低温费托合成工业化技术开发
上海兖矿能源科技研发有限公司
二○○八年六月
目录
一、前言 (1)
二、催化剂实验室研究开发 (1)
三、催化剂工业化技术研究开发 (2)
四、低温费托合成中试研究开发 (3)
4.1建设规模和主要设计思想 (3)
4.2 工艺路线和流程 (4)
4.3原料气体组成 (4)
4.4反应器和其它主要设备 (4)
4.5 建设与运行概况 (5)
4.6 合成中试装置运行情况 (5)
4.7 产品的深加工 (7)
五、低温费托合成过程模拟与工业装置设计基础的建立 (9)
六、自主知识产权技术与成果 (11)
6.1 专利 (11)
6.2 成果 (11)
七、结论 (12)
附件 (13)
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低温费托合成工业化技术开发
一、前言
石油是保障国家经济命脉和政治安全的重要战略物资，是关系到国计民生的重要能源。在石油供应方面，目前我国已成为全球第二大石油消费国和进口国，2005年原油和成品油净进口量为1.3617亿吨，2006年原油和成品油净进口量达到1.6287亿吨，同比增长19.6%，我国对石油的依存度从2005年的42.9%飙升至2006年的47%。随着我国经济的进一步发展，石油的供需矛盾将更加突出。
为了实现全面建设小康社会的目标和国家的长治久安，必须实行可持续发展的石油天然气资源供需战略，而以我国储量丰富的煤为原料将其转化成液体油品是解决我国石油供应短缺的重要途径之一，因而受到国家政策的支持和国内外有实力的大企业的关注。
上海兖矿能源科技研发有限公司自2002年下半年起开始进行低温费托合成煤间接液化工业化技术的研发。目前，已成功开发出具有我国自主知识产权的低温费托合成煤间接液化制油成套技术；以此技术为基础的百万吨级低温费托合成煤间接液化制油工业示范项目正在按计划、有序积极推进。
技术的研发过程得到了国家“863”计划的支持，先后承担了“煤间接液化催化剂及工艺关键技术”国家十五“863”计划课题1项，“100万吨级低温费托合成油技术”、“煤间接液化油电联产系统优化集成与设计技术”、“百万吨级煤间接液化及电联产系统工业试验与示范”国家十一五“863”计划课题3项。
二、催化剂实验室研究开发
催化剂的开发研究是浆态床费托合成煤间接液化技术开发的关键之一。
在实验室内，通过反复实验对催化剂的组成和制备条件进行了深入研究，开发了铁基浆态床费托合成催化剂YET-FTS-01T，并对催化剂进行了全面的物性表征和反应性能的评价。催化剂的表征评价结果表明，实验室开发的催化剂，其本文件为上海兖矿能源科技研发有限公司所有，未经本公司书面许可，不得复制、不得将本文件全部
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各项指标均达到预期目标，在较宽的实验范围内甲烷的选择性小于5%，C5+选择性大于82%，含氧化合物的选择性小于5%。催化剂的粒度分布与预期一致，外型光滑且球型度好，具有良好的机械强度和稳定性，是一个可以进一步用于中试试验的催化剂。
YET-FTS-01T 催化剂制备工艺包括金属溶解、沉淀浸渍、干燥成型、焙烧等步骤。
三、催化剂工业化技术研究开发
根据实验室催化剂研究开发的结果，建成了年产100吨催化剂中试装置，开展了低温费托合成煤间接液化催化剂的工业化技术研发工作。该装置于2003年7月2日破土动工， 12月1日安装完毕，12月18日投料试车，当月26日生产出第一批催化剂，2004年11月18日完成各项试验和生产任务后停车。在近一年的试验和生产过程中，整个装置运行平稳、安全可靠。所生产的催化剂完全满足费托合成中试装置对催化剂的要求，其物理性质、反应性能与实验室制备的催化剂非常接近。中试厂催化剂的生产流程及条件与实验室内采用的流程和条件完全相同。
催化剂中试厂生产的催化剂在合成中试装置上进行了长周期的试验和应用，运行结果表明：
1）所开发的YET-FTS-01T 铁基浆态床费托合成催化剂制备流程操作简单，工艺参数容易控制，成品收率高；催化剂的强度好，表面光滑。催化剂的物理性质和反应性能与实验室催化剂相近；
2）选择性优异，CH 4≤5％；C5+≥82％；含氧化合物≤5％； 3）催化剂完成成本低廉，吨催化剂成本2万元左右；
4）成功实现了YET-FTS-01T 催化剂的放大生产，为建设大规模煤间接制油生产装置提供了催化剂生产技术保证。
四、低温费托合成中试研究开发
4.1主要设计思想和装置规模
根据对反应器内流体力学和传递特性的分析，参考国内外同类装置的研发、设计与运行经验，本着既保证在中试装置上所取得的数据可直接用于工程设计、无进一步放大的风险、又不致于使中试装置过大造成不必要浪费的原则，确定了中试装置关键设备的关键尺寸和装置的生产规模。低温费托合成中试装置的核心设备――浆态床反应器的直径为1m，其内件型式、尺寸、布置力求与大型工业反应器（5－11m）直径一致或可比，中试装置流程及各主要设备的操作条件与工业化装置相同，装置的液体烃类产品的产量为5000吨/年。
以上规模超过了国外用于低温费托合成技术开发的同类试验装置的规模。4.2中试内容及目的
低温费托合成中试装置是在实验室内对催化剂、工艺流程、反应器内件等深入研究的基础上进行设计和建设的。目的是对实验室开发的催化剂、工艺流程、反应器等技术进行考核、验证和优化，通过试验对以下内容进行了考察和研究：（1）开发、优化了中试装置的工艺流程
（2）开发了浆态床合成反应器及内件，包括内置的液固分离系统、气体分布器、移热装置和除尘除沫装置等
（3）优化了反应器的操作条件和操作参数
（4）考察了还原反应器的催化剂还原效果，优化还原系统的工艺参数
（5）考察了中试装置的连续运行能力
（6）完成了中试装置的总体评价，获得最优原料条件和工艺操作条件
（7）获得了完整的工程放大和工程设计基础数据
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