天然氣合成油技術(shù)胡宏宇周松劉晶晶(大慶油田設(shè)計院黑龍江省大慶市163712)摘要我國應盡快開發(fā)偏遠中小氣田,主要由以下四步組成如在產(chǎn)氣(14~140)×103m3的氣田,條第一步,合成氣的制造?？諝饨?jīng)過空分裝置分件許可時可引進橇裝移動的目前國際先進的出氧氣,氧氣與天然氣反應,生成一定H2/CO比Syntroleum工藝,建設(shè)規(guī)模為500~5000桶/d的合成氣裝置,以生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)清潔柴油和高附加值的潤第二步,合成油反應。由F一T工藝使合成氣滑油和微晶蠟,這樣既可為開發(fā)偏遠中小氣轉(zhuǎn)化成含蠟烴類和少量副產(chǎn)品。田、海上中小氣田提供經(jīng)驗,又可為我國建第三步,產(chǎn)品改質(zhì)。F一T合成的產(chǎn)品經(jīng)加氫設(shè)大型合成油廠作好技術(shù)準備,從而為目前裂解或異構(gòu)化轉(zhuǎn)化成高質(zhì)量中間餾份油。無法開發(fā)管輸和液化天然氣的氣田探索一條第四步,改質(zhì)產(chǎn)品常規(guī)蒸餾。新路,縮小與國際的差距。2.2合成氣的制造主題詞天然氣合成油品需求合成氣的生產(chǎn)工藝主要有如下幾類:①蒸汽重工藝液態(tài)烴整;②部分氧化制合成氣,其優(yōu)點是比蒸汽重整投資少且效率高,但需要純氧,制氧的費用抵消了它的優(yōu)點;③部分氧化和蒸汽重整;④自熱重整工1.概述藝,其優(yōu)點是用空氣作氧化劑,成本下降,缺點是尾氣不能循環(huán),但可作為燃料利用,因此天然氣的天然氣合成液態(tài)烴技術(shù)(C)完全不同于液有效利用率不高;⑤偶合感應等離子體(ICP)轉(zhuǎn)化天然氣技術(shù)(ING)。CIL技術(shù)是在40年代德國化工藝,可從天然氣生產(chǎn)H/CO比為0.5:1-15:1用煤經(jīng)合成氣制烴類的FT工藝上發(fā)展起來的,的合成氣。ICP系統(tǒng)產(chǎn)生合成氣的轉(zhuǎn)化效率大于它利用催化劑將以甲烷為主的天然氣經(jīng)合成氣C095%,與蒸汽甲烷轉(zhuǎn)化和部分氧化不同,它無需使+H2)轉(zhuǎn)化為一種以直鏈烴為主、包含各種分子用空氣或氧氣,因此氣體中沒有不需要的氮氣或量、在常溫下穩(wěn)定的液態(tài)烴,與高品質(zhì)的原油制品CO,,使所得合成氣能很好的與FT合成相匹配極為相似。主要優(yōu)點是運輸成本較為低廉,管輸無并可使液體燃料產(chǎn)率提高50%。ICP與常規(guī)的電弧需高壓,車運無需超低溫冷卻。另外產(chǎn)品中不含等離子體不同,它沒有電極消耗。等離子氣體(試硫、金屬、烯烴、氮,比常規(guī)石油生產(chǎn)的油品更清驗中采用CO2)在可調(diào)頻率350~450Hz下通過感潔,其最終產(chǎn)品是煉廠的中間餾份——煤油、柴油應線圈,將氣體在<0.1s時間內(nèi)加熱到40000以和粗柴油,這些恰是目前世界需要增長迅速的油上,等離子體直接噴入反應室,甲烷則從等離子體品。建議采用CI技術(shù),將目前許多因經(jīng)濟或技周圍引入。H/CO比例可通過蒸汽或CO2加以術(shù)原因無法動用的天然氣資源、伴生氣、放空干調(diào)節(jié)氣、煤層氣資源動用起來,讓新型、清潔、高效的合成氣制造費用占總投資、總生產(chǎn)費用的合成油發(fā)揮更大的經(jīng)濟和社會效益60%,空分裝置投資較大是個重要原因。第二步中加氫調(diào)整H2CO比例及第三步中加氫改質(zhì)所需氫2.天然氣合成油技術(shù)氣均中國煤化外又開發(fā)了兩個新工藝2.1工藝簡介CNMHG(1Jm人啦罡 Canmet能源中心正試天然氣合成油的GTL工藝因為第二步采用圖制造一種不同類型的陶瓷膜,這種膜能從氣體混T反應工藝,又稱F—合成油工藝。合成油工藝合物中除掉氫,把甲烷的部分氧化反應向前推進,6油氣鞠播工程OCsE)第20卷第3期201.5)而且還能提供一股純氫氣流,這些氫氣能用于精敏度比鐵高,穩(wěn)定性、使用壽命比鐵催化劑長。煉,最終產(chǎn)品或者本身就是一種能源。釕作為F—T反應催化劑具有較大的科學意(2)由美國能源部資助8400萬美元的一項采義。它最有活性,能在最低的反應溫度下工作,可用膜分離技術(shù)將夭然氣轉(zhuǎn)化為管輸液體燃料的項目生成最高分子量的烴類(聚亞甲基合成知正在進行14150m3/d的中試。