費(fèi)托合成裝置產(chǎn)物的分布規(guī)律簡(jiǎn)介
費(fèi)托合成裝置的費(fèi)托合成反應(yīng)是一種將煤、天然氣和生物質(zhì)等原料經(jīng)合成氣轉(zhuǎn)化成液體燃料和高附加值化學(xué)品的過程。該過程原料簡(jiǎn)單,但反應(yīng)產(chǎn)物比較復(fù)雜,鏈狀烷烴、烯烴以及醇等有機(jī)含氧化合物碳數(shù)分布較廣,產(chǎn)物高碳數(shù)甚至達(dá)到C 70-C 120(依具體催化劑和反應(yīng)條件而不同)。
費(fèi)托合成詳細(xì)產(chǎn)物選擇性及其產(chǎn)物分布規(guī)律一直充滿爭(zhēng)議,了解真實(shí)準(zhǔn)確的費(fèi)托合成產(chǎn)物分布規(guī)律有諸多重要意義：
1.它是費(fèi)托合成詳細(xì)產(chǎn)物分布動(dòng)力學(xué)和相關(guān)費(fèi)托合成裝置模擬研究的基礎(chǔ)；
2.可為更的可調(diào)控產(chǎn)物選擇性的費(fèi)托合成催化劑開發(fā)提供的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)反饋,例如目前研究熱門的雙功能甚至多功能費(fèi)托合成催化劑開發(fā)；
3.有助于人們深入理解費(fèi)托合成反應(yīng)機(jī)理和基元反應(yīng)步驟推理。
目前費(fèi)托合成產(chǎn)物收集通常是采用兩級(jí)甚至多級(jí)冷卻產(chǎn)生蠟、油、水和尾氣,用于費(fèi)托合成動(dòng)力學(xué)研究或者催化劑評(píng)價(jià)的管式固定床、攪拌釜或者轉(zhuǎn)籃反應(yīng)器,均采用此種產(chǎn)物收集和分析方案。
但該方案的缺點(diǎn)明顯：
1.多環(huán)節(jié)收集在實(shí)際操作中會(huì)引入更多實(shí)驗(yàn)誤差；
2.多級(jí)產(chǎn)物在后續(xù)樣品分析中也會(huì)引入更多誤差；
3.冷阱內(nèi)烴組分碳數(shù)較低,產(chǎn)物在由高壓低溫環(huán)境向高溫低壓環(huán)境釋放時(shí)會(huì)有不同程度的潛在閃蒸損失；
4.費(fèi)托合成產(chǎn)物選擇性隨反應(yīng)條件變化較大,熱阱溫度控制不當(dāng)容易使相對(duì)較重的組分進(jìn)入冷阱且與水形成乳濁液,在油和水稱量時(shí)會(huì)有較大誤差。另外,重組分凝結(jié)也會(huì)造成管路堵塞。
一種一級(jí)冷卻收集費(fèi)托合成產(chǎn)物的新方案,檢驗(yàn)了氣相和液相產(chǎn)物的分析方法以及該方案的可行性、可靠性和準(zhǔn)確性,同時(shí)通過軟件建模考察了幾個(gè)潛在因素對(duì)費(fèi)托合成產(chǎn)物分布的影響。一級(jí)冷卻收集裝置簡(jiǎn)化了產(chǎn)物收集和分析程序,從多方面減少了實(shí)驗(yàn)誤差的引入,給出了更接近實(shí)際情況的工業(yè)鐵基催化劑費(fèi)托合成烴類和有機(jī)含氧化合物產(chǎn)物分布。通過軟件建模分析了氣液分離器放樣閃蒸損失量對(duì)產(chǎn)物分布的影響和液相滯留水量與操作工況的關(guān)系,該模擬結(jié)果便于費(fèi)托合成研究人員理解裝置操作參數(shù)設(shè)置對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響大小以及影響趨勢(shì),從而在合理的操作窗口內(nèi)獲得準(zhǔn)確的費(fèi)托合成實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
