CN102559234A - 一种选择性调控费托合成产品的方法 - Google Patents

一种选择性调控费托合成产品的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN102559234A
CN102559234A CN2011103552560A CN201110355256A CN102559234A CN 102559234 A CN102559234 A CN 102559234A CN 2011103552560 A CN2011103552560 A CN 2011103552560A CN 201110355256 A CN201110355256 A CN 201110355256A CN 102559234 A CN102559234 A CN 102559234A
Authority
CN
China
Prior art keywords
reaction
fischer
tropsch
synthetic
supergravity reactor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2011103552560A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102559234B (zh
Inventor
陈建峰
张燚
刘意
初广文
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BEIJING ZHONGCHAO HAIQI TECHNOLOGY Co Ltd
Beijing University of Chemical Technology
Original Assignee
BEIJING ZHONGCHAO HAIQI TECHNOLOGY Co Ltd
Beijing University of Chemical Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BEIJING ZHONGCHAO HAIQI TECHNOLOGY Co Ltd, Beijing University of Chemical Technology filed Critical BEIJING ZHONGCHAO HAIQI TECHNOLOGY Co Ltd
Priority to CN201110355256.0A priority Critical patent/CN102559234B/zh
Priority to CN201410010498.XA priority patent/CN103756714B/zh
Publication of CN102559234A publication Critical patent/CN102559234A/zh
Priority to PCT/CN2012/078987 priority patent/WO2013067832A1/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102559234B publication Critical patent/CN102559234B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/08—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with moving particles
    • B01J8/10—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with moving particles moved by stirrers or by rotary drums or rotary receptacles or endless belts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/18—Stationary reactors having moving elements inside
    • B01J19/1806—Stationary reactors having moving elements inside resulting in a turbulent flow of the reactants, such as in centrifugal-type reactors, or having a high Reynolds-number
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/02—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds
    • B01J8/0207—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds the fluid flow within the bed being predominantly horizontal
    • B01J8/0214—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds the fluid flow within the bed being predominantly horizontal in a cylindrical annular shaped bed
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G2/00—Production of liquid hydrocarbon mixtures of undefined composition from oxides of carbon
    • C10G2/30—Production of liquid hydrocarbon mixtures of undefined composition from oxides of carbon from carbon monoxide with hydrogen
    • C10G2/32—Production of liquid hydrocarbon mixtures of undefined composition from oxides of carbon from carbon monoxide with hydrogen with the use of catalysts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00008—Controlling the process
    • B01J2208/00539—Pressure
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00008—Controlling the process
    • B01J2208/00548—Flow
    • B01J2208/00557—Flow controlling the residence time inside the reactor vessel
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00796—Details of the reactor or of the particulate material
    • B01J2208/00884—Means for supporting the bed of particles, e.g. grids, bars, perforated plates
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/10—Biofuels, e.g. bio-diesel

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

本发明公开了一种选择性调控费托合成产品的方法，属于超重力技术领域。该方法是将费托合成反应在超重力反应器中进行，反应过程中催化剂床层以一定转速旋转，反应物料为煤基合成气、天然气基合成气、煤层气基合成气或生物质基合成气，超重力反应器的超重力水平为2-400g；反应温度为180℃-500℃，反应压力为1-100atm，气体空速为100-100000h-1，选择性地合成特定产品，是一种崭新的费托合成新方法，本发明的方法具有定向生产目标产物，传质，传热性能好，催化剂寿命长的特点。

