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GTL清洁燃料生产技术

称艾哈迈德1＊

1阿利格尔穆斯林大学理工学院应用科学部，北方邦阿利格尔20202 002。

DOI:http://dx.doi.org/10.12944/CWE.1.1.02

全世界都需要清洁、可靠和负担得起的能源。需要新技术来从“搁浅”地区开采更多的石油和天然气。这项工作是基于气液(GTL)转化天然气通过费托合成(FT)。在实验室中制备了不同组成的Fe & Co基催化剂，并对其FT反应性能进行了检验。有限公司& H2(从天然气来源)按要求的比例混合，并允许通过催化剂床合成复杂的碳氢化合物，然后冷凝成液体产品，即柴油、煤油、汽油等。合成的产品不含SOx和NOx，对环境友好。此外，它具有良好的燃料特性，这表明了GTL技术在未来的重要性。


GTL;费;天然气;液态碳氢化合物

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清洁燃料生产技术。Curr World Environ 2006;1(1):07-10 DOI:http://dx.doi.org/10.12944/CWE.1.1.02

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收到: 2006-03-25
接受: 2006-05-21

介绍

GTL是使用天然气1制作清洁的多功能液体燃料。天然气有大量可用，储备不习惯与石油原油相同。有许多潜在的富有的气田未钻出（大约2500TCF天然气，近一半的经过验证的储备在地面留在地上），因为需要铺设昂贵的管道来运输气体。船舶，火车或卡车运输要昂贵得多，但甲烷的大容量作为气体可防止其在散装中运输。GTL技术有可能利用天然气或富含甲烷的任何其他资源，煤层甲烷，来自废物和流出物厌氧处理，天然气水合物和炼油厂的沼气。7 - 12另外一个优点是，现有的柴油发动机可以不经改装就使用GTL燃料，这是CNG和LNG等替代燃料的缺点。2特别是GTL柴油，是超清洁的，无硫的，非常高的炼油厂柴油范围45-50。由于其清洁特性，GTL燃料是燃料电池的优良原料。6虽然液化天然气(LNG)是实现这一目标的一种方式，但需要不断将LNG保持在非常低的温度是一个缺点，有时是一个严重的缺点。这就引出了GTL的另一个领域，即通过费托合成(FTS)将天然气转化为用作燃料和化学原料的液体。这个过程主要包括两个步骤。3 - 5

步骤1

合成气生成:天然蒸汽重整气体导致甲烷转化为氢气和一氧化碳的混合物。

2 ch4+ O2= 2co + 4h2

步骤2

合成气转换:转换公司+ H2混合物通过FT合成得到所需的产品。

图 - 1：Fe催化剂（GHSV = 500 / h）
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实验

实验程序是在不同的反应条件(温度、压力和空速)下，使用合适的催化剂将特定比例的合成气转化为柴油、汽油、煤油等中间馏分。制备了两种不同的催化剂(一种铁基催化剂和一种钴基催化剂)，并对每种催化剂进行了实验。

图- 2:Fe催化剂(GHSV = 300/h)
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过程描述

实验在100ml固定床反应器(FBR)中进行。反应器内装有预热器、温度控制装置和发电机气体混合质量控制装置。一个公司2分析仪连接到出口线。Dynablander连接到预热器上，用于控制一氧化碳和氢气的流动。尾气与气相色谱仪(chemto,GC 1000)进行在线连接，用于分析出反应器的气体。

表-1：ASTM蒸馏*此样本的报告

没有。 大量体积馏分 真正的沸点,oC
1 IBP 117
2 30. 176
3. 50 195.5
4 80 277
5 90 343.5
6 出口押汇 416

*在德拉敦IIP进行的分析

将合成气转化为液态烃的工作是由铁催化剂开始的。在反应器中充入30cc制备的铁催化剂。在合成运行开始前，用氢气还原催化剂。(前4小时- 150oC，接下来的4小时-250oC, GHSV -1500 h－1）.