該項目是利用陶瓷膜催化劑對反應物有物理吸附或化學吸附,對分離天然氣和空氣流,可從空氣中生產(chǎn)99.99%以CO的吸附比對H,的吸附高出好幾倍。上純度的氧,由空氣中的氧氣轉(zhuǎn)移到天然氣中進行在GIL合成油催化劑的活性組分中以Fe、Co、部分氧化生產(chǎn)合成氣。該項目還能以較低的成本制N、Ru和h最為活躍,這些元素的鏈增長幾率大氫,該工藝使合成氣成本下降25%,預計6a后工致按如下順序:Ru>Fe~Co>Rh>Ni。Fe、Co具業(yè)化規(guī)模達42.5×l0m3/d。這項離子傳輸膜技術(shù)有工業(yè)價值,Ni有利于生成甲烷,Ru易于合成大采用漿液反應床,其優(yōu)質(zhì)液體燃料有可能與價格分子烴,Rh則易于生成含氧化合物20美元/桶或更低的原油生產(chǎn)的油品競爭。(2)反應器類型主要有管式固定床、循環(huán)流化如以上兩工藝工業(yè)化,將可降低GmL工藝中床、固定流化床和漿態(tài)床等。其中漿態(tài)床比較先弟、三步的成本。進,在工業(yè)中已投入使用,目前產(chǎn)品轉(zhuǎn)化率已達到2.3F-T反應制造合成油150~190克烴/m3的水平。F—一T工藝放出的熱量通合成氣在催化劑的作用下經(jīng)反應生成合成油、常被用來驅(qū)動制作合成氣所需的氧氣壓縮機。反應蠟及少量副產(chǎn)品,產(chǎn)品的餾份組成主要與反應器類溫度在180~250℃時主要生產(chǎn)柴油和蠟;反應溫度型、反應操作參數(shù)及催化劑等有關(guān)。在330~350℃時主要生產(chǎn)汽油和烯烴。兩條件下都(1)F-T反應合成油催化劑基本配方主要為會產(chǎn)生一種混合產(chǎn)品,產(chǎn)物的精煉比原油產(chǎn)品精煉Fe、Co、Ru等。鐵催化劑可通過沉淀、燒結(jié)或熔容易。融氧化物混合而制得。沉淀鐵只能用于低溫操作而熔融鐵則要求在高溫下操作。沉淀鐵催化劑具有3.結(jié)語高比表面、大孔容和高活性;而燒結(jié)催化劑具有低比表面,小的或者沒有孔容和低活性;熔融催化劑合成油工業(yè)在國外發(fā)展較快,有殼牌公司采用的比表面、孔容及活性則更低。SMDS工藝在馬來西亞的1.25×10桶/d中間餾份具有潛在商業(yè)化價值的鉆催化劑的典型組成為油裝置,南非Sal公司的SPD、SAS工藝,埃克鈷、微量的第二種金屬(通常為貴金屬)氧化物森公司的AGC-21工藝, William公司的 Gascat工助劑和一種載體。藝, Syntroleun公司的自熱式ATR工藝。其中Sn鐵佳化劑壽命低于鉆催化劑,產(chǎn)品選擇性和反mlcm公司的ATR工藝適用于中小偏遠氣田,如應速率不如鈷催化劑,但價格低。鐵催化劑的轉(zhuǎn)化建500桶/d裝置,需14×10m3/d天然氣,儲量(3率受反應物水的抑制效應的影響,而鈷催化劑不受30)×10m3的氣田均可受益。對原料組成要求這種影響。鐵催化劑的催化性能更易通過助劑調(diào)不高,含CO2、N的天然氣,煤層氣均可作原料節(jié),但對操作條件缺乏靈敏性。研究表明:鈷比鐵可安在駁船或托車上成為流動工廠。合成產(chǎn)品更接近FS—A分布,碳鏈增長幾率對鑒于世界發(fā)展趨勢及我國下一步科技發(fā)展方鈷、鐵明顯不同,對鐵催化劑可以通過加入助劑向,即“輕變重,氣變液”,我國應盡快開發(fā)偏遠如鉀)實現(xiàn)控制,或微調(diào)反應器溫度及HCO比中小氣田,如在產(chǎn)氣(14-140)×10m/d的氣率,而對鉆催化劑可以通過提高反應壓力來改變選田,條件許可時引進可橇裝移動的目前國際先進的擇性。鐵對壓力的影響不大敏感,但在2.5MPa時 Syntroleum工藝,建設(shè)規(guī)模為500~500桶/d,以生也可看岀有一最大值。若以柴油為目標產(chǎn)物,對鈷產(chǎn)優(yōu)質(zhì)清潔柴油和高附加值的潤滑油和微晶蠟,這使化劑而言,低壓操件C=W2)會造成圓度樣既中國煤化工海上中小氣田提供經(jīng)CNMH油廠作好技術(shù)準備,中間餾份油。鈷催化劑要獲得合適的選擇性,必須從而為日肌無江開友官和化天然氣的氣田探索在低溫度下操作,使反應速率下降,產(chǎn)烯烴少。鈷條新路,縮小與國際的差距。催化劑產(chǎn)品選擇性對H2/CO比、壓力和溫度的靈收稿日期20010-10編輯樊韶華)油氣田地面工程OGsE)第20卷第3期2001.5)7