Description

一种选择性调控费托合成产品的方法
技术领域
本发明涉及一种选择性调控费托合成产品的方法，具体的说，涉及一种利用超重力反应器在超重力条件下进行费托合成的方法，包括定向合成烯烃、炔烃、汽油、柴油、石蜡、混合醇等产品。
背景技术
费托合成(Fischer-Tropsch process)，又称F-T合成，是以合成气(CO，CO2和H2的混合气体)为原料在催化剂和适当条件下合成以石蜡烃为主的液体燃料工艺过程。传统的费托合成产物主要为直链烷烃、烯烃、少量芳烃和醛醇，以及副产水和二氧化碳，产物组成复杂，选择性较差，轻质液体烃少。
费托合成反应已有80余年历史，现在拥有较大规模费托合成生产能力的有Sasol，PetroSA，Shell和Oryx公司等。近年来，随着石油资源的逐渐耗竭以及世界范围内对新能源和资源需求的不断攀升，通过费托合成反应制备液体燃料或高附加值化学品的途径已经获得广泛认可。费托合成反应的反应物，即合成气，可由煤炭，天然气，生物质经气化或重整等过程转化而来。费托合成产物的链增长服从聚合机理，产物的选择性遵循Anderson-Schultz-Flory分布。该分布除甲烷和重碳烃类可取得较高的选择性外，其他产物的选择性均不高。采用不同类型的反应器，如固定床，流化床或浆态床，对费托合成产物的选择性几乎没有影响。
超重力分离技术最早是由英国帝国化学工业公司(ICI)提出的，在地球上通过旋转产生加速度大于9.8m/s2的模拟超重力环境而加以实现，被称为Higee(High“g”，g为地球加速度，＝9.8m/s2)技术，国内译为超重力技术。EP0023745A3提出超重力旋转床可以用于吸收，解吸，蒸馏等过程。中国专利CN1064338A，CN1116146A，CN1116185A突破超重力分离技术局限性，创新性地提出超重力反应技术，成功实现了将超重力旋转床应用于工业规模的油田注水脱氧过程和超细碳酸钙的制备。中国专利CN1507940A，CN1895766A提出在超重力反应器中进行烃类催化反应并公开了在超重力反应器中进行烃类全加氢和部分加氢的方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种选择性调控费托合成产品的方法，具体的说，就是提供一种利用超重力反应器强化费托合成反应的新方法。
本发明的一种选择性调控费托合成产品的方法的工艺条件为：费托合成反应在超重力反应器中进行。
本发明方法所述的超重力反应器是指模拟超重力环境的加速度大于地球引力加速度(g＝9.8m/s2)的各种类型的超重力反应器，其示意图如附图1所示的超重力反应器。
本发明的方法是以完全不同于固定床、流化床和浆态床反应器的方式进行费托合成反应选择性生产烯烃、汽油、柴油、石蜡、混合醇，是一种全新的费托合成反应方法。
本发明方法的具体过程包括：将费托反应在模拟的超重力环境中进行，将费托反应的催化剂固定在超重力反应器的转子上(即催化剂床层)，在反应过程中催化剂床层始终处于旋转状态，反应物料由超重力反应器的入口进入，合成气通过高速旋转的催化剂床层发生费托反应，生成的产物由超重力反应器出口排出；反应物料为煤基合成气、天然气基合成气、煤层气基合成气或生物质基合成气，其组成为各种比例的CO+CO2+H2，CO+H2，CO2+H2；超重力反应器的超重力水平为2-400g；反应温度为180℃-500℃，反应压力为1-100atm，气体空速为100-100000h-1，选择性地合成特定产品。超重力反应器的超重力水平在2-100g时使用相应的催化剂分别生产柴油、石蜡和混合醇产品，超重力水平在20-200g时使用相应催化剂分别生产柴油，汽油产品；超重力水平在50-400g时使用相应的催化剂分别生产汽油、烯烃，炔烃产品。费托反应的催化剂包括各种方法制备的Co基、Ru基和Fe基等催化剂。
具体来说，本发明的选择性调控费托合成产品的方法为：费托合成反应在超重力反应器中进行，反应物料为煤基合成气、天然气基合成气、煤层气基合成气或生物质基合成气；超重力反应器的超重力水平为2-400g；反应温度为180℃-500℃，反应压力为1-100atm，气体空速为100-100000h-1，在催化剂作用下，分别选择性地合成特定产物，包括烯烃、炔烃、汽油、柴油、石蜡及混合醇。
超重力水平为2-100g或50-200g或100-400g，反应温度为180-280℃或200-350℃或260-500℃，反应压力为1-30atm或10-50atm或20-100atm或25-100atm，气体空速为100-3000h-1或600-10000h-1或2000-100000h-1。
超重力反应器的超重力水平在2-100g时使用相应的催化剂分别生产柴油、石蜡和混合醇产品，超重力水平在20-200g时使用相应催化剂分别生产柴油，汽油产品；超重力水平在50-400g时生产汽油、烯烃，炔烃产品。
反应温度为180-280℃时生产石蜡、柴油产品，反应温度为220-350℃时生产汽油、烯烃、炔烃，反应温度为240-500℃时生产烯烃或混合醇产品。
所述的费托合成反应的反应物料和产物在离开超重力反应器前始终处于加速度大于地球引力加速度g＝9.8m/s2的反应环境下。
费托合成的反应物料是包括煤、天然气、煤层气或生物质通过各种方法制得的合成气。催化剂为各种方法制备的钌基、钴基或铁基催化剂。
反应过程中催化剂始终处于旋转状态，超重力水平为2-400g。
