➢ 荷兰Shell公司的钴系催化剂固定床费托合成技 术。
➢ 美国Rentech公司的低温铁系催化剂浆态床费托 合成技术。
➢ 美国Syntroleum公司的的自热重整(ATR)工艺 和钴系催化剂浆态床费托合成技术。
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FTS技术现状
➢ 中国中科合成油公司的铁基浆态床费托合成技 术。
➢ 中国山东兖州矿业集团的低温铁系催化剂浆态床 和高温铁系催化剂固定流化床费托合成技术。
➢ 中国神华集团的煤基浆态床和低温浆态床费托合 成技术。
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FTS反应机理
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FTS产品分布
➢ 典型FTS合成产品的组成与分布
组成 / wt% 甲醇(C1) 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
列管固定床 5
12.5 22.5 15 23 18
➢ 由于催化剂颗粒被控制在反应器内，因而催化剂 回收系统可取消，除节省投资外，冷却更有效， 也增加了总的热效率
➢ 由于FFB反应器的直径可远大于CFB反应器，安 装冷却盘管的空间增加了50%以上，这使得转化 率更高，产能也得到提高
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流化床反应器
➢ FFB与CFB的相对投资费用和能量效率

反应器
反应器数
➢ 原料气从反应器底部进入，与立管中经滑阀下降 的热催化剂流混合，将气体预热到反应温度，进 入反应区。大部分反应热由反应器内的两组换热 器带出，其余部分被原料气和产品气吸收。催化 剂在较宽的沉降漏斗中，经旋风分离器与气体分 离，由立管向下流动而继续使用。
➢ 循环流化床反应器特点 ①初级产物烯烃含量高
②相对固定床反应器产量高 ③在线装卸催化剂容易､装置运转时间长 ④热效率高､压降低､反13 应器径向温差低
流化床反应器
➢ 固定流化床(FFB)
固定流化床反应器 是一个带有气体分 配器的塔，流化床 为催化剂，床层内 置冷却盘管，配有 从气相产品物流中 分离催化剂的设备
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流化床反应器
➢ FFB反应器上方提供了足够的自由空间以分离出 大部分催化剂，剩余的部分催化剂则通过反应器 顶部的多孔金属过滤器被全部分离出并返回床层
费托合成生产人造石油的化学工艺
流化床反应器
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费托合成(FTS)简介
➢ 费托合成：CO 在固体催化剂作用下非均相氢化生 成不同链长的烃类混合物和含氧化合物的反应
➢ 以煤为原料，经过气化生成合成气，然后经FTS 制取液体产品，被称为煤的“间接液化法”
➢ FTS反应作为煤炭间接液化过程中的重要反应， 近半个世纪来受到各国学者的广泛重视
前苏联
FTS历史背景
时间 发展进程
主要研究者
1953
4500t/a的铁催化剂流化床合成油中试装置建成
中国科学院原大连石 油研究所
1955
建立以煤为原料的大型FTS合成厂，采用Arge固 定床反应器，中压法，沉淀铁催化剂
Sasol公司
提出FTS合成在钴催化剂上最大程度上制备重质 1970 烃，然后再在加氢裂解与异构化催化剂上转化为 荷兰Shell公司
4000×104L/a
公司
1937 中压法FTS开发成功
1937 引进德国技术以钴催化剂为核心的FTS合成厂建成投产
日本与中国锦 州石油六厂
1944
中压法过程中采用合成气循环工艺技术,FTS合成油厂进一 步发展
德国
1945后 FTS受石油工业增长的影响,其工业化发展受到影响
1952 5×104t/a煤基FTS合成油和化学品3 工厂建成
油品的概念
1970
浆态床反应器技术、MTG工艺和ZSM-5催化剂开 发成功
美国Mobil公司
1980
SasolⅡ建成投产，中压法，循环流化床反应器， Sasol公司改进
熔融铁催化剂
4
Kellogg CFB
FTS历史背景
时间 发展进程
主要研究者
1982
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
1982
提出将传统的FTS与沸石分子筛相结合的固定床两段 中国科学院山西煤
合成工艺（MFT工艺）
炭化学研究所
1985 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 1993 Bintulu建成以天然气为原料，年产50×104t/a液体 荷兰Shell公司
➢ 目前FTS已成为煤间接液化制取各种烃类及含氧 化合物的重要方法之一
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FTS历史背景
时间
发展进程
主要研究者
1923
发现CO和H2在铁类催化剂上发生非均相催化反应,可合成 F.Fischer和
直链烷烃和烯烃为主的化合物,其后命名为FTS
H.Tropsch
1936
常压多级过程开发成功,建成第一座以煤为原料的FTS油厂, 德国鲁尔化学
➢ 反应器： ①固定床反应器 ②浆态床反应器 ③流化床反应器
➢ FTS反应的特点表明: FTS反应器选择必需满足 散热性能好､原料气分布均匀､易制造维护等要求
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流化床反应器
➢ 循环流化床(CFB)
循环流化床(CFB) 反应器由4部分组 成：反应器、沉 降漏斗、旋风分 离器和多孔金属 过滤器
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流化床反应器
压力 / MPa
相对容量 / %
能量效
反应器 气体循环 总容量 率 / %
能耗 / %
CFB
3
2.5 100 100 100 61.9 100
FFB
2
2.5 46
78
87 63.6 44
FFB
2 >2.3 49
71
82 74.7 41
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循环流化床FTS工艺
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循环流化床FTS工艺
➢ Syntroleum 公司工艺 ①美国Syntroleum公司开发的GTL工艺使用含N2 稀释合成气为原料，采用循环流化床反应器及专 利钴基催化剂，在190~232℃和2.1~3.5MPa下 合成气在大空速下无循环回路一次通过，避免了 N2的聚集，减少了加氢裂解步骤，而且操作压力 也较低 ②该工艺设备简单，操作容易，建造费用较低， 装置规模不大就可产生效益，目前已完成中试
燃料，包括中间馏分油和石蜡
1994
采用MFT工艺及Fe/Mn超细催化剂进行2000t/a工
业试验
5
中国科学院山西煤 炭化学研究所
FTS技术现状
➢ 南非Sasol公司的低温铁系催化剂固定床、低温 铁系催化剂浆态床、高温铁系催化剂循环流化 床、高温铁系催化剂固定流化床和低温钴系催化 剂浆态床费托合成技术。
4
9
循环流化床 10 33 39 5
4 2 7
人造石油
➢ 人造石油是指由煤、煤焦油、石油重质馏分或页 岩油在高温、高压和催化剂的作用下与氢起反应 而成粗制品，再经加工而制成各种轻质石油产品。
➢ 制备工艺： ①煤、油页岩或油砂的低温干馏法， ②煤间接液化法， ③煤直接液化法等。
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FTS生产人造石油的化学工艺