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別把費(fèi)托合成技術(shù)看簡(jiǎn)單了

 奔跑在成長(zhǎng)路上 2020-08-05

本文作者:孫啟文 吳建民 張宗森

由于費(fèi)托合成技術(shù)多用于國(guó)內(nèi)現(xiàn)已建或在建的煤間接液化項(xiàng)目,,因此人們形成了這樣的認(rèn)知,,那就是費(fèi)托合成技術(shù)的產(chǎn)物只能是單一的油品。

事實(shí)上,,費(fèi)托合成技術(shù)是當(dāng)前碳一化工發(fā)展的重要方向,,通過(guò)與不同工藝耦合可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的多樣化,可以實(shí)現(xiàn)高碳資源低碳化,、過(guò)程效率最優(yōu)化和經(jīng)濟(jì)效益最大化,,是我國(guó)發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)、實(shí)現(xiàn)石油替代的有效途,。

跟隨石化產(chǎn)業(yè)觀察(微信號(hào):SHCYGC)一起來(lái)看看吧,。

費(fèi)托合成技術(shù)是以合成氣(一氧化碳和氫氣)為原料,在適宜的催化劑和反應(yīng)條件下,,產(chǎn)物由烴類(lèi),、含氧有機(jī)化合物和水組成的合成過(guò)程。其按反應(yīng)溫度可分為低溫費(fèi)托合成技術(shù)和高溫費(fèi)托合成技術(shù),。通常將反應(yīng)溫度低于280攝氏度的稱(chēng)為低溫費(fèi)托合成技術(shù),;高于300攝氏度的稱(chēng)為高溫費(fèi)托合成工藝。


低溫

費(fèi)托合成

低溫費(fèi)托合成主要產(chǎn)物為石蠟、高溫冷凝物(重質(zhì)油),、低溫冷凝物(輕質(zhì)油),、含氧化合物、反應(yīng)水及氣相產(chǎn)物,。其中,,石蠟的碳數(shù)分布主要集中在碳二十到碳五十四,最高可達(dá)碳九十五以上,,烷烴含量90%~95%,;低溫冷凝物碳數(shù)分布主要集中在碳五到碳十九,烷烴含量40%~50%,,烯烴含量30%~33%,;高溫冷凝物碳數(shù)分布主要集中在碳十六到碳三十三,烷烴含量80%~87%,。低溫費(fèi)托合成產(chǎn)物中90%~95%以上為直鏈烷烴,,支鏈、環(huán)鏈烴及烯烴含量少,,絕大部分為正構(gòu)烷烴,,產(chǎn)物餾分更重,碳六十以上組分含量大于12%,,是生產(chǎn)110攝氏度,、115攝氏度等高熔點(diǎn)費(fèi)托蠟的優(yōu)質(zhì)原料。

根據(jù)低溫費(fèi)托合成產(chǎn)物的特點(diǎn),,可設(shè)計(jì)以下相關(guān)耦合工藝:氣相部分有碳一,、碳二和碳十六3個(gè)餾分段

碳一通過(guò)甲烷化、深冷分離和氧化重整可生產(chǎn)合成氣,、液化天然氣和燃料氣,;

碳二通過(guò)乙烷脫氫、烯烴聚合,、氧化和水合可生產(chǎn)聚乙烯,、環(huán)氧乙烷和乙二醇等乙烯衍生品

碳十六通過(guò)輕烴裂解,、烯烴聚合,、氧化、酯化和合成等生產(chǎn)聚丙烯,、環(huán)氧丙烷,、丙烯腈、合成橡膠等丙烯衍生品,。

石蠟及高溫,、低溫冷凝物有碳五到碳十四,、碳十一到碳四十和碳四十3個(gè)餾分段

碳五到碳十四通過(guò)切合分、氫甲?;?、吸附、合成,、蒸汽裂解等可生產(chǎn)戊烷,、庚烷、乙烯,、丙烯,、脂肪醇、6號(hào)汽油,、120號(hào)和200號(hào)溶劑油等,;

碳十一到碳四十通過(guò)催化裂解、加氫異構(gòu),、加氫裂化等可生產(chǎn)乙烯,、丙烯、汽柴油,、潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油,、52號(hào)到84號(hào)蠟

碳四十通過(guò)分子蒸餾,、蠟異構(gòu)等生產(chǎn)86號(hào)到115號(hào)高熔點(diǎn)蠟、高檔潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油,。反應(yīng)水通過(guò)醇醛酮分離,、酸水轉(zhuǎn)化可生產(chǎn)甲烷、醇,、醛,、酮等產(chǎn)品

高溫

費(fèi)托合成

高溫費(fèi)托合成的產(chǎn)物包括氣相產(chǎn)物,、低溫冷凝物,、高溫冷凝物和反應(yīng)水,碳數(shù)分布主要集中在碳一到碳十五,。碳一到碳二十一的烴選擇性為99.5%,,碳二十二以上高碳烴選擇性小于1%。