一种利用超重力反应器进行费托合成生产石蜡的方法，将费托催化剂放入网状支撑件内，固定于超重力反应器的转子上，合成气通过旋转的催化剂床层，反应的工艺条件如下：合成气空速：600-5000h-1，反应温度：190-280℃，反应压力：1.0-6.0Mpa，催化剂床层超重力水平：10-80g，产物中石蜡组分的选择性20-40％。催化剂包括各种方法制备的Co基、Ru基和Fe基等催化剂。
一种利用超重力反应器进行费托合成生产柴油的方法，其特征在于，将费托催化剂放入网状支撑件内，固定于超重力反应器的转子上，合成气通过旋转的催化剂床层，反应的工艺条件如下：合成气空速：600-5000h-1，反应温度：190-280℃，反应压力：0.5-5.0MPa，催化剂床层超重力水平：30-150g，产物中柴油组分的选择性40-70％。催化剂包括各种方法制备的Co基、Ru基和Fe基等催化剂。
一种利用超重力反应器进行费托合成生产汽油的方法，其特征在于，费托催化剂放入网状支撑件内，固定于超重力反应器的转子上，合成气通过旋转的催化剂床层，反应的工艺条件如下：合成气空速：500-7000h-1，反应温度：210-350℃，反应压力：0.5-5MPa，催化剂床层超重力水平：50-250g，产物中汽油组分的选择性40-65％。催化剂包括各种方法制备的Co基、Ru基和Fe基等催化剂。
一种利用超重力反应器进行费托合成生产低碳烯烃的方法，将费托催化剂放入网状支撑件内，固定于超重力反应器的转子上，合成气通过旋转的催化剂床层，反应的工艺条件如下：合成气空速：600-8000h-1，反应温度：210-400℃，反应压力：0.5-2.5MPa，催化剂床层超重力水平：50-350g，产物中低碳烯烃(C2 ＝-C4 ＝)组分的选择性35-70％。催化剂包括各种方法制备的Co基、Ru基和Fe基等催化剂。
一种利用超重力反应器进行费托合成制炔烃的方法，将费托催化剂放入网状支撑件内，固定于超重力反应器的转子上。合成气通过旋转的催化剂床层，反应的工艺条件如下：合成气空速：1000-10000h-1，反应温度：210-400℃，反应压力：0.1-2.0MPa，催化剂床层超重力水平：150-400g，产物中乙炔的选择性10-30％。催化剂包括各种方法制备的Co基、Ru基和Fe基等催化剂。
一种利用超重力反应器进行费托合成制混合醇的方法。将催化剂放入网状支撑件内，固定于超重力反应器的转子上。合成气通过旋转的催化剂床层。反应的工艺条件如下：合成气空速：500-3000h-1，反应温度：300-500℃，反应压力：2.0-7.0MPa，催化剂床层超重力水平：10-300g，产物中全醇选择性50-80％。催化剂为各种方法制备的含有铑，钼、钴，镍，铁，铜，钾元素中的一种或几种的催化剂。
本发明的方法通过调节超重力反应器中超重力加速度水平，强化调控反应生成物的传质过程并利用其反应分离协同性，定向调节各组分反应生成物在反应场的停留时间，从而控制或者抑制二次反应发生，提高特定目标产物的选择性，并且提高催化剂寿命。
费托反应的催化剂安装在超重力反应器的转子中，反应过程中催化剂床层始终处于高速旋转状态。并经气相色谱分析测定。在空速一定的情况下，通过调节催化剂床层的转速可以调控特定产物离开反应环境的时间，从而控制产物的选择性。
常规费托反应受合成过程链增长转化机理的限制，目标产品的选择性相对较低，合成副产物较多，正构链烃的范围可从C1至C100。因此，强化产物传质，控制不同产物在反应环境的停留时间可有效提高目标产品的选择性。如以柴油为目标产品时，选择适当的超重力加速度，使中间产物有充足时间生成柴油组分，并且柴油组分能够及时离开反应环境，从而使反应倾向于生成柴油组分。在合成低碳烯烃时，选择适当的超重力加速度，使生成的低碳烯烃迅速离开反应环境，抑制发生二次反应生成高碳烃类，从而提高低碳烯烃选择性。另外，反应环境的低碳烯烃产物分压降低将使反应向生成低碳烯烃方向移动从而进一步提高低碳烯烃选择性。
另外，产物和中间产物在催化剂上停留时间过长也是催化剂积碳的原因之一，而积碳是费托反应催化剂失活的重要原因之一。
由于超重力反应器具有如下优势：
强化传质。以上反应的生成物与催化剂之间的传质过程在超重力作用下得到强化，有效减少或消除了扩散过程对上述反应的影响，使生成的产物得以迅速离开反应环境，提高目标产物选择性及产率，有效抑制催化剂积碳失活，并促使反应物加快向产物方向移动，从而提高反应效率。
强化传热。以上反应是放热反应。在放热反应过程中，及时排除反应热是至关重要的。在传统的固定床反应器中进行放热反应时，如果热量不能及时被带出，反应温度容易失控。而在超重力反应器中，由于产物在超重力的强化作用下迅速离开催化剂床层，反应放热被生成物迅速带出反应区域，因此易于控制反应温度，适用于以上反应。
因此，本发明利用超重力费托合成反应器进行费托合成反应选择性地合成特定目标产品，包括烯烃，炔烃，汽油，柴油，石蜡，混合醇是完全不同于传统费托合成工艺的方法。
本发明的方法具有定向生产目标产物，传质，传热性能好，催化剂寿命长的特点。
附图说明
图1是本发明所采用的超重力反应器的示意图。
该反应器包括：
1.反应物入口
2.催化剂床层
3.转子
4.产物出口
具体实施方式
费托合成催化剂安装在超重力反应器的转子中，反应过程中催化剂床层始终处于高速旋转状态。合成气由超重力反应器的入口进入，通过高速旋转的催化剂床层。生成的产物由超重力反应器出口排出，并经气相色谱分析测定。在空速一定的情况下，通过调节催化剂床层的转速可以控制产物离开反应环境的时间，从而控制产物的选择性。
