主题：【原创】萨索故事（39） -- 橡树村
家园 大家都心知肚明么 萨索可能不会把新东西放到中国。
萨索和壳牌相比毕竟是小公司，而且也缺乏在中国做事情的经验，不向壳牌已经在中国玩了二三十年。
关于中国项目，萨索内部的分歧很大，而技术方面，一方面要了高达10亿美元一个厂子的技术使用费，另一方面打算给中国那个淘汰的循环流化床。
当然这些只是猜测，最终如何，还不知道呢。
萨索也在考虑投资者两个项目，这样会好一些，但是萨索目前直接和副总理级的人物打交道要政策，困难比较多。
家园 真是长见识 个人觉得，萨索的技术极其有必要引入国内，不完全是从经济角度，也是从国内能源安全角度出发，就象二战中的德国一样，如果没有煤液化，估计战争根本打不到45年。
但又觉得，对煤液化项目的国内前景不看好，这是一个名副其实的长线项目，如果用一般的投资回报率去衡量，项目恐怕干不长，尤其是应该建立一个类似政府补贴的平衡基金，用于在油价涨跌的过程中削峰补谷，不然的话，一次大的调整就足以让项目完完！
家园 【原创】萨索故事（47） 天然气液化的投资比较大，所以要进行天然气液化，有几个条件必须要符合：
1 储量足够大的价格便宜的天然气源。原料便宜对降低成本帮助多多。大约在立方米3-5美分的样子，还比较合适。价格再搞就比较困难了。
2 当地最好以一些基础设施。这样可以降低工厂的建造成本。
3 有一定的合适的产品市场。这样可以保证产品的出路。
4 适合的投资环境。这就需要一些国际大环境和当地的政府的措施保证资金的回收。
在90年代后期，很多天然气储量丰富的国家都宣布了天然气液化项目。我这里有一个列表，截止到2004年底。看看有多热闹：
已经运行的：
PetroSA 47 000 bpd 南非 萨索高温合成技术
Shell 12 500 bpd 马来西亚 壳牌低温合成技术
建造中的（现在已经投产）
Oryx 34 000 bpd 卡塔尔 萨索低温合成技术
宣布但是还没有开工的：
Oryx II 66 000 bpd 卡塔尔 萨索低温合成技术
Oryx III 130 000 bpd 卡塔尔 萨索低温合成技术
Matathon 90 000 bpd 卡塔尔 Syntroleum低温技术
ConocoPhollips 160 000 bpd 卡塔尔 Conaco低温技术
Shell 140 000 bpd 卡塔尔 Shell低温技术
CNL&NNPC 34 000 bpd 尼日利亚 Sasol低温技术
Rentech 10 000 bpd 玻利维亚 Rentech低温技术
Rectech 16 000 bpd 印度尼西亚 Rentech低温技术
Yakutgazprom 13 000 bpd 俄罗斯 Syntroleum低温技术
最近几年还有伊朗，阿尔及尔，菲律宾，澳大利亚，委内瑞拉等等国家宣布天然气液化项目。
萨所选用的天然气液化工艺，和煤液化工艺还是有所不同的。
天然气液化使用钴催化剂，得到的产物阿尔法值很高。实际上，浆态床的条件下，得到的产物的低碳烃比例很低。这样，煤液化工艺里面的大循环，就是将甲烷在重整返回合成气这样的循环，就没有必要了。所以目前已经公布的低温天然气液化工艺中，都没有这个大循环。
但是我们介绍过，浆态床反应器里面，转化率不能太高。因为如果转化率太高了，体系里面的水含量就会增加，会造成催化剂的粉化，中毒，从而影响体系的稳定，增加操作难度，增加成本。
