費托合成及其產(chǎn)品精細化加工技術分析

祁稞翔

摘 要：費托合成是氣體液化技術的重要部分，其能夠?qū)γ汉吞烊粴獾任镔|(zhì)實施催化合成等加工技術，形成潤滑油或者燃料等產(chǎn)品。本文就費托合成及其產(chǎn)品精細化加工技術進行探究，對費托合成原理進行簡單分析，同時深度探究其產(chǎn)品精細化加工技術的具體應用措施，旨在為相關工作人員提供幾點參考意見。

關鍵詞：費托合成;產(chǎn)品;精細化加工技術

引言：隨著科技的進步，煤炭的深度加工技術水平也在不斷提升，通過對煤炭的深度分解與合成，其產(chǎn)物有著非常廣闊的發(fā)展空間。利用費托合成技術來對煤炭資源進行深度的精加工，不僅能夠有效提升企業(yè)的生產(chǎn)效益，同時能夠明顯提高煤炭的使用效率，因此，相關研究人員應不斷提升相關的技術水平，提高整體的反應效果，從而促進我國煤炭行業(yè)的進一步發(fā)展。

1費托合成工藝概述

費托合成又被稱為F-T合成，通過將氫氣與一氧化碳的混合氣體與催化劑進行反應，生成液態(tài)烴類物質(zhì)或者碳氫化合物等產(chǎn)品的技術。在反應過程中主要以生成烴類產(chǎn)品為主，一般情況下依據(jù)的反應方程式為：

（2n+1）H2+nCO→CnH（2n+2）+nH2O

式中n值一般在10-20之間，在n=1時，產(chǎn)出物為甲烷，為無用產(chǎn)物。在該過程中生產(chǎn)的烴類物質(zhì)一般適合作為燃油材料。在反應過程中往往需要使用相應的催化劑，一般反應中使用的催化劑多為金屬催化劑，如鎳、過渡金屬鈷、鐵等。不同催化劑有一定的產(chǎn)物偏向，但在目前的費托合成工藝中，最為常用的催化劑為鐵，其不僅易得，同時具有較強的催化效果[1]。含鐵類的催化劑包括：熔鐵催化劑、沉淀鐵基催化劑、負載鐵催化劑。不同的催化劑的效果有一定偏向，管理人員可以根據(jù)實際的需求來選擇相應的催化劑種類。

在費托合成過程中根據(jù)反應溫度大致分為兩種，其一是低溫費托合成工藝，其反應過程中的溫度在280℃以下，一般使用固定床作為反應容器，生產(chǎn)出的產(chǎn)品一般為柴油和高品質(zhì)的蠟。在低溫費托合成中常用的技術為SasOl固定床工藝、SSPD漿態(tài)床工藝、上海兗礦能源漿態(tài)床工藝，在反應過程中，一般使溫度保持在240℃作用，壓強為2.5MPa，隨后送入反應容器中進行加工處理，最終產(chǎn)生相應的產(chǎn)品。其二是高溫費托合成工藝，該反應過程中，溫度一般在300℃以上，使用流化床作為反應容器，主要的產(chǎn)品為汽油、柴油和含氧有機化學物。在生產(chǎn)過程中，常用的合成工藝主要為：①SAS固定流化床工藝，在反應時保持溫度為340℃，壓力為2.5MPa。相比其他工藝技術，SAS固定流化床工藝在運行的過程中，整體的效率較高，并且成本相對較低，并且催化劑床的層壓較低，整體工藝操作較為簡單，適合用于大型的生產(chǎn)加工企業(yè)，能夠選擇生產(chǎn)不同類型的燃油，且一氧化碳的轉化率較高，具有較為優(yōu)良的生產(chǎn)效率[2]。②上海兗州高溫費托合成工藝，該技術在運行的過程中，溫度在330-360℃的范圍內(nèi)，壓強為4.0MPa，主要利用煤炭氣化后產(chǎn)生的氫氣等進行作用，在催化劑的影響下，產(chǎn)生烴類產(chǎn)品和含氧化合物。整體工藝的運行過程中，各個環(huán)節(jié)的操作較為簡單，并且對煤炭資源的實際利用率較高，不易對設備產(chǎn)生破壞，具有良好的轉化效率。

2煤炭精細化加工技術

2.1費托蠟加工技術

費托蠟是煤炭在進行費托合成過程中的附加產(chǎn)品，其屬于烷烴類物質(zhì)，具有較為廣泛的用途。費托蠟的分子量相對較低，并且由直鏈構成，結晶度高，在使用的過程中能夠降低大分子鏈的黏度，具有較為優(yōu)異的潤滑效果。在使用時，少量產(chǎn)品即可發(fā)揮出應有效果，且費托蠟具有較強的抗氧化性，在長時間使用的條件下仍保持較為良好的質(zhì)量。與其他種類的蠟相比，其適用范圍較為廣泛，能夠作為內(nèi)外潤滑油進行使用，有效降低摩擦力，促進流動，使作業(yè)過程的效果得到提升。

費托蠟是煤基合成油的系列產(chǎn)品，在生產(chǎn)過程中，最重要的影響因素是反應過程中的催化劑。通過調(diào)整催化劑能夠?qū)M托蠟的質(zhì)量和型號產(chǎn)生影響。在一般情況下，常用的催化劑為鐵和鈷，其中鐵基催化劑在低溫反應中的使用較多，通過將鐵基催化劑進行熔融和粉碎，添加相應的化學助劑，使反應效果得以有效提升。