实施例1
利用超重力反应器进行费托合成制石蜡反应。合成气为CO+H2的混合气，CO/H2＝1/2。将Co/SiO2费托催化剂放入网状支撑件内，固定于超重力反应器的转子上。
反应的工艺条件如下：
合成气空速：600h-1，反应温度：210℃，反应压力：1.2MPa
催化剂床层超重力水平：10g
超重力反应器进行费托合成制石蜡反应结果：
Figure BDA0000107112960000071
实施例2
利用超重力反应器进行费托合成制石蜡反应。合成气为CO+H2的混合气，CO/H2＝1/2。将Ru/SiO2费托催化剂放入网状支撑件内，固定于超重力反应器的转子上。
反应的工艺条件如下：
合成气空速：5000h-1，反应温度：190℃，反应压力：6.0MPa
催化剂床层超重力水平：80g
超重力反应器进行费托合成制石蜡反应结果：
Figure BDA0000107112960000081
实施例3
利用超重力反应器进行费托合成制石蜡反应。合成气为CO+H2的混合气，CO/H2＝1/1。将铁基费托催化剂放入网状支撑件内，固定于超重力反应器的转子上。
反应的工艺条件如下：
合成气空速：2000h-1，反应温度：280℃，反应压力：3.0MPa
催化剂床层超重力水平：50g
超重力反应器进行费托合成制石蜡反应结果：
对比例1
利用固定床反应器进行费托合成反应。合成气为CO+H2的混合气，CO/H2＝1/2。将Co/SiO2费托催化剂装填到固定床反应器中。
反应的工艺条件如下：
合成气空速：2000h-1，反应温度：210℃，反应压力：1.5MPa
固定床费托反应器进行费托合成制石蜡反应结果：
Figure BDA0000107112960000091
实施例4
利用超重力反应器进行费托合成制柴油反应。合成气为CO+H2的混合气，CO/H2＝1/2。将Ru/SiO2费托催化剂放入网状支撑件内，固定于超重力反应器的转子上。
反应的工艺条件如下：
合成气空速：600h-1，反应温度：190℃，反应压力：2.5MPa
催化剂床层超重力水平：30g
超重力反应器进行费托合成制柴油反应结果：
Figure BDA0000107112960000092
实施例5
利用超重力反应器进行费托合成制柴油反应。合成气为CO+H2的混合气，CO/H2＝1/2。将Co/SiO2费托催化剂放入网状支撑件内，固定于超重力反应器的转子上。
反应的工艺条件如下：
合成气空速：2500h-1，反应温度：220℃，反应压力：0.5MPa
催化剂床层超重力水平：80g
超重力反应器进行费托合成制柴油反应结果：
实施例6
利用超重力反应器进行费托合成制柴油反应。合成气为CO+H2的混合气，CO/H2＝1/1。将铁基费托催化剂放入网状支撑件内，固定于超重力反应器的转子上。
反应的工艺条件如下：
合成气空速：5000h-1，反应温度：280℃，反应压力：5.0MPa
催化剂床层超重力水平：150g
超重力反应器进行费托合成制柴油反应结果：
Figure BDA0000107112960000102
对比例2
利用固定床反应器进行费托合成制柴油反应。合成气为CO+H2的混合气，CO/H2＝1/2。将Co/SiO2费托催化剂装填到固定床反应器中。
反应的工艺条件如下：
合成气空速：2500h-1，反应温度：220℃，反应压力：1.5MPa
固定床费托反应器进行费托合成制柴油反应结果：
实施例7
利用超重力反应器进行费托合成制汽油反应。合成气为CO+H2的混合气，CO/H2＝1/2。将Ru/SiO2费托催化剂放入网状支撑件内，固定于超重力反应器的转子上。
反应的工艺条件如下：
合成气空速：500h-1，反应温度：210℃，反应压力：0.5MPa
催化剂床层超重力水平：250g
超重力反应器进行费托合成制汽油反应结果：
Figure BDA0000107112960000112
实施例8
利用超重力反应器进行费托合成制汽油反应。合成气为CO+H2的混合气，CO/H2＝1/2。将Co/SiO2费托催化剂放入网状支撑件内，固定于超重力反应器的转子上。
反应的工艺条件如下：
合成气空速：2500h-1，反应温度：250℃，反应压力：2.5MPa催化剂床层超重力水平：50g
超重力反应器进行费托合成制汽油反应结果：
Figure BDA0000107112960000121
实施例9
利用超重力反应器进行费托合成制汽油反应。合成气为CO+H2的混合气，CO/H2＝1/1。将铁基费托催化剂放入网状支撑件内，固定于超重力反应器的转子上。
反应的工艺条件如下：
合成气空速：7000h-1，反应温度：350℃，反应压力：5.0MPa
催化剂床层超重力水平：250g
超重力反应器进行费托合成制汽油反应结果：
Figure BDA0000107112960000122
对比例3
利用固定床反应器进行费托合成反应。合成气为CO+H2的混合气，CO/H2＝1/2。将Co/SiO2费托催化剂装填到固定床反应器中。
反应的工艺条件如下：
合成气空速：2500h-1，反应温度：240℃，反应压力：1.5MPa固定床反应器进行费托合成反应结果：
Figure BDA0000107112960000131
实施例10
利用超重力反应器进行费托合成制低碳烯烃反应。合成气为CO+H2的混合气，CO/H2＝1/2。将Ru/SiO2费托催化剂放入网状支撑件内固定于超重力反应器的转子上。
反应的工艺条件如下：
