Синтез Фишера—Тропша

Оценка синтеза в газовой фазе

 Высокопроизводительный синтез ARGE давал возможность в более широких пределах [167] варьировать состав ФТ-продуктов (рис. 137). Так как этот синтез, реализованный фирмой Sasol, был направлен прежде всего на выработку углеводородов с длинной цепью, то возможность регулирования состава первичного продук­та не была проверена. Однако возможность переработки первично­го продукта, образующегося в этом процессе при обычной работе в режиме получения угле­водородов с длинной це­пью, была исследована [167] (рис. 138). Полу­заводские опыты показа­ли, что в условиях высо­копроизводительного син­теза с разными катализа-

Зависимость состава первичного продукта от усло­вий ФТ-синтеза

Рис. 137. Зависимость состава первичного продукта от усло­вий ФТ-синтеза.

торами и синтез-газом разного состава  можно без затруднений значительно ограничить набор синтезируемых продуктов по числу атомов С и повысить содержание в них олефинов в сопоставлении с обычным синтезом, а продолжительность работы катализатора может составить, по крайней мере, 6 месяцев (табл. 34).

При исследовании катализаторов удалось направить ФТ-синтез на селективное образование олефинов с короткой цепью, причем продукты содержали до 90% (масс.) углеводородов С2—С4 с вы­соким содержанием олефинов. Исследования не были завершены, однако полученные результаты четко показали, что ни в коем слу­чае нельзя исключать возможность применимости синтеза в газо­вой фазе на стационарных катализаторах к новым задачам.

Для повышения срока службы катализатора в полузаводском масштабе был опробован так называемый экстрактивный метод работы [169]. Обычно производительность стационарных катали­заторов после 9—12 месяцев эксплуатации заметно снижалась — уменьшалась степень превращения реагентов несмотря на повыше­ние температуры синтеза. Причиной этого является отложение в порах катализатора полимероподобных соединений. Путем «экст­ракции» катализатора углеводородными фракциями, получаемыми при ФТ-синтезе, удавалось удалять эти высокомолекулярные за­грязнения, не прерывая процесс. С помощью многократной «экст­ракции» можно было эффективно регенерировать катализатор. На­пример, если после годовой  эксплуатации   ФТ-процесс   вели   при

Важнейшие направления переработки продуктов ФТ-сннтеза

Рис. 138. Важнейшие направления переработки продуктов ФТ-сннтеза:

1 — автомобильный бензин; 2 — сжиженный газ; 3—дизельное топливо; 4—авиационный бензин;

5—смазочное масло; 6—мягкий парафин; 7—твердый парафин; 8—спирты C1 — C4, 9 - спирты

С5-С10;  10алкилсульфонаты; 11 — бензин для химической переработки;   IVIIIразные режимы процесса.

 

Таблица 34. Состав первичных продуктов ФТ-синтеза на стационарном слое катализатора в газовой фазе (усредненные данные после 6 месяцев испытания) [168]

Варианты I  и   II — газ,  обогащенный  водородом  (Н2 : СО = 1,7 : I),   но разные катализаторы; вариант III — газ, обедненный водородом (Н2 : СО = 0,7 : 1)

 

Фракция

Вариант I

Вариант II

Вариант III

С3—С4

10,6 (≈50)

23,0 (68-70)

23,0 (80)

С3—С10

25,6 (62)

35,3 (72)

47,8 (72)

180-290 °С

17,0 (55)

12,2 (55)

15,0 (50)

290-320 °С

4,5

2,9

3,1

320—460 °С

18,7

10,1

5,6

> 460° С

19,1

6,0

1,9

Спирты,      растворимые в воде

4,5

10,5

3,6

Примечание.   В скобках указано содержание олефинов во фракции (в %).

конечной температуре 255—260 °С, то в результате регенерации катализатора удавалось снизить начальную температуру синтеза почти на 30 °С при постоянном и высоком превращении реагентов. Применение «экстрактивного метода» позволило обеспечить двух­летнюю непрерывную работу катализатора, что положительно ска­залось на его производительности.

Если возможность повышения селективности и срока службы катализаторов найдена, то остается еще много вопросов, связан­ных с проблемой масштабирования реакторов ФТ-синтеза. Приме­нение на установке фирмы Sasol трубчатых реакторов позволило (по предварительным данным) достичь суточной выработки пер­вичных продуктов >С2 до 1200 кг на м3 катализатора*. Некото­рые предложения для повышения производительности реактора изложены на стр. 310; при их осуществлении можно повысить про­изводительность катализатора до 2000 кг первичного продукта (С2 и выше) на 1 м3 катализатора в сутки и увеличить мощность реак­тора до 75 000 т первичного продукта в год. Предполагается, что при этом не потребуется существенно изменять технологию, осо­бенно нагрузку по исходному газу и соотношение исходного и рециркулирующего газов. В какой мере эти предположения справед­ливы, должна показать дальнейшая разработка.