費托蠟生產(chǎn)完畢后應對其進行進一步的加工處理，提升其實際的使用效果，首先，加工成為潤滑劑，作為PVC生產(chǎn)過程中的潤滑劑，使產(chǎn)品的光澤性和擠出效果得到提升。其次，將費托蠟與EVA基熱熔膠進行融合，使熱熔膠性質(zhì)得到提升，具有明顯的耐熱性和快干性。最后，對費托蠟進行粉碎，并與油墨進行混合使用，增加油墨的潤滑效果，提高使用效率。

2.2液相產(chǎn)物加工技術

煤炭費托合成過程中產(chǎn)生的液體產(chǎn)物，其主要為輕質(zhì)油和重質(zhì)油，在液相產(chǎn)物進行進一步加工處理后，能夠得到不同分子量的烯烴等物質(zhì)，按照分子量對其進行分類，并按照相應的方法進行相應的加工，得到不同產(chǎn)物，提高精加工的實際效果。將不同分子量的產(chǎn)物進行分類，使用碳原子數(shù)量進行區(qū)分，根據(jù)區(qū)分后物質(zhì)的特點進行加工：第一，對C5-C7分子量范圍的液相產(chǎn)物進行分析，通過專門的萃取等技術，得到1-乙烯產(chǎn)品，該產(chǎn)物能夠進行深度加工，形成聚乙烯產(chǎn)物或者相應的醇類物質(zhì);第二，對C7-C9類產(chǎn)物進行精加工，得到相應的1-辛烯類物質(zhì)，將其作為原料能夠生產(chǎn)生物乳化劑，或者直接利用其進行聚合物的構建，目前該技術在我國的應用相對較少，聚合物的構成技術多由國外壟斷，在一定程度上不利于我國的烯烴類物質(zhì)的深加工行業(yè)發(fā)展。第三，對C9-C12類產(chǎn)物進行精細加工時，主要通過其來生產(chǎn)聚α烯烴，使用聚合和催化等化學反應技術，使乙烯聚合成為烯烴，再進一步氫化合成。通過該方式制成的PAO具有較強的耐熱性和抗氧化效果，能夠在高溫和低溫中保持較為良好的潤滑效果，具有較強的實用性。

2.3氣相產(chǎn)物加工技術

在對煤炭費托合成后產(chǎn)生的氣相產(chǎn)物進行加工時，其中主要的產(chǎn)物為α-烯烴、烷烴和環(huán)烴，以及含氧化合物，氣相產(chǎn)物種類相對較多，應利用不同的精細加工技術，對產(chǎn)物進行細化加工，提升其實際的作用效果。使用分離提純的方式，對氣相產(chǎn)物進行深度加工，通過對氣體的變壓吸附等技術來對混合氣體進行分類，其中產(chǎn)生的丙、丁烷和丁烯可以直接作為燃氣進行銷售，其他的氣體進行統(tǒng)一的分離和管理，提高其精細化加工效果。

使用專業(yè)的分離設備，在設備和催化劑等方式的影響下，提高氣體產(chǎn)物加工的效果。使用過程中通過專門的反應過濾儀器，對設備進行安裝和連接，了解不同級別綜合反應特點進行調(diào)整，提升氣體分離的效率，從而提高對氣相產(chǎn)物加工的效果。

2.4反應水加工技術

在對煤炭進行費托合成過程中，其內(nèi)部通過對煤炭氣化后的氣體進行催化，產(chǎn)生液相產(chǎn)物，合適的費托合成過程中的產(chǎn)物，有一部分存在于反應水中，因此需要對反應水進行加工，提高對產(chǎn)物的使用效率。在反應水中，主要的產(chǎn)物為含氧化合物、醇類物質(zhì)、醛類和酸類等物質(zhì)，在分解處理時，應按照不同的工藝技術進行分離加工，并對產(chǎn)物進行分類使用。

常用的加工技術包括：過濾、萃取、加氫處理、脫氫處理等技術，對反應水中的物質(zhì)進行有效轉化，將不同的產(chǎn)物進行分離，在產(chǎn)物分離后進行合理加工，使其能夠正常使用。同時減少反應水中的物質(zhì)含量，避免廢水排出時對環(huán)境產(chǎn)生較大污染。

結論：綜上所述，在對煤炭進行加工時，可以使用費托合成工藝得到相應的產(chǎn)物，通過不同技術對合成后的產(chǎn)物進行進一步精加工處理，能夠有效提升化學反應產(chǎn)物的設計利用效率。通過費托合成工藝和相關的精加工技術，能夠有效提升煤炭的利用率，同時為煤炭的清潔化使用提供了新的方向，相關研究人員應加大研究力度，開發(fā)新的產(chǎn)品加工技術，從而不斷促進煤炭精加工行業(yè)的發(fā)展。

參考文獻：

[1]張永鑫，李令網(wǎng).費托合成油品加氫精制的工藝條件及產(chǎn)品探析[J].化工管理，2020，NO.546（03）：196-196.

[2]梁雪美，張慧佳，李艷.煤基費托合成柴油產(chǎn)品特性及調(diào)和實驗研究[J].合成材料老化與應用，2019，048（006）：104-108，144.