合成气空速：500h-1，反应温度：210℃，反应压力：2.5MPa
催化剂床层超重力水平：350g
超重力反应器进行费托合成制低碳烯烃反应结果：
Figure BDA0000107112960000132
实施例11
利用超重力反应器进行费托合成制低碳烯烃反应。合成气为CO+H2的混合气，CO/H2＝1/2。将Co/SiO2费托催化剂放入网状支撑件内固定于超重力反应器的转子上。
反应的工艺条件如下：
合成气空速：2500h-1，反应温度：260℃，反应压力：0.5MPa
催化剂床层超重力水平：50g
超重力反应器进行费托合成制低碳烯烃反应结果：
Figure BDA0000107112960000141
实施例12
利用超重力反应器进行费托合成制低碳烯烃反应。合成气为CO+H2的混合气，CO/H2＝1/1。将铁基费托催化剂放入网状支撑件内固定于超重力反应器的转子上。
反应的工艺条件如下：
合成气空速：10000h-1，反应温度：400℃，反应压力：1.5MPa
催化剂床层超重力水平：350g
超重力反应器进行费托合成制低碳烯烃反应结果：
Figure BDA0000107112960000142
对比例4
利用固定床反应器进行费托合成反应。合成气为CO+H2的混合气，CO/H2＝1/2。将Co/SiO2费托催化剂装填到固定床反应器中。
反应的工艺条件如下：
合成气空速：2500h-1，反应温度：260℃，反应压力：0.5MPa
固定床反应器进行费托合成反应结果：
Figure BDA0000107112960000151
实施例13
利用超重力反应器进行费托合成制炔烃反应。合成气为CO+H2的混合气，CO/H2＝1/2。将Ru/SiO2费托催化剂放入网状支撑件内，固定于超重力反应器的转子上。
反应的工艺条件如下：
合成气空速：10000h-1，反应温度：400℃，反应压力：0.1MPa
催化剂床层超重力水平：400g
超重力反应器进行费托合成制炔烃反应结果：
Figure BDA0000107112960000152
实施例14
利用超重力反应器进行费托合成制炔烃反应。合成气为CO+H2的混合气，CO/H2＝1/2。将Co/SiO2费托催化剂放入网状支撑件内，固定于超重力反应器的转子上。
反应的工艺条件如下：
合成气空速：3000h-1，反应温度：350℃，反应压力：0.6MPa
催化剂床层超重力水平：250g
超重力反应器进行费托合成制炔烃反应结果：
Figure BDA0000107112960000161
实施例15
利用超重力反应器进行费托合成制炔烃反应。合成气为CO+H2的混合气，CO/H2＝1/1。将铁基费托催化剂放入网状支撑件内，固定于超重力反应器的转子上。
反应的工艺条件如下：
合成气空速：1000h-1，反应温度：210℃，反应压力：2.0MPa
催化剂床层超重力水平：150g
超重力反应器进行费托合成制炔烃反应结果：
Figure BDA0000107112960000162
对比例5
利用固定床反应器进行费托合成反应。合成气为CO+H2的混合气，CO/H2＝1/2。将费托催化剂装填到固定床反应器中。
反应的工艺条件如下：
合成气空速：3000h-1，反应温度：350℃，反应压力：0.6MPa
固定床反应器进行费托合成反应结果：
Figure BDA0000107112960000163
实施例16
利用超重力反应器进行费托合成制混合醇反应。合成气为CO+H2的混合气，CO/H2＝1/2。将K-Co-Mo/C催化剂放入网状支撑件内，固定于超重力反应器的转子上。
反应的工艺条件如下：
合成气空速：500h-1，反应温度：300℃，反应压力：5MPa
催化剂床层转速：10g
超重力反应器进行费托合成制混合醇反应结果：
  CO转化率(％)   MeOH/C2 +OH(％)   全醇选择性(％)
  36.7％   0.15   50
实施例17
利用超重力反应器进行费托合成制混合醇反应。合成气为CO+H2的混合气，CO/H2＝1/2。将K-Co-Mo/C催化剂放入网状支撑件内，固定于超重力反应器的转子上。
反应的工艺条件如下：
合成气空速：1500h-1，反应温度：400℃，反应压力：7MPa
催化剂床层转速：300g
超重力反应器进行费托合成制混合醇反应结果：
  CO转化率(％)   MeOH/C2 +OH(％)   全醇选择性(％)
  65.7％   0.21   80
实施例17
利用超重力反应器进行费托合成制混合醇反应。合成气为CO+H2的混合气，CO/H2＝1/2。将K-Co-Mo/C催化剂放入网状支撑件内，固定于超重力反应器的转子上。
反应的工艺条件如下：
合成气空速：3000h-1，反应温度：500℃，反应压力：2.5MPa
催化剂床层转速：10g
超重力反应器进行费托合成制混合醇反应结果：
  CO转化率(％)   MeOH/C2 +OH(％)   全醇选择性(％)
  46.7％   0.35   61
对比例6
利用固定床反应器进行费托合成制混合醇反应。合成气为CO+H2的混合气，CO/H2＝1/2。将K-Co-Mo/C催化剂装填在固定床反应器中。
反应的工艺条件如下：
合成气空速：500h-1，反应温度：320℃，反应压力：5MPa
利用固定床反应器进行费托合成制混合醇反应结果：
  CO转化率(％)   MeOH/C2 +OH(％)   全醇选择性(％)
  18.4％   0.25   41

