八十年代后期,國際上開始流行天然氣液化,就是把天然氣經(jīng)過重整成為合成氣,然后再經(jīng)過費托合成反應(yīng)得到油。天然氣要比煤氣干凈很多,這個時候,鈷催化劑的優(yōu)勢就比較明顯了。薩索也看到了這個趨勢,才開始重視鈷催化劑。 于是,八十年代后期,薩索在低溫費托合成方面的工作重點,就是鈷催化劑,漿態(tài)床反應(yīng)器。 鈷催化劑和鐵催化劑還是有很多不同的。價格是一個重要方面,反應(yīng)活性,以催化能力,就是單位重量的催化劑單位時間內(nèi)可以催化的反應(yīng)數(shù)量來計算,普遍來說鈷催化劑要好很多。兩個催化劑對于選擇性的表現(xiàn)也不同。除了鈷催化劑更加傾向于生成重組分的產(chǎn)物,還有一個主要副反應(yīng),兩個催化劑也不同。 這個副反應(yīng)就是水煤氣變換。還記得嗎?這個反應(yīng)是 CO + H2O -- CO2 + H2 這個反應(yīng)出現(xiàn)在煤氣化的過程里面,也用來調(diào)成得到的合成氣的氫碳比。 鐵催化劑本身就是水煤氣變換反應(yīng)的催化劑。就是說,是用鐵催化劑進行費托合成的時候,鐵催化劑在催化費托合成的同時,還要催化水煤氣變換反應(yīng)。這是好事情還是壞事情呢?看你怎么看了。 從煤氣化得到的合成氣,氫碳比比較低。復習一下,煤氣化的主反應(yīng)是這個: C + H2O -- CO + H2 理論上這個氫碳比是1。實際上,不同的氣化爐和氣化條件,得到的不大一樣。國內(nèi)常見的小型合成氨廠的固定床氣化爐,這個比例在1.3~1.7不等。而現(xiàn)代的高壓氣化爐,特別是氣流床的,氫碳比一般在0.5~0.7。當然,同一個氣化爐,也可以按照不同的下游工藝要求調(diào)整得到的合成氣的成分。不過無論如何,煤氣化得到的合成氣,氫碳比是達不到費托合成的要求的。還記得費托合成要求的氫碳比嗎? CO + 2H2 -- CH2 + H2O 我們需要的氫碳比是2。 調(diào)整氫碳比的方法,就是通過水煤氣變換。 但是煤液化的工藝里面,很少有一個專門的工段來進行水煤氣變換,為什么呢?就因為煤液化使用的費托合成催化劑基本上都是鐵催化劑,而鐵催化劑自身的水煤氣變換特點,就可以把這個氫碳比調(diào)整過來了。 鈷催化劑就不行。倒不是說鈷就不能催化水煤氣變換反應(yīng)。氧化鈷可以催化劑水煤氣變換反應(yīng),金屬鈷不可以。所以如果使用鈷催化劑,發(fā)現(xiàn)有了水煤氣變換反應(yīng),那么就是說催化劑有問題了。從工藝上來講,使用鈷催化劑,就需要添加水煤氣變換這一步,來調(diào)整氫碳比。 你看,不同的催化劑選用的工藝就有區(qū)別。我們以后詳細講。 |
|