高温费托合成技术的研究进展

与采用低温费托合成生产柴油的传统煤制油技术相比,产品更为多元化和高值化的高温费托合成技术在低原油价格时期显示出非常明显的优势。本文介绍了高温费托合成现有的技术进展,包括南非Sasol公司的高温铁基循环流化床和固定流化床技术与兖矿集团的高温铁基固定流化床技术。总结分析了熔融铁、沉淀铁、负载铁催化剂以及温度、气体组成与压力、流化状态等工艺条件对高温费托合成产物分布的影响。结合高温费托合成的典型产物分布,讨论了提高烯烃等目标产品的方法,并对高温费托合成未来的主要发展方向进行了展望。     

费托合成油和石油基油加工产品对比分析

费托合成及煤化工的发展能够有效缓解我国对石油资源的依赖。本文针对低温煤基合成油与传统石油基石脑油、煤油、柴油、润滑油和蜡产品性能进行对比。文章指出与传统石油基产品对比,费托合成油产品具有蜡含量高、无硫、无氮、少芳烃的特性,满足清洁油品的环保要求,同时在高档润滑油基础油和高熔点石蜡等高附加值产品生产方面更具竞争优势。但费托合成油加工的油品普遍存在凝点、冰点、密度等相关关键指标不合格问题,不同油品的生产,均需要通过异构、精制、裂化、重整等技术改善油品的低温流动性,并通过切割、掺炼等工艺改进才能生产符合标准的油品。文章提出结合我国清洁燃料消费及能源结构调整的变化,费托合成工艺和煤制油应发挥高端产品优势,延伸加工产业链,实现粗放型加工向产业链高端迈进。     

煤基高温费托合成技术进展

介绍了煤基高温费托合成的典型工艺路线及技术特点。综述了煤基高温费托合成的发展历程和最新进展。介绍了熔铁、沉淀铁和负载型铁系高温费托合成催化剂及失活规律。讨论了煤基高温费托合成汽柴油、含氧有机物、α-烯烃的加工路线。分析了煤基高温费托合成技术的经济性,对我国发展煤基高温费托合成技术进行了展望。     

费托合成技术及其研究进展

综述了费托合成煤间接液化技术的发展历程及其最新进展,重点介绍了费托合成过程中的核心问题,主要包括费托合成工艺、反应器和费托合成催化剂;讨论了高低温费托合成产物的特性与加工方案,展望了费托合成煤间接液化技术的工业应用前景和产业化方向。     

煤制油费托合成产物烯烃分离工艺研究

高温费托合成工艺产品中不但有大量油品,而且有大量的α-烯烃产品。重点介绍了高温费托合成产物中α-烯烃分离工艺技术的研究,使烯烃产品进行有效的分离,同时降低运行成本,产生更大的经济效益。     

费托合成基础油加工技术研究进展

对近年国内外以费托合成物(主要为费托蜡)为原料制成GTL基础油的加工技术研究进行了综述,着重介绍Chevron、Shell、ExxonMobil和中石油在GTL基础油加工技术的研究工作及应用情况。分析表明:费托合成物烷烃含量高,GTL基础油加工技术的核心是正构烷烃的加氢异构化技术,催化剂主要为改进的异构催化剂,所得GTL基础油黏度主要为中质黏度等级、黏度指数高、蒸发损失好,收率达到工业化水平。但与矿物基础油相比还存在很多不足,需依据费托合成物的特性,开发有针对性的催化剂,选择最佳的油品加工技术工艺路线,以便进一步提高基础油的性能和收率,实现费托合成物的最优经济性。同时为国内发展费托合成基础油加工技术提供参考。     

分子蒸馏技术在费托合成蜡分切中的应用研究

介绍了费托合成产物及分子蒸馏技术的特点,费托合成产物具有正构烷烃含量高,不含硫、氮、芳烃的特点,是生产高级费托蜡产品的优质原料,但只通过传统的实沸点蒸馏、减压精馏等技术难以实现费托蜡的精细分切。分子蒸馏技术具有真空度高、物料受热时间短、受热温度低、分离程度高的优点,适合分离高沸点及热敏性物质。综述了分子蒸馏技术在费托蜡分切中的应用进展,并提出了我国费托蜡的发展建议。     

低温费托合成重质油加工利用

我国富煤贫油的资源禀赋以及日趋严峻的环保形势决定了煤炭必须进一步深加工利用。文章介绍了费托合成技术的发展,针对当前国际原油价格较低,环保压力越来越大,将部分油品转化为高附加值的化工产品出售可以缓解低油价对煤基油品的冲击。通过低温费托合成工艺的煤炭间接液化技术合成的油品具有低硫、低芳烃、正构烃含量高等特点,建议低温费托合成重质馏分油深加工生产重质液体石蜡、环保溶剂油、烷基苯、烷基苯磺酸(盐)、白油、高级脂肪醇(高碳醇)等产品,通过对这些化工产品的国内市场现状及其各自用途及现有生产技术的分析与对比,认为其都还有一定的市场空间可以利用,为煤基油品的发展方向提供了一个新思路。     

