Этот способ начали разрабатывать примерно 40 лет назад с целью найти новые решения, которые смогли бы заменить единственный применяемый на промышленных установках Фишера — Тропша принцип, когда реакцию проводили в трубчатых аппаратах на стационарных катализаторах, а выделяющееся тепло отводили за счет испарения охлаждающей жидкости, протекающей по межтрубному пространству.
Опыты в промышленном масштабе выявили, однако, значительные трудности из-за перегревов катализатора, повышенного выделения углерода и большого образования метана; в свое время эти трудности удалось преодолеть только частично. Далее оказалось, что такая работа невыгодна в сравнении С другими способами, так как требует значительно более высокого расхода энергии и повышенных затрат. Поэтому в конце II мировой войны разработку способа Michael решнлн прекратить.
Основной идеей способа являлось поглощение выделяющегося при реакции тепла за счет циркуляции большого количества горячего газа, который должен был очень немного нагреваться в реакторе — всего на 10 °С. Избыточное тепло планировали отводить с помощью находящейся вне реактора системы охлаждения, а газ горячей циркуляции при этом снова охлаждать до желаемой температуры синтеза. Для более надежного регулирования температуры была предусмотрена Циркуляция холодного газа, в качестве которого применяли остаточный газ, охлажденный и отделенный от жидких продуктов. Его добавляли вместе с исходным газом к газу горячей циркуляции.
На 1 объем исходного газа (водяной газ, полученный из кокса) вводили в циркуляцию 3 объема холодного газа и 100 объемов горячего. Нагрузка по исходному газу достигала 270 м3 на 1 м3 катализатора.
Реактор представлял собой горизонтальную шахтную печь без каких-либо внутренних вставок. Объем катализатора в нем составлял 3,8 м3. Реактор был рассчитан на температуру 320—330 °С и давление 2 МПа. Синтез вели на спеченном железном катализаторе, который содержал ,в качестве активатора 1% (масс.) буры.
Реактор выводили на заданную температуру синтеза (320—330°С) путем циркуляции горячего газа через электроподогреватели при ≈ 2 МПа. Непосред-ственно после этого к циркулирующему газу добавляли холодный газ и исходный синтез-газ и подавали смесь в реактор. После прохождения сверху вниз через горизонтальные слон катализатора реакционную смесь разделяли на поток горячего газа (он отдавал свое избыточное тепло горячей воде для производства водяного пара и прн этом снова охлаждался до первоначальной температуры) и на поток остального газа (его охлаждали во многих ступенях для получения жидких и обычных газообразных углеводородов и для отделения реакционной воды). Часть холодного газового потока с примерно комнатной температурой отводили и направляли совместно с исходным газом в реактор. Расположение реактора и важнейших соседних с ним агрегатов ясно из рис. 131 (стр. 315).
Степень превращения смеси СО + Н2 достигала 80°/о, а суммарный выход углеводородов составлял ≈ 160 г на 1 м3 поданной смеси СО + Н2.
Получаемые в полузаводском масштабе продукты распределялись по числу атомов С или соответственно по пределам выкипания следующим образом:
Фракция | Содержание, % (масс.) | Доля олефинов, % (масс.) |
С1-С2 | 25,5 | _ |
С3-С4 | 18,0 | 77 |
30-200 °С | 39,0 | 70 |
200-320 °С | 11,0 | 50 |
> 320 °С | 1,0 | _ |
Водорастворимые кислородсодержащие соединения | 5,5 | _ |