国内外费托蜡产品技术工艺研发动态与发展趋势分析

第一节 国内费托蜡产品技术工艺研发动态

目前费托蜡在我国还属于一种新产品，国内市场上的费托蜡几乎全是从国外进口的，由此可以推测，我国目前尚未能完全掌握该产品的生产方法。而且，国内也还未见费托蜡相关技术工艺研发取得实质性进展的报道。

第二节 近年国内外费托蜡技术工艺研发成果回顾

最经典的煤间接液化技术是费－托合成法，但该方法受Schulz-Flory分布的限制，对于生成汽、柴油等液体燃料的选择性并不理想，为了提高汽、柴油等产品的选择性，一些公司研究开发了多种改进型或全新型的间接液化技术。除费－托合成法外，还有如下几种。

（1）MTG合成法。对于MTG法，Mobil公司开发了两种反应器系统，即绝热固定床反应器和流化床反应器。与固定床反应器相比，流化床的优点是可以在高温下移出反应热，催化剂与反应物混合接触良好，催化剂由于进行连续再生维持高活性，可以利用反应热来蒸发甲醇原料。

（2）Mobil两段法。在此工艺中，第一段浆态床反应器使碱性铁催化剂悬浮于液体介质中（例如费－托合成的生成油），然后将合成气以鼓泡形式通过浆态床反应器生成费－托合成产物，进入第二段ZSM-5分子筛固定床进行改质处理，以生成高品质的油类。

（3）MFT两段法。这一过程采用了两个串联的固定床反应器。合成气经净化后，进入装有费－托合成催化剂的第一段反应器，生成C1～C40的宽馏分烃类、水、少量含氧化合物，随即进入装有分子筛催化剂的第二段反应器，进行烃类的催化改质，如低级烯烃的聚合、环化、芳构化、高级烃类的加氢裂化以及含氧化合物的缩水等。这一改质过程可使产物馏分由原来的C1～C40缩小到C1～C10。

第三节 未来费托蜡国内外技术工艺研发趋势分析

从目前中国已建和拟建的煤液化项目可以看出，我国采用的煤炭液化技术全部为中外合作研发或从国外引进，主体设备全部进口，对煤炭液化技术尚处于引进消化吸收阶段。国内的煤炭液化技术尚未达到工业化规模，在煤炭液化核心技术方面也无自主的知识产权，且煤炭液化成本受煤炭价格、相关产品石油价格、水资源以及技术风险等因素影响较大。因此，在充分吸收国外液化技术的基础上，研发先进的液化技术，并使之工业化，将成为我国今后液化技术的发展趋势。

1、新型催化剂的开发与使用

催化剂的使用可以使反应速度加快，液化过程的时间缩短，液化成本降低。催化剂的性能主要取决于金属的种类、比表面积和载体等。一般认为，Fe、Co、Ni 、Ti 、W等过渡金属对氢化反应具有催化作用。这是由于催化剂通过对某种反应物的化学吸附形成化学吸附键，致使被吸附分子的电子或几何结构发生变化，从而提高化学反应活性。所以在煤液化过程中，由于催化剂的作用产生了活性氢原子，又通过溶剂媒介实现了氢的间接转移，使液化反应顺利进行。

另外，与高分子合成技术相结合，采用低成本高活性供氢体或其他低成本还原剂如甲醇等替代氢气，配合自由基湮灭剂、阻聚剂，应是研发液化新技术的思路之一。

总之，目前世界上煤直接液化的催化剂正向着高活性、高分散、低加入量与复合性的方向发展，根据美国碳氧化合物技术公司的报告，在30kg/d的两段液化工艺实验中，加入高分散的胶体催化剂（含0.10%～0.50％的铁和0.005%～0.010％的钼），这比传统催化剂的常规加人量少得多。

2、新型溶剂的开发与使用

在煤的液化过程中，溶剂的使用具有重要的作用。溶剂可及时分散催化剂和反应物，防止热解产生的自由基聚合；还可以溶解氢气，从而促进煤的加氢；可使煤与催化剂及氢气更好地接触。国内外的文献指出，煤液化经历如下两个阶段：首先是煤的溶解阶段；其次是煤的溶解产物转化为产品油阶段。因此，在催化剂存在时，热溶解在第一阶段中占主导地位；在第二阶段催化剂促进了沥青烯等产物的加氢。因此结合煤液化的反应机理，开发对氢溶解度高的溶剂，对改进煤液化工艺有着重要的意义。

3、液化工艺和设备的革新

反应器内设置外动力循环方式来实现液化反应器的返混转动模式，以提高煤、催化剂和氢的混合程度，从而提高油收率；全馏分离线加氢，供氢溶剂配置煤浆，可实现长期稳定运转。

4、配煤技术的发展

研究和评价煤的液化特性，从我国丰富的煤炭资源中选择出适宜的煤种，是一项重要的基础研究工作，不仅关系到煤炭直接液化和间接液化的工艺指标和经济效益，而且直接影响到工厂的生产年限和建设地点。根据煤质分析，将不同的煤种采用不同的配煤方式，从而获得最大的液化率和最小的生产成本。

5、煤间接液化技术与煤化工技术的融合趋势

由于煤间接液化技术的中间产品种类繁多，部分中间产品生产化工产品较生产燃料更具优势，从而促进了煤间接液化技术与煤化工技术的融合趋势。

第四节 费托蜡产品同类替代技术工艺发展

除了煤的间接液化技术之外，还有煤的直接液化技术。

煤的直接液化是在溶剂油存在的条件下，通过高压加氢使煤液化，根据溶剂油、催化剂、热解方法、加氢方式和工艺条件的不同，可将煤的直接液化分为以下几种。

（1）溶解热解液化法。利用重质溶剂对煤热解抽提，可制得低灰分的提油物；利用轻质溶剂在超临界条件下抽提，可得到重质油为主的油类。此法不用氢气，前一种工艺产率虽高，但产品仍为固体，后一种工艺抽提率不太高。

（2）溶剂加氢抽提液化法。如SRC和EDS等方法需使用氢气，但压力不太高，溶剂油的作用明显，能及时分散催化剂和反应物、溶解氢气等。

（3）高压催化加氢法。德国的新老液化工艺和美国的氢煤法均属于这一类。

（4）煤和渣油联合加工法。以渣油为溶剂，与煤一起通过反应器，不用循环油。渣油同时发生加氢裂解后转化为轻质油。美国、加拿大、德国和前苏联等国各有不同的工艺。

（5）干馏液化法。煤先经热解得到焦油，然后对焦油进行加氢裂解和提质。

（6）地下液化法。将溶剂注入地下煤层，使煤解聚合溶解，加上流体的冲击力使煤崩散，未完全溶解的煤则悬浮于溶剂中，用泵将溶液抽出并分离加工，此法可以实现煤的就地液化，不必建井采煤，所以很实用，但还存在许多技术和经济问题。
 

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