Сравнение состава продуктов синтеза Фишера-Тропша на кобальтовом и железном катализаторах.

Продукты синтеза	Кобальтовый катализатор, под средним давлением	Железный катализатор, под средним давление
Фракция С3-С4	10%	32%
Бензин	30%	56%
Дизельное топливо	33%	8%
Остаток	27%	4%

Из таблицы видно, что использование железных катализаторов более выгодно, чем кобальтовых. Катализаторы синтеза Фишера-Тропша должны обладать высокой механической прочностью и устойчивостью к перегревам. Их селективность по целевым продуктам должна быть выше 95%, а селективность по метану – основному побочному продукту – ниже 5%. Эти показатели катализаторы должны демонстрировать при высокой нагрузке по газу, объемная скорость подачи синтез-газа не менее 1200-1500 ч-1 (рабочая объемная скорость 150 ч-1). Синтез углеводородов из СО и Н2 является сильно экзо термической реакцией. Энтальпия образования ее продуктов составляет – 165 град.С. В расчете на 1 м3 синтез газа это составляет 600 ккал. Таким образом, важным факторм безопасности, возникающей при реализации процесса, является отвод образующегося тепла.

Прайс-лист на установки каталитической полимеризации ПОТРАМ-ФТ

Количество перерабатываемого сырья в сутки	Стоимость установки ПОТРАМ-ВА (в тыс. руб.)
1 тн	1 000
2 тн	1 538
5 тн	2 959
10 тн	4 522
20 тн	7 003
50 тн	13 466
100 тн	20 718
200 тн	31 873
500 тн	61 295
1000 тн	94 300

История

После изобретения процесса германскими исследователями Францем Фишером и Гансом Тропшом, работавшими в Институте кайзера Вильгельма в 1920-е было сделано множество усовершенствований и исправлений и название «Фишер-Тропш» сейчас применяется к большому количеству сходных процессов (синтез Фишера-Тропша или химия Фишера-Тропша) Процесс был изобретён в бедной нефтью, но богатой углём Германии в 1920-е для производства жидкого топлива. Он использовался Японией и Германией во время Второй мировой войны для производства альтернативного топлива. Годовое производство синтетического топлива в Германии достигло более 124 000 баррелей в день ~ 6,5 миллионов тонн в 1944 году. После войны взятые в плен германские учёные участвовали в операции «Скрепка» продолжая работать над синтетическими топливами в США в Бюро горной промышленности США. Впервые синтез углеводородов из смеси СО и Н2 был осуществлён в начале XX века: Сабатье и Сандеренсом был синтезирован метан, Е. И. Орловым — этилен. В 1913 г компания BASF взяла патент на получение смесей углеводородов и спиртов из синтез-газа над подщелоченными Co-Os катализаторами (в дальнейшем это направление вылилось в создание процесса синтеза метанола). В 1923 г немецкие химики Ф.Фишер и Г.Тропш, сотрудники компании Ruhrchemie, сообщили о получении кислородсодержащих продуктов из синтез-газа над Fe катализаторами, а в 1926 г — углеводородов. Первый промышленный реактор был пущен в Германии в 1935 г, использовался Co-Th осажденный катализатор. В 1930-40-е гг на основе технологии Фишера-Тропша было налажено производство синтетического бензина (когазин-I, или синтин) с октановым числом 40-55, синтетической высококачественной дизельной фракции (когазин-II) с цетановым числом 75-100 и твёрдого парафина. Сырьем для процесса служил уголь, из котоого газификацией получали синтез-газ, а из него углеводороды. К 1945 г в мире имелось 15 заводов синтеза Фишера-Тропша (в Германии, США, Китае и Японии) общей мощностью около 1 млн.т углеводородов в год. Они выпускали в основном синтетические моторные топлива и смазочные масла. В годы после второй мировой войны синтезу ФТ уделяли большое внимание во всём мире, поскольку считалось, что запасы нефти подходят к концу, и надо искать ей замену. В 1950 г был пущен завод в Браунсвилле (Техас) на 360 тыс. т/г. В 1955 г южноафриканская компания Sasol построила собственное производство, существующее и развивающееся до сих пор. В Новочеркасске с 1952 работала установка мощностью около 50 тыс. т/г, использующий вывезенное из Германии оборудование. Сырьем служил сначала уголь донецкого бассейна, а затем природный газ. Немецкий Co-Th катализатор был со временем заменён на оригинальный, Co-Zr. На заводе была установлена колонна точной ректификации, так что в ассортимент продукции завода входили индивидуальные углеводороды высокой чистоты, в том числе ?-олефины с нечетным углеродным номером. Установка работала на Новочеркасском заводе синтетических продуктов вплоть до 1990-х годов и была остановлена по экономическим причинам. Все эти предприятия в значительной степени заимствовали опыт немецких химиков и инженеров, накопленный в 30-40-е годы. Открытие обширных месторождений нефти в Аравии, Северном море, Нигерии, Аляске резко снизило интерес к синтезу ФТ. Почти все существующие заводы были закрыты, единственное крупное производство сохранилось в ЮАР. Активность в этой области возобновилась к 1990-м годам. В 1990 г компания Exxon запустила опытную установку на 8 тыс. т/г с Co катализатором. В 1992 г южноафриканская компания Mossgas построила завод мощностью 900 тыс. т/г. В отличие от технологии Sasol, в качестве сырья здесь использовался природный газ с шельфового месторождения. В 1993 году компания Shell запустила завод в Бинтулу (Малайзиия) мощностью 500 тыс. т/г, используя Co-Zr катализатор и оригинальную технологию «средних дистиллятов». Сырьем служит синтез-газ, получаемый парциальным окислением местного природного газа. В настоящее время Shell строит завод по той же технологии, но на порядок большей мощности в Катаре. Свои проекты в области синтеза ФТ разной степени проработки имеют также компании Chevron, Conoco, BP, ENI, Statoil, Rentech, Syntroleum и другие.