费托合成产物中含氧组分资源化利用技术进展

费托合成产物中含多种高附加值含氧组分。部分较低碳数含氧化合物溶解于合成水中，使其具有酸性强、腐蚀性强、刺激性气味、直接生物处理难度大等特点。根据实际组成有针对性地进行资源化利用才能实现经济和环境效益最大化。随着煤间接液化产业发展，费托合成产物中含氧组分资源化利用技术逐渐被更多研究者关注。本文分析了不同费托工艺产生的费托合成水相组成特点，综述了以油分离、酸分离、醇类等分离为步骤的高附加值含氧组分提取分离技术的最新进展，介绍了以高级氧化法、厌氧法等为代表的适用于费托合成废水提质的最新技术研究情况。最后总结了国内外成功工业化的费托合成水相产物处理技术应用情况及实施效果，提出了费托合成产物中含氧组分资源化利用技术的未来发展方向。     

费托合成微反应器研究进展

费托合成技术能将煤、天然气和生物质等含碳资源间接转化为液体燃料, 对于缓解我国油品资源短缺的现状具有重要意义。本文在介绍费托合成技术的原理以及微反应器优势的基础上, 对费托微反应器的相关研究工作进行了总结。在反应器的类型介绍部分, 分析了填充型和壁面涂覆型两大类微反应器各自的特点, 与壁面涂覆型微反应器相比, 填充型反应器有压降大、导热性能相对较差等问题, 而在整体式微反应器中应用的催化剂层壁面涂覆技术则可有效地避免这些问题。在数值分析方面, 指出费托合成相关的模拟研究主要集中在通过建立反应动力学模型, 对微反应器内的温度场和产物分布进行分析, 并对操作工况和反应器结构的设计提供依据。最后指出, 目前费托合成微反应器在反应板片和冷却系统的结构优化与匹配设计、反应单元的组装、催化剂的壁面负载技术以及微反应器中的传输现象等研究领域, 还有很多方面需要研究, 在未来微反应器中费托合成技术会得到更大的发展。     

低温费托合成蜡油加氢裂化精制技术的研究进展

低温费托合成技术因具有产品质量性好、反应耗能低、生产能力大且催化剂种类广泛等优点在煤化工领域备受关注,低温费托合成的蜡油产品可通过加氢裂化精制获取高品质清洁油品,具有巨大的应用价值。本文首先阐述了费托合成的产物特性,分析了加氢裂化过程的反应特点、双功能催化剂的碳正离子反应机理及蜡油主要反应历程。在此基础上,着重综述了蜡油加氢裂化双功能催化剂的研究进展,讨论了活性金属组分、载体以及助剂对加氢裂化过程的影响,分析表明活性金属的负载量、载体的酸量和孔道结构对催化性能有极大影响,合理优化和平衡加氢金属活性位和裂解酸性位是确保蜡油加氢裂化催化剂活性的关键。更为重要的是,基于分子筛载体的择形效应,实现载体多级孔结构和活性位的理性集成无疑会促进蜡油加氢产物的合理分布。     

Diesel production in coal-based high-temperature Fischer-Tropsch plants using fixed bed dry bottom gasification technology

Gas-to-liquids (GTL) and also coal-to-liquids (CTL) Fischer-Tropsch plants using high-temperature (entrained flow) gasification all face the same refining challenge, which is meeting the EN590 density specifications of 820 kg m⁻³ at 15 °C for the produced distillate. Fischer-Tropsch distillates can, however, be blended with high density distillates originating from sources such as crude oil, direct coal liquefaction or coal pyrolysis products, in an effort to conform to those diesel density requirements. Fixed bed dry bottom (FBDB) gasification technology can in combination with high-temperature Fischer-Tropsch (HTFT) synthesis provide a way to produce final on-specification CTL transportation fuels. Hydroprocessing FBDB gasification tar results in a distillate with high density whereas a hydrotreated HTFT distillate corresponds to a highly paraffinic product with high cetane number but low density. Both distillates can be blended to produce a market-ready final diesel which is of particular industrial importance for CTL applications in countries which have no oil but low-rank coals instead and viable options for carbon capture and storage (CCS).     