Claims (20)

1.一种选择性调控费托合成产品的方法，其特征在于，费托合成反应在超重力反应器中进行，反应物料为煤基合成气、天然气基合成气、煤层气基合成气或生物质基合成气；超重力反应器的超重力水平为2-400g；反应温度为180℃-500℃，反应压力为1-100atm，气体空速为100-100000h-1，在催化剂作用下，分别选择性地合成特定产物，包括烯烃、炔烃、汽油、柴油、石蜡及混合醇。
2.根据权利要求1所述的一种选择性调控费托合成产品的方法，其特征在于，超重力水平为2-100g或50-200g或100-400g，反应温度为180-280℃或200-350℃或260-500℃，反应压力为1-30atm或10-50atm或20-100atm或25-100atm，气体空速为100-3000h-1或600-10000h-1或2000-100000h-1。
3.根据权利要求1所述的一种选择性调控费托合成产品的方法，其特征在于，超重力反应器的超重力水平在2-100g时使用相应的催化剂分别生产柴油、石蜡和混合醇产品，超重力水平在20-200g时使用相应催化剂分别生产柴油，汽油产品；超重力水平在50-400g时使用相应的催化剂分别生产汽油、烯烃，炔烃产品。
4.根据权利要求3的一种选择性调控费托合成产品的方法，其特征在于，反应温度为180-280℃时生产石蜡、柴油产品，反应温度为220-350℃时生产汽油、烯烃、炔烃，反应温度为240-500℃时生产烯烃或混合醇产品。
5.根据权利要求1所述的一种选择性调控费托合成产品的方法，其特征在于，所述的费托合成反应的反应物料和产物在离开超重力反应器前始终处于加速度大于地球引力加速度g＝9.8m/s2的反应环境下。
6.根据权利要求1所述的一种选择性调控费托合成产品的方法，其特征在于，费托合成的反应物料是包括煤、天然气、煤层气或生物质通过各种方法制得的合成气。
7.根据权利要求1-6任意项所述的一种选择性调控费托合成产品的方法，其特征在于，所述催化剂为各种方法制备的钌基、钴基或铁基催化剂。
8.根据权利要求1所述的一种选择性调控费托合成产品的方法，其特征在于，反应过程中催化剂始终处于旋转状态，超重力水平为2-400g。
9.一种利用超重力反应器进行费托合成生产石蜡的方法，其特征在于，将费托催化剂放入网状支撑件内，固定于超重力反应器的转子上，合成气通过选转的催化剂床层，反应的工艺条件如下：合成气空速：600-5000h-1，反应温度：190-280℃，反应压力：1.0-6.0MPa催化剂床层超重力水平：10-80g，产物中石蜡组分的选择性20-40％。
10.如权利要求9所述的一种利用超重力反应器进行费托合成生产石蜡的方法，其中所述催化剂包括各种方法制备的Co基、Ru基和Fe基常催化剂。
11.一种利用超重力反应器进行费托合成生产柴油的方法，其特征在于，将费托催化剂放入网状支撑件内，固定于超重力反应器的转子上，合成气通过旋转的催化剂床层，反应的工艺条件如下：合成气空速：600-5000h-1，反应温度：190-280℃，反应压力：0.5-5.0MPa，催化剂床层超重力水平：30-150g，产物中柴油组分的选择性40-70％。
12.如权利要求11所述的一种利用超重力反应器进行费托合成生产柴油的方法，其中所述催化剂包括各种方法制备的Co基、Ru基和Fe基催化剂。
13.一种利用超重力反应器进行费托合成生产汽油的方法，其特征在于，费托催化剂放入网状支撑件内，固定于超重力反应器的转子上，合成气通过旋转的催化剂床层，反应的工艺条件如下：合成气空速：500-7000h-1，反应温度：210-350℃，反应压力：0.5-5MPa，催化剂床层超重力水平：50-250g，产物中汽油组分的选择性40-65％。
14.如权利要求13所述的一种利用超重力反应器进行费托合成生产汽油的方法，其中所述催化剂包括各种方法制备的Co基、Ru基和Fe基催化剂。
15.一种利用超重力反应器进行费托合成生产低碳烯烃的方法，其特征在于，将费托催化剂放入网状支撑件内，固定于超重力反应器的转子上，合成气通过旋转的催化剂床层，反应的工艺条件如下：合成气空速：600-10000h-1，反应温度：210-400℃，反应压力：0.5-2.5MPa，催化剂床层超重力水平：50-350g，产物中低碳烯烃(C2 ＝-C4 ＝)组分的选择性30-70％。
16.如权利要求15所述的一种利用超重力反应器进行费托合成生产低碳烯烃的方法，其中所述催化剂包括各种方法制备的Co基、Ru基和Fe基催化剂。
17.一种利用超重力反应器进行费托合成制炔烃的方法，其特征在于，将费托催化剂放入网状支撑件内，固定于超重力反应器的转子上；合成气通过旋转的催化剂床层，反应的工艺条件如下：合成气空速：1000-10000h-1，反应温度：210-400℃，反应压力：0.1-2.0MPa，催化剂床层超重力水平：150-400g，产物中乙炔的选择性10-30％。
18.如权利要求17所述的一种利用超重力反应器进行费托合成制炔烃的方法，其中所述催化剂包括各种方法制备的Co基、Ru基和Fe基催化剂。
19.一种利用超重力反应器进行费托合成制混合醇的方法，其特征在于，将催化剂放入网状支撑件内，固定于超重力反应器的转子上。合成气通过旋转的催化剂床层。反应的工艺条件如下：合成气空速：500-3000h-1，反应温度：300-500℃，反应压力：2.0-7.0MPa，催化剂床层超重力水平：10-300g，产物中全醇选择性50-80％。
20.如权利要求19所述的一种利用超重力反应器进行费托合成制混合醇的方法，催化剂为各种方法制备的含有铑，钼、钴，镍，铁，铜，钾元素中的一种或几种的催化剂。
CN201110355256.0A 2010-12-21 2011-11-10 一种选择性调控费托合成产品的方法 Expired - Fee Related CN102559234B (zh)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201110355256.0A CN102559234B (zh) 2010-12-21 2011-11-10 一种选择性调控费托合成产品的方法
CN201410010498.XA CN103756714B (zh) 2010-12-21 2011-11-10 一种选择性调控费托合成产品的方法
PCT/CN2012/078987 WO2013067832A1 (zh) 2011-11-10 2012-07-23 一种选择性调控费托合成产品的方法