还原后，进行合成气(CO + H)的合成2混合物)。(催化剂体积= 34cc，温度= 220oc - 180oC、压力= 20kg/cm2， GHSV = 600h－1-300 h－1H2+公司比= 1.75)。公司和H2从气缸中喂食并通过质量流量控制表将它们混合在所需的比例中，将其送入预热器。气体预热在150左右完成oC，然后它被送入反应堆。通过不断改变反应条件(温度、压力、空速)，合成过程持续了近110小时。尾气的气相色谱分析是定期进行的。

接下来，使用钴催化剂进行实验。首先用氢气将催化剂还原50小时。(前10个小时= 325小时oC、接下来40小时= 450oC，GHSV = 1500h－1）.之后，进行合成运行。（催化剂体积-30cc，温度= 200oc - 240oC、压力= 25公斤/厘米2, GHSV = 500 h－1-300 h－1H2+ CO比率= 2.0）。在不同温度下在不同温度下进行一定持续时间进行反应。然后蒸馏收集的液体烃。GC和蒸馏结果如下讨论。

图- 3:钴催化剂(GHSV = 500/h)
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图- 4:钴催化剂(GHSV = 500/h)
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结果与讨论

铁催化剂

用气相色谱法分析了尾气中CO的含量。CO转化率随温度变化的结果如图-1所示。观察到，在500h的空间速度下－1，压力20公斤/厘米2和H2/CO = 1.75时，反应的适宜温度为210oC.在这个温度下，大部分一氧化碳被转化为生成物，有利于反应进行。温度进一步降低至200℃oC导致CO的转换较低。

然后将气体每小时的空速(GHSV)降低到300h－1保持其他参数常数，反应在080的不同温度下进行oc - 210oC。

结果在图2中绘制。-2。它再次观察到转换更大在210oC。

钴催化剂

在两个不同的GHSV下进行合成(500小时)－1& 1000 h－1)，钴催化剂(30cc)。结果分别绘制在图3和图4中。从图中可以看出，两种空间速度(压力= 25kg/cm)的最佳温度2H2/CO =2.05)似乎在220左右oC对于钴催化剂。

用钴催化剂从2号工序收集的液体产品被蒸馏。此样品的ASTM蒸馏*报告在
表1。

从表格中可以看出，中间馏分（TBP = 176-343oC）的产量为60％，这是非常令人鼓舞的。

结论

在目前的调查中，已经做出了努力已经做出了研究铁和钴的活动合成气转化为液体的催化剂碳氢化合物。从工作的开展，得出以下结论:

  1. 影响反应的变量是-温度，压力，进料H2/CO比，气体时空速等。
  2. 因为反应是放热的，所以有一个最高最适温度每个分数的选择性。FT.在这个温度下有利于合成范围180oC-210oC固定床反应器研究。
  3. 理论上，低H2/CO比会增加对烯烃的选择性，较高的分子增加碳氢化合物的重量，增加碳的含量而高的H2/CO比则会增加产品的选择性较高的H/C比，即较低的烷烃尤其是甲烷。在本研究中H2/CO的比例1.75 - -2.05之间的不同。
  4. 随着空间速度的减小铁催化剂可增加转化率。
  5. 在测试的两种催化剂(铁和钴)中转换以及期望的产量钴催化剂产率高。
  6. 使用稀释剂具有使用方便的优点把热量拿出来，但有缺点这可能会降低单位体积饲料的产量。为了检验其他变量的影响，稀释剂(氮)的影响保持不变最小值。

参考
  1. Wilhelm-Fischer，D.J.Tropsch：未来派观点，燃料加工技术，（2001）71：139-155。
  2. Tindall，B.，船员，A。，天然气加工;将清洁燃料带到市场，3月（1998年）18-20。
  3. Espinoza，R.L.，Steynberg，A.P.，Jager，B.，Vosloo，A.c。，应用催化，A（1999）186：13-26,41-54。
  4. 干，M.E.，Anderson，J.，Boudard，M。，（EDS），Fischer-Tropsch过程，催化，科学和技术，（1981）1：319-343。
  5. 干法，应用催化，(2002)71:227-241。
  6. 陈志强，陈志强，陈志强。催化技术的发展与挑战，中国催化学报，(2003)2:82-99。
  7. Sault，AG，Datye AK，催化杂志140,136-149
  8. “合成液体燃料之化学与技术”，第20章:282-309页
  9. P.H.埃米特-催化Vol.I，基本原理(第一部分)，第7章
  10. Chadwick D，VG K.L.，化学工程科学（1999）54：3587-3592。
  11. 《合成气体的反应》，《燃料加工技术》，(1996)48:189-297。
  12. 亨利H.斯托奇，罗伯特B.安德森，费希尔和相关合成，1-35
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