律
M n(1 )2nn 1
Mn 碳原子数为n的烃的质量分数； 为链增长几率
产物分布制约了产品的选择性,使得目的产品收率低,汽油产 品的收率不超过40%(ｗt%),而有些产品如石蜡收率高达80 % ----二次加工
直链的烷烯烃,尤其是α-烯烃含量较高,而异构烷烃与芳烃含量
较少-----汽油的辛烷值较低
合成气衍生产品——费托合成介绍化学 与化工
典型的Ｆ－Ｔ合成产品的组成与分布比较
反应器
产品，wt% 甲醇（C1）
液化石油汽（LPG） （C2-C4）
汽油（C5-C12） 柴油（C13—C19） 软蜡（C20-C30） 硬蜡（C30以上）
含氧化合物
固定床/ Arge
气流床/Synthol
5 12.5
22.5 15 23 18 4
提出ＦＴ合成在钴催化剂上最大程度上制备重质烃,然后再在加氢裂解与异构化催化剂上转 化为油品的概念
荷兰Shell公司
浆态床反应器技术、MTG工艺和ZSM-5催化剂开发成功 Sasol-Ⅱ建成投产，中压法，循环流化床反应器，熔融铁催化剂
美国Mobil公司
循环流化床反应器由美国M.W.凯洛格开发，SASOl 公司改进。
合成气衍生产品——费托合成介绍
3.4.2 F-T合成的基本原理
化学反应过程 ◦ 主反应化学计量式
CO 2 H 2 ( CH 2 ) H 2 O
H R ( 227 . C ) 165 KJ
CO H 2 O H 2 CO 2
H R ( 227 . C ) 39 . 8 KJ
10 33
39 5 4 2 7
合成气衍生产品——费托合成介绍
合成反应的热力学特征 F-T合成反应是一个强放热反应; 2721~2930kJ/m3(CO+H2)(如果考虑到原料 气中的惰性气体存在以及转化不完全等因素， 实际放热量约为1674kJ/m3(CO+H2)) ； 温度为 1500℃左右(绝热条件下,反应器温度)， 可导致催化剂局部过热，降低反应选择性。
化学工艺学
第三章合成气衍生产品 ——
合成气衍生产品——费托合成介绍
3.4 费托合成
F-T合成概述 F-T合成基本原理 F-T合成热力学 F-T合成催化剂 F-T合成反应机理 F-T合成反应动力学 F-T合成反应器 F-T合成生产工艺
合成气衍生产品——费托合成介绍
3.4.1 概述
定义
料,包括中间馏分油和石蜡。
合成气衍生产品——费托合成介绍化学
采用ＭＦＴ工艺及Ｆｅ/Ｍｎ超细催化剂进行2000ｔ/ａ工业试验
与化工中国科学院山西煤炭化学研究所
合成产品的分布与组成
◦ 组分非常复杂：甲烷到石蜡烃
◦ 烃类的碳数分布服从Anderson–Schulz–Flory (ASF) distribution规
5万吨/年煤基Ｆ-Ｔ合成油和化学品工厂建成
4500ｔ/ａ的铁催化剂流化床合成油中试装置建成
建立以煤为原料的大型F-T合成厂（Sasol-Ⅰ厂），采用Arge固定床反应器，中压法，沉淀 铁催化剂。
前苏联 中国科学院原大连石油研究所 SASOl公司(South African Coal and Gas Corp).
合1937 1937 1944 1945后 1952 1953 1955
1970
1976 1980
1982 1982 1985 1993
1994
发展进程
主要研究者
发现CO和H2在铁类催化剂上发生非均相催化反应，可合成直链烷烃和烯烃为主的化合物， Ｆ．Fischer和Ｈ．Tropsch 其后命名为FT合成。
2 CO H 2 ( CH 2 ) CO 2
H 204 . 7 KJ R ( 227 . C )
合成气衍生产品——费托合成介绍化学 与化工
合成气衍生产品——费托合成介绍
化学反应过程 ◦ 副反应化学计量式
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F-T (Fischer –Tropsch Sythesis)合成是指以合成 气为原料，在催化剂和适当反应条件下合成以 石蜡烃为主的液体燃料的工艺过程。
是将煤和天然气转化为液体燃料的核心技术 。
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3
该反应于1923年由Ｆ．Fisscher和Ｈ．Tropsch 首次发现后经Fischer等人完善，并于１９３６ 年在鲁尔化学公司实现工业化，Ｆ-Ｔ合成因 此而得名。 合成原料: CO/H2 (合成气) 合成气制备:煤、天然气、生物质等为原料经气 化获得。 特点：产物以直链烷烃、烯烃为主，无硫、氮 等杂质。
Sasol-Ⅲ建成投产，中压法，循环流化床反应器，熔融铁催化剂
SASOl公司
提出将传统的Ｆ-Ｔ合成与沸石分子筛相结合的固定床两段合成工艺(ＭＦＴ工艺)
中国科学院山西煤炭化学研究所
新型钴基催化剂和重质烃转化催化剂开发成功
荷兰Shell公司
采用SMDS(中间馏分油合成)工艺在马来西亚的Bintulu建成以天然气为原料,年产50万液体燃 荷兰Shell公司
常压多级过程开发成功，建成第一座以煤为原料的Ｆ-Ｔ合成油厂, 4000万Ｌ/a 中压法FT合成开发成功。
德国鲁尔化学公司
引进德国技术以钴催化剂为核心的Ｆ-Ｔ合成厂建成投产 中压法过程中采用合成气循环工艺技术，FT合成油厂进一步发展 FT合成受石油工业增长的影响，其工业化发展受到影响
日本与中国锦州石油六厂 德国
合成气衍生产品——费托合成介绍
需要解决的突出问题是： ➢打破Schulz-Flory分布 ➢有效移出反应热
➢可采取的措施
采用增大循环气量、提高空速并进行冷却等方法； 工艺上可改变反应装置，如除固定床反应装置，也可尝
试采用流化床法和淤性的浆床法等工艺 。
浆态床特点：1.催化剂颗粒小； 2.床层内充满液体
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催化剂对温度很敏感; 钴、镍催化剂:170～210℃; 铁铜剂:220-250℃; 熔铁催化剂要求280-340℃; 当温度超过上述温度范围------甲烷和碳沉积的生成， 目的产物的产率降低、催化剂寿命缩短 ；
◦ 最突出特点：合成产品碳数分布宽、目的产品选择性差、 温度敏感性大、强放热等。