Синтез Фишера—Тропша

Синтез в жидкой фазе

Для синтеза Фишера — Тропша в жидкой фазе пригодны барбо-тажные колонные реакторы (рис. 139), в которых превращение га­за протекает на измельченном железном катализаторе, суспенди­рованном в жидкости. Сиитез-газ проходит через суспензию маленькими

Агрегат для синтеза Фишера — Тропша в жидкой фазе

Рис. 139. Агрегат для синтеза Фишера — Тропша в жидкой фазе [171]:

/—сборник водяного пара; 2—трубчатый холодильник; 3—регулятор уровня; 4 — барботажный колонный реактор; 5—газораспределительная решетка.

 

пузырьками. Продукты синте­за, неконденсирующиеся в условиях про­цесса, выносятся с непревращенным га­зом, благодаря чему жидкие продукты отделяются от твердых частиц. Выделяю­щееся тепло отводят за счет испарения воды в трубах, образующих вместе с паросборником паровой котел. Температуру регулируют, изменяя давление на­сыщенного водяного пара.

Такой вариант процесса специально для же­лезных катализаторов начали разрабатывать в 1938 г. как замену методу со стационарным слоем кобальтового катализатора. Основа­нием для этого послужили следующие недостат­ки процесса в стационарном слое:

  1. недостаточный отвод тепла, обусловленный малой линейной скоростью синтез-газа (≈8 см/с) из-за низкой теплопроводности слоя катализа­тора;

  2. неравномерная газовая  нагрузка на катализатор из-за проскока газа  в зонах с меньшим сопротивлением;

  3. невозможность переработки газов с высоким содержанием  оксида углерода из-за опасения отложений углерода в реакторе;                                                                           ,
  4. ограниченная   гибкость   в   изменении   состава   образующихся   продуктов;
  5. очень небольшая производительность реактора (2,5 т углеводородов > С3 с 1  м3 реакционного объема в год), необходимость применения холодильников со слишком большой поверхностью (3600 м2) и весьма затрудненная загрузка и выгрузка катализатора, чувствительного к воздуху.

Предполагалось, что эти недостатки можно будет устранить путем проведе­ния синтеза в жидкой фазе. Первые опыты в этой области провели уже в 1930 г., но потом их не продолжали [172, 173]. В 1939—1942 гг. опыты с железными катализаторами были продолжены, но во время II мировой войны эти работы прервали (Ruhrchemie) [174]. Во время войны (BASF) и после войны (Bureau of Mines, Fuel Research Station) тоже разрабатывались варианты синтеза в жидкой фазе.

С 1938 г. начали проводить работы по синтезу в жидкой фазе на железных катализаторах, а в 1953 г. эти работы завершили пуском демонстрационной установки, производящей 11,5 т углеводородов в сутки [17, 175—177]. В 1955 г. по заказу правительства Индии была спроектирована установка производитель­ностью 250 тыс. т углеводородов в год (фирма Koppers), но к строительству установки не приступили из-за изменения ситуации в отношении угля и нефти.