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201010597807.X 2010-12-21
CN201010597807 2010-12-21
CN201010597807X 2010-12-21
CN201110355256.0A CN102559234B (zh) 2010-12-21 2011-11-10 一种选择性调控费托合成产品的方法

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410010498.XA Division CN103756714B (zh) 2010-12-21 2011-11-10 一种选择性调控费托合成产品的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102559234A true CN102559234A (zh) 2012-07-11
CN102559234B CN102559234B (zh) 2015-03-11

Family

ID=46313089

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410010498.XA Expired - Fee Related CN103756714B (zh) 2010-12-21 2011-11-10 一种选择性调控费托合成产品的方法
CN201110355256.0A Expired - Fee Related CN102559234B (zh) 2010-12-21 2011-11-10 一种选择性调控费托合成产品的方法

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410010498.XA Expired - Fee Related CN103756714B (zh) 2010-12-21 2011-11-10 一种选择性调控费托合成产品的方法

Country Status (2)

Country Link
CN (2) CN103756714B (zh)
WO (1) WO2012083636A1 (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013067834A1 (zh) * 2011-11-10 2013-05-16 北京化工大学 一种合成气合成混合醇的方法
WO2013067832A1 (zh) * 2011-11-10 2013-05-16 北京化工大学 一种选择性调控费托合成产品的方法
WO2013067833A1 (zh) * 2011-11-10 2013-05-16 北京化工大学 一种合成气直接合成低碳烯烃的方法
CN104109552A (zh) * 2014-06-30 2014-10-22 赵山山 一种生物质合成气旋转合成柴油装置
CN104694151A (zh) * 2013-12-06 2015-06-10 中国石油天然气股份有限公司 一种含有硫醇盐碱液的氧化再生方法
CN113716946A (zh) * 2021-08-23 2021-11-30 西安交通大学 一种3d打印可组装整体式催化剂及其制备方法

