Значительное повышение производительности агрегатов синтеза Фишера — Тропша, осуществленное за относительно короткий для промышленной практики период (≈20 лет), стало возможным в результате усовершенствования технологии и разработки более производительных катализаторов.
Увеличение производительности кобальтовых катализаторов по первичным ФТ-продуктам (С2 и выше) от 33 до 65 кг на 1 л катализатора за время пробега, достигнутое при переходе от атмосферного к среднему давлению и использовании принципа циркуляции газа, было заметно, но оно было значительно превышено дальнейшим повышением производительности при использовании железных катализаторов. Табл. 31 наглядно иллюстрирует прирост производительности железных катализаторов, полученных осаждением или спеканием. Этот прирост следует объяснить прежде всего увеличением времени эксплуатации и нагрузки на катализатор.
Таблица 31. Сравнение производительности различных катализаторов для газофазного ФТ-сннтеза в стационарном слое (1935—1957 гг.)
Катализатор | Нагрузка по свежему газу, ч-1 | Продолжительность работы, месяцы | Производительность катализатора по продуктам >С2 | Давление и способ работы | |||
тип | способ приготовления | кг/л (за пробег) | кг/(м3-ч) | ||||
Со | Осаждение | 100 | 5 | 33 | 9,2 | Атмосферное | |
Со | То же | 100 | 6 | 50 | 11,6 | То же | |
Со | > | 100 | 7 | 65 | 13,0 | Среднее, с рециркуляцией | |
Fe | » | 100 | 30 | 310 | 14,4 | Атмосферное, с рециркуляцией Среднее, с рециркуляцией | |
Fe | » | 500 | 12 | 610 | 70,6 | Среднее, с рециркуляцией | |
Fe | » | 500 | 24* | 1300 | 75,2 | Среднее, с рециркуляцией и экстракцией | |
Fe | Спекание | 700 | 12* | 800 | 92,6 | Среднее, с рециркуляцией | |
Fe | То же | 700 | 24* | 1700 | 98,4 | Среднее, с рециркуляцией н экстракцией |
* Дано время эксплуатации; вероятно, работа катализатора может быть более продолжительной.
Применение таких катализаторов обеспечивало выработку до 1700 кг первичного продукта на 1 л катализатора за время пробега. Удельная производительность катализатора за период от начала разработок синтеза Фишера — Тропша до их окончания (примерно в январе 1957 г.) была увеличена в 50 раз. Затем наступила пауза, когда из-за доминирования нефтепродуктов синтез Фишера — Тропша использовали в дальнейшем только в Южной Африке. Однако в этот период были достигнуты успехи в других областях технологии газофазных реакций, а также в разработке состава катализаторов и способов их приготовления. Поэтому многие трудности, ожидаемые при сооружении и эксплуатации более крупных устройств, можно сейчас считать преодолимыми.
Исследования спеченных железных катализаторов были начаты в конечный период разработки осажденных катализаторов. Однако даже результаты незавершенных работ показали перспективность использования спеченных катализаторов для целенаправленного сужения набора первичных продуктов ФТ-синтеза, а также для повышения производительности (выход продуктов с единицы объема катализатора в единицу времени). Есть основания считать, что, располагая имеющимся в настоящее время оборудованием, можно еще больше повысить производительность синтеза Фишера — Тропша и изменить состав образующихся продуктов в желаемую сторону.