段法工艺。其实质是ZSM－5分子筛催化剂对FT合成产物进行精制和改质提高合成燃料的收率和质量，进而取消烷基化、烯烃齐聚和加氢裂解等复杂的下游加工工序。其催化剂寿命或总烃产率均与Kolbel结果相近。1986～1990年，中科院山西煤炭化学研究所应用自己开发的无载体沉淀铁催化剂，成功地完成了浆态床－固定床两段法合成液体燃料模试的长期运转。模试连续运转证明，浆态床FT合成可以直接使用第2代气化炉生产的低H2／CO比的合成气为原料气。浆态反应器内温度分布均匀、工艺流程合理、设备操作可靠，为浆态床FT合成技术的进一步放大提供了依据。在浆态床FT合成工业化方面，南非Sasol公司在其模试研究的基础上，目前正着手将直径1m的固定流化床用的示范装置改造为浆态床FT合成示范装置。美国能源部在得克萨斯州的Laporte建有直径0．57m的中间试验装置，并于1992年8月在该装置上进行19d的浆态床FT合成中试。试验需363kg催化剂，日产0．7t液体燃料产品。该项试验将提供基本数据供研究人员分析、评价浆态床FT合成的进展，验证实验室结果放大的可能性，为建设工业示范装置提供了坚实的技术基础。今后美国能．源部的浆态床FT合成技术的开发包括3个主要内容：浆态相FT合成催化剂开发；催化剂－蜡分离工艺的开发和浆态反应器的工程放大技术和化工基础研究。随着浆态相FT合成研究的深入，一些新的工艺设想、新技术、新概念也已陆续出现。例如，针对低H2／CO比合成气转化率高时反应尾气中CO2体积分率高达40%以上，从而抑制FT合成反应速率的问题，提出了级间CO2洗涤的两级浆态床FT合成技术，使合成气总转化率从90．5%提高到98．8%；空时收率从245提高到267。超细催化剂在浆态床FT合成中的应用，使钾改性的Fe-Cu-K催化剂的空时收率达5kg／(kg·Cat·h)，较通常的催化剂性能提高10倍左右。至于超临界相原理在浆态床FT合成的应用，不仅提高了合成气在液相中的扩散速度，而且由于超临界相的原位萃取作用，使合成蜡与催化剂分离有可能容易地解决。上述研究方向将会在90年代获得进展，预计浆态床FT合成技术的工业化将为期不远。【参考文献】：1 Kolber H，Ralek M．Catal Rev Sci Eng．1980，21(2)：2252 Sanders E，Deckwer W D．Can J Chem．Eng，1987，65(1)：1193 赵玉龙．煤炭综合利用(译丛)，1991，14(1)：114 郭广庆，赵玉龙．天然气化工，1991，16(6)：405 Yokoto K，Hanakata Y Fuel，1991，70(8)：989(中国科学院赵玉龙撰) |
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