費托合成裝置產物的分布規律簡介
費托合成裝置的費托合成反應是一種將煤、天然氣和生物質等原料經合成氣轉化成液體燃料和高附加值化學品的過程。該過程原料簡單,但反應產物比較復雜,鏈狀烷烴、烯烴以及醇等有機含氧化合物碳數分布較廣,產物高碳數甚至達到C 70-C 120(依具體催化劑和反應條件而不同)。
費托合成詳細產物選擇性及其產物分布規律一直充滿爭議,了解真實準確的費托合成產物分布規律有諸多重要意義：
1.它是費托合成詳細產物分布動力學和相關費托合成裝置模擬研究的基礎；
2.可為更的可調控產物選擇性的費托合成催化劑開發提供的實驗數據反饋,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；
3.有助于人們深入理解費托合成反應機理和基元反應步驟推理。
目前費托合成產物收集通常是采用兩級甚至多級冷卻產生蠟、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、攪拌釜或者轉籃反應器,均采用此種產物收集和分析方案。
但該方案的缺點明顯：
1.多環節收集在實際操作中會引入更多實驗誤差；
2.多級產物在后續樣品分析中也會引入更多誤差；
3.冷阱內烴組分碳數較低,產物在由高壓低溫環境向高溫低壓環境釋放時會有不同程度的潛在閃蒸損失；
4.費托合成產物選擇性隨反應條件變化較大,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,重組分凝結也會造成管路堵塞。
一種一級冷卻收集費托合成產物的新方案,檢驗了氣相和液相產物的分析方法以及該方案的可行性、可靠性和準確性,同時通過軟件建模考察了幾個潛在因素對費托合成產物分布的影響。一級冷卻收集裝置簡化了產物收集和分析程序,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鐵基催化劑費托合成烴類和有機含氧化合物產物分布。通過軟件建模分析了氣液分離器放樣閃蒸損失量對產物分布的影響和液相滯留水量與操作工況的關系,該模擬結果便于費托合成研究人員理解裝置操作參數設置對實驗結果的影響大小以及影響趨勢,從而在合理的操作窗口內獲得準確的費托合成實驗數據。