取消了大循环，就意味着没有反应的合成气就不能再作为原料使用了，这些合成气可以作为燃料自用。但是转化率低怎么办呢？可以增加小循环。就是在反应器周围进行循环。浆态床得到的气体的大部分直接循环回到原料气中。由于经过反应器以后，气体压力下降，就需要压缩提高压力。
实际上萨索使用的ARGE低温工艺，就有这样的小循环。只不过由于ARGE工艺产生的甲烷量很多，所以ARGE工艺就还有个大循环。
公开的其他的低温合成工艺里面，还有使用两级反映串连的。比如壳牌就使用了两级反应器。这样的目的是为了进一步增加转化率。萨索在卡塔尔Oryx项目中使用的天然气液化工艺，只有一级。
萨索使用的是丹麦公司Topsoe的天然气部分氧化重整技术，制氧仍然使用的是法液空。得到的产物包括液化石油气，石脑油，柴油和蜡。液化石油气和石脑油、柴油可以作为产品出售。卡塔尔的项目中没有对蜡进行进一步加工，而是使用Chevron的技术，对蜡进行了裂解。裂解以后的产品主要是柴油，还有石脑油和液化石油气。
这个项目的石脑油没有再费劲转化为汽油，而是准备直接出售给裂化企业生产乙烯。
本帖一共被 1 帖 引用 (帖内工具实现)家园 目前世界上做得最好的是不是萨索和壳牌？ 另外，俄罗斯的技术是从哪里来的？
家园 俄罗斯有自己的技术 科技界歧视也很厉害的，一般不考虑什么来自于俄罗斯，中国，印度的东西。虽然也有不少好东西。我现在就打算把一些中国的好东西拿出来卖。
俄罗斯有自己的研究，但是后来九十年代俄罗斯的科技界受到的打击太大，很多研究人员都跑了，现在美国，澳大利亚很多的研究其实都是俄罗斯人在做。
我组里有个项目，是在圣彼得堡的，不过和我们合作的是美国投资的，在洪都拉斯注册的，俄罗斯的合成气制备技术。目前正在中美洲找地方做中试。
目前GTL也只有壳牌和萨索有大规模生产，自然是这两家最好。没经过大规模生产的，毕竟不能叫成熟。
家园 这么看国内天然气价格太贵了。 大约在立方米3-5美分的样子西气东输到华东的落地价要一元多，卖到我们家里两元四。
家园 到最终用户手上价格自然要高 天然气的运输成本非常高。
我只得价格是产地价格。
国内陕北的天然气，给化工厂的价格是每立方六毛。但是现在企业再去要，就在每立方一块二以上了。
你想想这个气再运到上海，然后再储存，配送，成本要多高。
家园 【原创】萨索故事（46） 世界上的天然气储量还是比较多的。按照BP公布的数字，2006年底，可开采原油一共有12082亿桶，按照目前的开采速度，还可以开采40年；已证实的天然气储量，是181.46万亿立方米，相当于原油1633亿桶，按照目前的开采速度，还可以开采63年。虽然也不是无穷无尽的能源，但是一些偏远地方的天然气还没有开采，需要利用。
世界天然气的分布
天然气的利用有这么几种方法，一是作为能源，直接提供给居民或者工业应用。由于目前剩余的大气田距离人口密集，工业发达的地区很远，这种方法只能消耗很小比例的天然气。二是点火放掉。这就会产生二氧化碳排放问题，所以大家都有反对意见。然后就是送回地下，来保证油田的压力，这样做其实也不便宜，而且也需要消耗能量。然后呢，就是把天然气降温，加压，把天然气变成液体，然后可以运输到需要的地方，这个方法叫做液化天然气LNG。
最后呢，就是我们要讲的，把天然气在产地附近直接合成成为燃料油，然后输送到最终市场，这个方法，叫做天然气液化，GTL。
其实天然气液化不是头一回热起来。在上个世纪，天然气的利用至少炒过三次。
第一次是40年代后期。这个时候，大的油田还没有发现很多，而石油的重要性却日渐突出，于是就有一些利用天然气的研究。我们前面提到的固定流化床的研究就是这个时候。