高溫費(fèi)托合成產(chǎn)物中,,碳二到碳四的烯烴選擇性達(dá)到22%~25%,,總烯烴選擇性達(dá)到53%~60%。碳四以上α-烯烴選擇性28%~30%,。氣相產(chǎn)物中,,正構(gòu)烷烴含量為35%~38%,,碳二到碳四烯烴占46%~50%。含氧有機(jī)物含量一般在7%~10%,。含氧有機(jī)物中醇占60%~70%,,醛占8%~15%,酮占10%~20%,,酸占5%~8%,,酯小于0.5%。其中,,低溫冷凝物(輕質(zhì)油)的烴類(lèi)碳數(shù)最高在碳二十一到碳二十三,,碳數(shù)主要集中在碳五到碳十五,烯烴含量為50%~70%,。其中α-烯烴含量為30%~45%,,烷烴含量為10%~20%,環(huán)烴含量約5%,,芳烴含量為8%~10%,,烯烷比為3~4。高溫冷凝物(重質(zhì)油)碳數(shù)最高到碳四十七,,碳數(shù)集中分布在碳十六到碳四十,,占比86.9%左右,碳四十以上比例較小,,占比2%左右,。

高溫費(fèi)托合成在工藝流程、催化劑,、反應(yīng)條件等方面與低溫費(fèi)托合成工藝存在較大差別,,其合成產(chǎn)物碳數(shù)分布較窄、烯烴含量更高,,特別是α-烯烴含量高,。采用先進(jìn)的分離和深加工技術(shù),可生產(chǎn)石油化工路線很難獲取的精細(xì)化工品和專(zhuān)用化學(xué)品,。尤其是1-辛烯產(chǎn)品作為高端聚烯烴合成的第三單體,,其生產(chǎn)可打破國(guó)外壟斷、填補(bǔ)我國(guó)生產(chǎn)空白,。1-癸烯烴可生產(chǎn)聚α-烯烴,,填補(bǔ)國(guó)內(nèi)高端潤(rùn)滑油的空白。碳十一到碳十三組分經(jīng)延伸加工可生產(chǎn)洗滌劑醇,、線性烷基苯,、α-烯烴磺酸鹽。碳十四到碳十八組分可生產(chǎn)重烷基苯等高附加值化工品,。另外,,產(chǎn)物中奇數(shù)碳α-烯烴可通過(guò)氫甲?;a(chǎn)高碳醇等。

具體來(lái)說(shuō),,氣相部分,、低溫冷凝物和高溫冷凝物餾分段包括碳一、碳二,、碳三到碳四,、碳五到碳十一、碳十二到碳二十五

碳一,、碳二,、碳三到碳四的加工路線與主要產(chǎn)品與低溫費(fèi)托合成一致

碳五到碳十一通過(guò)酯化,、烷基化,、氫甲酰化,、烯烴裂解,、蒸汽裂解等可生產(chǎn)汽油、脂肪醇,、高碳酯烷基酚,、聚α烯烴、乙烯,、丙烯,、丁二烯等

碳十二到碳二十五通過(guò)加氫穩(wěn)定,、加氫異構(gòu),、烷基化、氫甲?;瓤缮a(chǎn)洗滌劑醇、烷基苯,、柴油,、高碳醇、鉆井液等,。

高低溫

費(fèi)托耦合處理

當(dāng)然,,還可以通過(guò)高低溫費(fèi)托耦合處理的方式,在拓展加工深度,、延長(zhǎng)產(chǎn)業(yè)鏈的同時(shí),,進(jìn)一步優(yōu)化項(xiàng)目資源配置、公用工程設(shè)施及整體工藝系統(tǒng),,從而提高項(xiàng)目的整體效率和經(jīng)濟(jì)效益,。高低溫費(fèi)托合成尾氣及煉油單元的液化石油氣送深冷分離,,得到富氫氣、富甲烷氣,、乙烯,、乙烷、丙烯,、丙烷,、混合碳四、深冷分離輕油,。富氫氣提氫后,,氫氣除滿足全廠用氫外其余可返回高溫費(fèi)托合成系統(tǒng),馳放氣作為燃料氣,。富甲烷氣可進(jìn)一步制液化天然氣或作為燃料氣,。混合碳四進(jìn)一步分離得到正丁烷,、異丁烷,、1-丁烯、異丁烯,。異丁烷和部分1-丁烯烷基化得到液化氣和烷基化汽油,。其余1-丁烯異構(gòu)可得丙烯、異丁烯,、異構(gòu)化汽油,。異丁烯和外購(gòu)甲醇生產(chǎn)甲基叔丁基醚可作為汽油調(diào)和劑。深冷分離輕油和高溫費(fèi)托輕油混合送高溫費(fèi)托分餾,。乙烷,、丙烷、正丁烷作為乙烯裂解原料,,可用于生成乙烯,、丙烯、1-丁烯,、丁二烯等,。

總之,宜油則油,,宜化則化是費(fèi)托合成產(chǎn)業(yè)化加工利用的最佳途徑,。應(yīng)充分發(fā)揮高溫、低溫費(fèi)托合成的特點(diǎn),,向產(chǎn)業(yè)鏈高端邁進(jìn),,實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目效益最大化。規(guī)?;嗦?lián)產(chǎn)是費(fèi)托合成技術(shù)未來(lái)發(fā)展的方向,。費(fèi)托合成同傳統(tǒng)的石油加工,、煤直接液化、煤焦化,、煤制烯烴,、氯堿等產(chǎn)業(yè)結(jié)合可實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)原料供給、產(chǎn)品質(zhì)量提升,,充分發(fā)揮產(chǎn)品價(jià)值,、延長(zhǎng)產(chǎn)業(yè)鏈。

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本文系石化產(chǎn)業(yè)觀察官微訂閱號(hào)獨(dú)家發(fā)布
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文章來(lái)源:《中國(guó)石油和化工產(chǎn)業(yè)觀察》雜志,,作者:孫啟文 吳建民 張宗森,,作者單位為上海兗礦能源科技研發(fā)有限公司

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