費托合成裝置產(chǎn)物的分布規(guī)律簡介
費托合成裝置的費托合成反應(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品的過程。該過程原料簡單,但反應(yīng)產(chǎn)物比較復雜,鏈狀烷烴、烯烴以及醇等有機含氧化合物碳數(shù)分布較廣,產(chǎn)物高碳數(shù)甚至達到C 70-C 120(依具體催化劑和反應(yīng)條件而不同)。
費托合成詳細產(chǎn)物選擇性及其產(chǎn)物分布規(guī)律一直充滿爭議,了解真實準確的費托合成產(chǎn)物分布規(guī)律有諸多重要意義：
1.它是費托合成詳細產(chǎn)物分布動力學和相關(guān)費托合成裝置模擬研究的基礎(chǔ)；
2.可為更的可調(diào)控產(chǎn)物選擇性的費托合成催化劑開發(fā)提供的實驗數(shù)據(jù)反饋,例如目前研究熱門的雙功能甚至多功能費托合成催化劑開發(fā)；
3.有助于人們深入理解費托合成反應(yīng)機理和基元反應(yīng)步驟推理。
目前費托合成產(chǎn)物收集通常是采用兩級甚至多級冷卻產(chǎn)生蠟、油、水和尾氣,用于費托合成動力學研究或者催化劑評價的管式固定床、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。
但該方案的缺點明顯：
1.多環(huán)節(jié)收集在實際操作中會引入更多實驗誤差；
2.多級產(chǎn)物在后續(xù)樣品分析中也會引入更多誤差；
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)境釋放時會有不同程度的潛在閃蒸損失；
4.費托合成產(chǎn)物選擇性隨反應(yīng)條件變化較大,熱阱溫度控制不當容易使相對較重的組分進入冷阱且與水形成乳濁液,在油和水稱量時會有較大誤差。另外,重組分凝結(jié)也會造成管路堵塞。
一種一級冷卻收集費托合成產(chǎn)物的新方案,檢驗了氣相和液相產(chǎn)物的分析方法以及該方案的可行性、可靠性和準確性,同時通過軟件建?？疾炝藥讉€潛在因素對費托合成產(chǎn)物分布的影響。一級冷卻收集裝置簡化了產(chǎn)物收集和分析程序,從多方面減少了實驗誤差的引入,給出了更接近實際情況的工業(yè)鐵基催化劑費托合成烴類和有機含氧化合物產(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)果便于費托合成研究人員理解裝置操作參數(shù)設(shè)置對實驗結(jié)果的影響大小以及影響趨勢,從而在合理的操作窗口內(nèi)獲得準確的費托合成實驗數(shù)據(jù)。
