Синтез Фишера—Тропша

Сравнение различных катализаторов

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.