Процесс SASOL (ЮАР) – газофикация угля, совмещенная с процессом Фишера-Тропша.
После Второй мировой войны промышленное производство жидкого топлива из угля получило развитие в ЮАР: эта страна испытывала дефицит нефти. Первая промышленная установка для получения жидкого топлива по процессу Фишера–Тропша была введена в действие южноафриканской компанией Sasol в «одноименном» г. Сасолбург в 1956 году: конверсия осуществляется на кобальтовых и железистых катализаторах при температуре около 200 °С.
Газификация – есть термохимический процесс переработки твердого топлива путем взаимодействия его с кислородом, водяными парами и другими газифицирующими аген-тами с целью превращения топлива в горючий газ (смесь CO, H2 и др.), предназначенный для последующего сжигания (энергетический)
Процесс Фишера–Тропша – это химическая реакция, происходящая в присутствии катализатора, в которой монооксид углерода (СО) и водород (Н2) преобразуются в различные жидкие углеводороды. Обычно используются катализаторы, содержащие железо и кобальт. Принципиальное значение этого процесса – это производство синтетических углеводородов для использования в качестве синтетического смазочного масла или синтетического топлива.
Синтез Фишера–Тропша может рассматриваться как реакция восстановительной олигомеризации монооксида углерода, при которой образуются углерод–углеродные связи, и в общем виде она представляет собой сложную комбинацию ряда гетерогенных ре-акций, которую можно представить суммарными уравнениями (1,2):
|
|
|
nCO + 2nH2 → (CH2)n + nН2О (1)
2nCO + nH2 → (CH2)n+ nСО2
Альтернативные технологии получения качественных моторных топлив включают стадии газификации твердого сырья в смесь СО и Н2 и последующего синтеза углеводо-родных смесей, используемых в качестве бензина, дизельного топлива или компонентов моторных топлив.
Синтез высших углеводородов из СО и Н2, известный как реакция Фишера–Тропша, сначала осуществляли исключительно с применением массивных железных и кобальтовых катализаторов.
Жидкие продукты процесса Фишера–Тропша, образующиеся из синтез-газа на про-мотированных железных или кобальтовых катализаторах, содержат преимущественно не-разветвленные парафиновые углеводороды. Фракции этих жидких продуктов могут ис-пользоваться в качестве дизельных и турбинных топлив с минимальной переработкой.
Осуществление процесса Фишера–Тропша в жидкой фазе с использованием суспен-зии катализатора дает возможность перерабатывать синтез-газ с высоким содержанием СО в качественные жидкие топлива. Применение синтез-газа с высоким отношением СО/Н2 позволяет исключить стадию конверсии СО водяным паром, которая обычно ис-пользуется для получения дополнительного количества Н2, и повысить термическую эф-фективность процесса.
|
|
|
К настоящему времени разработано поколение новых бифункциональных катализа-торов, сочетающих в себе активные центры синтеза метанола, других кислородосодержа-щих соединений, олефинов и кислотные центры, способствующие их дальнейшим пре-вращениям в смеси высокооктановых топлив в соответствии со схемой
СО + 2Н2 ↔ СН3ОН ↔ диметиловый эфир → олефины → → изопарафины + ароматические соединения
В качестве составляющих катализатора, обеспечивающих превращение синтез-газа в углеводородные продукты, применяют такие элементы, как железо, кобальт, рутений. Це-олитный носитель поставляет активные центры кислотного типа, катализирующие реак-ции перераспределения водорода и гидрокрекинга.
Высокооктановые бензины могут быть получены при комбинации процессов Фишера–Тропша или синтеза метанола с процессом превращения смеси линейных углеводородов или метанола на цеолитных катализаторах. В одном из применяемых вариантов первой стадией является синтез из СО и Н2 на катализаторах Фишера–Тропша смеси углеводоро-дов преимущественно линейного строения
|
|
|
nCO + mH2 → n–CnHm (3)
На второй стадии линейные углеводороды СnHm превращаются в смесь ароматиче-ских и разветвленных углеводородов на цеолитсодержащем катализаторе
n–CnHm → ароматические соединения + изопарафины
В других вариантах первая стадия включает синтез метанола из СО и Н2 на цинк-хромовых или медьцинкхромовых оксидных катализаторах
СО + 2Н2 ↔ СН3ОН (4)
На последующей стадии осуществляется конверсия метанола в высокооктановый бензин с помощью катализаторов, содержащих высококремнеземистые цеолиты. Цеолит-ные катализаторы позволяют превратить в высокооктановые бензиновые смеси не только метанол, но и смеси других кислородсодержащих соединений (например, диметиловый эфир, альдегиды).
Дата добавления: 2018-05-02; просмотров: 1092; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!