通过F-T合成技术大规模合成洁净燃料和化学品

通过F-T合成技术不仅可以生产航空煤油、柴油等优质洁净的燃油,而且还可以制取α-烯烃、高级润滑油和石蜡等高附加值化学品。F-T合成燃料油具有低硫、低氮、低芳烃的特点,燃烧排放物比传统柴油燃烧排放物大大降低,是对环境友好的燃料油。本文讨论了F-T合成产品的特点及其产品加工途径,并指出在我国加快F-T合成技术产业化进程的必要性。     

过滤技术在油浆分离中的应用

在催化裂化、加氢裂化等催化反应过程中,产品油浆中催化剂细粉不仅会导致下游设备的腐蚀和堵塞,也限制和降低了其直接作为产品、副产品的应用领域和经济价值。而对于低温费托合成反应而言,将费托合成蜡从气液固三相的浆态床反应器内分离出来,是整个费托合成工艺的的技术难点和关键之一。由此看出,油浆分离和净化技术的选择关系到以上催化反应的稳定运行和产品质量。本文回顾了目前国内外油浆过滤技术的研究及工业应用现状,总结了以美国MOTT公司为代表的金属烧结粉末和Pall公司为代表的金属烧结丝网两种主流滤芯的机械加工特性和过滤精度等特点,从操作条件、分离效率、反冲洗方式等方面进行比较,分析了各种油浆过滤技术的工艺特点,以及过滤工艺与参数对过滤效果和过滤技术选择的影响,可以为传统石油化工油浆过滤以及费托合成浆态床过滤分离技术在滤芯和过滤工艺选择等方面提供参考。     

间热径向流反应器料层厚度对煤热解特性的影响

考察了方形径向流固定床煤热解反应器中变化煤层厚度对料层升温速度及煤热解产物分布特性的影响。随着料层厚度增加,导致煤热解反应要求的时间增长,热解水和气的产率相应增加,焦油和半焦收率逐渐降低,但焦油中轻质组分(沸点低于360℃组分)含量呈升高趋势,半焦和煤气热值稍许降低。如,加热壁温度900℃、从45 mm至105 mm增加煤料层厚度时,焦油产率从7.17%(质量,下同)下降到6.26% (相对干基煤),但焦油中的轻焦油组分含量则从67%升至72.7%,半焦产率由80.0%降至77.0%,热解水和煤气产率分别由6.96%和5.91%增至8.85%和7.90%,煤气热值则由24348.5 kJ·m^-3下降至20649.2 kJ·m^-3。所得半焦的热值径向上由高温侧向低温侧逐渐降低,煤料层越厚、热值降幅越大,而相同煤料层厚度处与加热壁平行的同一轴向平面上的半焦热值基本相同。针对研究的反应器,气相热解产物在反应器内沿径向(横向)由高温料层区向低温料层区流动。在该过程中伴随着热解产物对远离加热壁的低温煤料的传热、热解生成重质组分的冷凝和在煤/半焦颗粒表面的吸附截留,进而在低温料层进一步升高温度时发生二次裂解等物理化学过程。反应器内煤层厚度越大,上述各种伴随的物化作用越显著,从而明显影响煤料层的升温及热解特性。     

微波热裂解木屑的基础研究

利用微波热裂解的方法将木屑转化为生物能源,是一种非常有前景的处理和利用废弃生物质转化为能源的工艺,考察了多模谐振腔和单模谐振腔对热裂解的影响,并研究了含水率和加热速率在微波加热下对木屑热裂解的影响,讨论了微波加热与传统加热下生物质热解机理。研究发现单模谐振腔比多模谐振腔更有助于生物质的快速热解。孔隙中的水分是微波热解生物质的主要因素,可以提高加热速率。生物质热解在微波加热与传统加热下的最大差别在于前者是由里及外的加热,可以减少二次反应的发生,提高生物油的收率和质量,固体产物炭的性质也得到了改善。热解油主要是由脂肪族含氧化合物和芳香烃类物质的复杂混合物,热解气体产物主要为CO、CO₂、甲烷和乙烷。     

八角特色资源加工利用产业发展现状

八角是我国特色天然植物资源，广泛用于香精香料、食品和医药领域。综述了八角资源量、分布情况及利用部位：世界上85%以上的八角资源产自中国的广西和云南，全国八角种植总面积47.27万公顷，八角干果年均产量约20.69万t，以果实和枝叶利用为主。介绍了八角干果、茴油等初级产品和八角油树脂、茴脑、草蒿脑、莽草酸、茴香醛等深加工产品，以及其加工工艺、质量要求和检测方法。分析了干果加工、茴油提取、精深加工和其他高价值有效成分提取等八角加工利用产业的发展现状、趋势，指出目前八角加工利用产业存在以干果原料直接食用为主、深加工利用比例很少、精深加工技术和新产品开发严重滞后等问题，并提出未来八角加工利用产业的建议与对策：提升精深加工技术、扩大新产品开发和拓宽产品应用面。     

粉煤灰合成莫来石晶须过程中的相变特征

采用循环流化床(CFB)高铝粉煤灰和煤粉炉(OF)高铝粉煤灰为原料,以AlF_3·3H_2O为导向剂,V_2O_5为催化剂,通过固相反应制备莫来石晶须。利用XRD和SEM等手段,分析了产物的物相,对产物的形貌进行了表征。探讨了原料结晶程度、合成温度及保温时间、导向剂含量等工艺条件对产物的影响,优选出合理的制备工艺参数,分析了莫来石晶须的合成反应机制。