Топливо из угля

Выход технически важных фракций при жидкофазном процессе ФТ

Процесс на стационарном катализаторе со съемом тепла в реакторе является самым старым способом синтеза Фишера — Тропша. По этому способу работали все заводы, созданные до конца II мировой войны, а также все модифицированные в послевоен­ное время промышленные установки в Западной Европе. Этот спо­соб использован также при разработке высокопроизводительного синтеза на железном катализаторе для завода в Сасолбурге (ЮАР). Это предприятие является до настоящего времени единственным, производящим наряду с моторным топливом и ценные химические продукты. Возможности варьирования состава продуктов в зависи­мости от природы катализатора и рабочих условий описаны в главе, посвященной синтезу Фишера — Тропша.

В табл. 67 представлен выход технически важных фракций при жидкофазном процессе по методу RheinpreuβenKoppers для трех различных вариантов синтеза, различающихся преимущественным интервалом выкипания продуктов (низкий, средний, высокий). Выход кислородсодержащих соединений незначителен.

Таблица 67. Выход продуктов при жидкофазном ФТ-синтезе

н— преимущественный интервал выкипания низкий, с —средний, в —высокий

Продукты

Выход, г на  1 м3 смеси СО + Н2

Доля от углеводоро­дов С3 и выше, %

н

с

в

н

с

в

Углеводороды

 

 

 

 

 

 

С,-С,

12

(3)

(1)

7,2

(1,7)

(0,5)

С34

30

12

4

18,1

6,8

2,2

С5 - 190 °С

113

70

13

68,1

40,0

7,1

когазин (190-310°С)

18

45

15

10,8

25,7

8,2

парафин

 

 

 

 

 

 

мягкий (310—450 °С)

4

32

60

2,4

18,3

33,0

твердый (> 450 °С)

1

16

90

0,6

9,2

49,5

итого углеводородов С3 и выше

166

175

182

100

100

100

Кислородсодержащие продукты

3

(2)

(1)

1,8

(1,1)

(0,5)

 Фракцию угле­водородов, ныне представляющую преимущественный интерес, тог­да сжигали вместе с другими компонентами остаточного газа, поэтому она анализом не охвачена. В табл. 68 приведен выход продуктов на установке проектной мощностью по первичным про­дуктам С3 и выше 1,5 млн. т в год. При непосредственной химиче­ской переработке части первичных продуктов, например за счет превращения когазина в поверхностно-активные вещества, удалось бы значительно повысить производственный потенциал такой уста­новки.

Чтобы судить о пригодности синтеза Фишера — Тропша для массового получения олефинов С2C4, приходится исходить пока из гипотетических предположений о потенциально возможных выходах данной фракции.

Таблица 68. Выработка продуктов на установке жндкофазного ФТ-сннтеза годовой мощностью 1,5 млн. т углеводородов С3 и выше с преимуществен­ным выпуском бензина

н — преимущественный предел выкипания низкий, с—средний, в—высокий 

Продукты

т/ч

тыс. т/год

н

с

в

н

с

в

Углеводороды

 

 

 

 

 

 

С,-С,

13,5

(3,4)

(1,1)

108

(27)

(9)

С34

33,9

13,5

4,5

271

108

36

С5 — 190 °С

127,6

79,0

14,7

1021

632

118

когазин (190—310 °С)

20,4

50,8

16,9

163

406

135

парафин мягкий (310-450 °С)

4,5

36,1

67,8

36

289

542

твердый (> 450 °С)

1,1

18,1

101,7

9

145

814

итого углеводородов С3 и выше

187,5

197,5

205,6

1500

1580

1645

Кислородсодержащие продукты

3,4

(2,2)

(1,1)

27

(18)

(9)


 Динамика и структура потребления оле­финов в Западной Европе

Рис. 198. Динамика и структура потребления оле­финов в Западной Европе:

1 — потребность  в  сырье (прямогонный бензин); 2—бута­диен; 3—пропилен; 4—этилен.

 

Приняв (доста­точно произвольно) возможный выход этилена и пропилена 50%, получаем не­обходимый расход каменного угля 4,2 т на 1 т полезно используемых первичных ФТ-продуктов или 8,4 т угля на 1 т оле­финов С2—С3. Прогнозы, составленные еще до энергетического кризиса [11], показывали, что в Западной Европе в 1975 г. должно быть истрачено около 18,4 млн. т важнейших олефинов и бутадиена, 11,3 млн. т этилена, 5,9 млн. т пропилена и 1,2 млн. т бутадиена (рис. 198).

Несмотря на возможное замедление роста их выпуска, в даль­нейшем можно с большой вероятностью рассчитывать на подобные масштабы потребления. Принимая суммарный выход этих продук­тов при пиролизе прямогонного бензина в трубчатых печах равным 42%, можно оценить расход сырья в 44 млн. т. При указанных вы­ше удельных расходах каменного угля использование синтеза Фи­шера — Тропша для получения тех же продуктов потребовало бы 150 млн. т каменного угля. В случае принятого 50%-ного выхода низших олефинов, вообще говоря, получались бы другие углеводо­роды и кислородсодержащие соединения, рациональность химиче­ской переработки которых в таких количествах была бы проблема­тичной. Повышение селективности по фракции С2—С4 и, следова­тельно, сдвиг выхода продуктов в соответствии с потребностями современной нефтехимии, является важнейшим требованием к про­цессу, а для дальнейшего потребления угля имеет исключительное значение.

Если предполагаемую ориентацию синтеза Фишера — Тропша на непосредственное получение низших олефинов осуществить не удастся, придется подвергать первичные ФТ-продукты пиролизу в обычных трубчатых печах, для чего необходимо предварительно гидрировать олефины, содержащиеся в продуктах, и удельный рас­ход угля возрастает с 8,4 до, по крайней мере, 12 т на 1 т олефинов С23.