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106943978B (zh) * 2017-04-24 2019-08-13 北京化工大学 一种适用于高粘度快速反应体系的反应器
DE102018110091B4 (de) * 2018-04-26 2021-11-25 Helmholtz-Zentrum Dresden - Rossendorf E. V. Festbettreaktor
CN112680848B (zh) * 2020-12-08 2021-10-29 安徽颍上县富颍纺织有限公司 一种具有防静电效果的混纺棉纱

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020086910A1 (en) * 2000-12-13 2002-07-04 Trinh Sinh Han Rotating annular catalytic reactor
CN1507940A (zh) * 2002-12-16 2004-06-30 中国石油化工股份有限公司 催化反应的方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100417436C (zh) * 2005-07-14 2008-09-10 中国石油化工股份有限公司 一种催化选择加氢的方法
CN101275080B (zh) * 2008-05-19 2012-11-14 中国科学院山西煤炭化学研究所 一种基于固定床反应器的费托合成反应工艺
EA019753B1 (ru) * 2008-07-03 2014-06-30 ЭйчАДи КОПЭРЕЙШН Реактор, устройство и способ проведения гетерогенного катализа
RU2440400C2 (ru) * 2010-02-01 2012-01-20 Инфра Текнолоджиз Лтд Способ получения синтетических жидких углеводородов и реактор для проведения синтеза фишера-тропша

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020086910A1 (en) * 2000-12-13 2002-07-04 Trinh Sinh Han Rotating annular catalytic reactor
CN1507940A (zh) * 2002-12-16 2004-06-30 中国石油化工股份有限公司 催化反应的方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
王逸凝等: ""费托合成(FTS)动力学模拟——烯烃再吸附"", 《燃料化学学报》 *

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013067834A1 (zh) * 2011-11-10 2013-05-16 北京化工大学 一种合成气合成混合醇的方法
WO2013067832A1 (zh) * 2011-11-10 2013-05-16 北京化工大学 一种选择性调控费托合成产品的方法
WO2013067833A1 (zh) * 2011-11-10 2013-05-16 北京化工大学 一种合成气直接合成低碳烯烃的方法
CN104694151A (zh) * 2013-12-06 2015-06-10 中国石油天然气股份有限公司 一种含有硫醇盐碱液的氧化再生方法
CN104694151B (zh) * 2013-12-06 2016-08-17 中国石油天然气股份有限公司 一种含有硫醇盐碱液的氧化再生方法
CN104109552A (zh) * 2014-06-30 2014-10-22 赵山山 一种生物质合成气旋转合成柴油装置
CN104109552B (zh) * 2014-06-30 2016-02-24 赵山山 一种生物质合成气旋转合成柴油装置
CN113716946A (zh) * 2021-08-23 2021-11-30 西安交通大学 一种3d打印可组装整体式催化剂及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN103756714B (zh) 2015-11-18
CN103756714A (zh) 2014-04-30
CN102559234B (zh) 2015-03-11
WO2012083636A1 (zh) 2012-06-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102559234B (zh) 一种选择性调控费托合成产品的方法
CN102504858B (zh) 一种费托合成定向合成汽油柴油的方法
CN102190546B (zh) 甲醇转化制丙烯和芳烃的方法
CN102234212A (zh) 合成气直接转化为低碳烯烃的方法
CN101671226A (zh) 一种甲醇芳构化制取二甲苯工艺
CN108264921B (zh) 一种费托-齐聚耦合催化转化富烯烃合成气制备液体烃类的方法
KR102230155B1 (ko) 이산화탄소 전환 공정 및 그 시스템
CN105622305A (zh) 一种合成气直接转化制芳烃联产甲烷的方法
CN107486226B (zh) 合成气制低碳烯烃的催化剂、制备方法及其用途
CN102041019B (zh) 一种煤制油联产代用天然气的方法
CN103864561B (zh) 一种甲醇芳构化制取芳烃的工艺方法
CN102503769B (zh) 一种合成气合成混合醇的方法
CN102464524A (zh) 甲醇生产低碳烯烃的方法
WO2010077860A2 (en) Methods for improving syngas-to-ethanol catalyst selectivity
CN102442872A (zh) 一种合成气直接合成低碳烯烃的方法
WO2013067832A1 (zh) 一种选择性调控费托合成产品的方法
CN102344328B (zh) 一种使用移动床技术将甲醇转化为丙烯的半连续方法
CN107824214B (zh) 一种合成气制取低碳烯烃的方法
CN105130728A (zh) 一种利用甲醇制备二甲苯的方法及装置
CN106608779B (zh) 催化裂解生产丙烯的方法
CN102463075A (zh) 超重力强化煤基化工原料转化的新方法
CN108017488A (zh) 醇和/或醚原料催化转化制芳烃的方法
KR102147421B1 (ko) 2이상의 ft 모드로 작동하는 슬러리 기포탑 반응기 구비한 합성연료 제조 장치
CN109647492B (zh) 合成气直接生产低碳烯烃的催化剂
CN102190549B (zh) 生产丙烯的方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20150311

Termination date: 20181110