这一次，由于五十年代初期一些超大规模的油田的开发结束。
第二次是70年代后期。两次石油危机使得人们终于发现，原来石油还有用得完的那一天，于是开始了替代研究。天然气作为一个非常方便的候选成为热门。这一次，高峰是1980年代中期美孚在新西兰建造的从天然气制备合成气，然后再合成甲醇，然后再合成汽油的MTG路线。大约在1984年，工厂建成，运行良好，技术完全成熟。但是1980年代中期油价大幅下跌，这个工厂只能关闭。第二次热潮结束。
这条路线在技术上的成功，导致了后来的甲醇制烯烃MTO和甲醇制丙烯MTP两条路线的开发，并有公司宣布开发成功。
MTG的过程中，就生成大量的乙烯和丙烯。通过对反应工艺和催化剂的调整，可以提高乙烯和丙烯收率。如果生成的乙烯多，工艺就叫做MTO。这方面最成熟的技术是美孚的，国内也有相关研究，去年完成了一个中试厂的运行。MTO使用的是循环流化床反应器，不过由于使用的催化剂是分子筛，一种结构不是很结实的氧化物，这条路线的经济型还是有待工业验证。鲁奇使用固定床技术，得到了以丙烯为主要产品的MTP工艺，并宣布成熟。不过目前MTG,MTO,MTP还都没有工业化。目前对这些技术最感兴趣的是中国。
南非在1980年代初期考虑过MTG的路线生产汽油，花了两年的时间进行相关考察和可行性研究，但是后来美孚决定不向南非出售该技术，导致计划流产。
第三次热潮，就是90年代后期开始的，到现在还红红火火。不过最近天然气价格涨了很多，可能也有冷却的势头。
本帖一共被 1 帖 引用 (帖内工具实现)家园 【原创】萨索故事（45） 浆态床反应器一个很大的问题，就是催化剂的分离问题。
前面提到了，浆态床费托合成使用的催化剂的颗粒很小，几十个微米，一般在20到100微米的样子。1000个微米才是1毫米，可见催化剂有多小。这么小的催化剂，从粘粘糊糊的蜡里面分离出来，可不是这么容易的事情。分离不好，催化剂的损失直接增加成本，同时这么微小的颗粒，也会给下游的工艺带来很多的麻烦。
分离只能是机械方法，工程师们设计了各种各样的过滤装置，但是呢，要过滤这么小的颗粒，速度就必须很慢，这样反应的生产能力就受限制了。不过这个问题可以解决，过滤装置加大就是了。主要的麻烦在催化剂上。
前面讲过了，费托合成催化剂怕水。有了水，催化剂就会氧化失活，还会破碎。几十微米大的催化剂，再破碎就只有几个微米或者多少纳米大小了，分离可就更难了。
所以在催化剂的制备的时候，就需要保证这个机械强度，同时保证体系里面的水不要太多。
浆态床反应器的放大还有很多的基础问题。浆态床反应器虽然已经有了应用，但是应用到费托合成这么复杂的体系还没有先例，特别是运行在湍流状态下，气液固三相的表现情况都还没有一个比较准确的模型来描述。这就给反应器的设计带来了很多的问题。
虽然反应器的结构简单，但是有两个地方是必须要精心设计的。一个是进口气体的分布。进口气体的分布情况直接决定了整个体系运行的状态，是不是能够保证均匀，会不会出现局部反应剧烈这类状况，都要依靠气体分布来解决。气体是以鼓泡的形式进入反应器的，这个气泡在上升的过程中，会逐渐变大，并且随着部分反应器参与反应，消耗部分气体，同时得到的轻组分再进入气泡，气泡的性质就很难确定。这都需要大量的实验。
再有就是冷凝水管的分布。对于费托合成，反应所释放的热量只能依靠加热冷却水管里面的水成为蒸汽来带走热量，这个冷却水管的正确分布就非常关键。分布不好，同样对导致反应器内部分布不均匀，从而带来很多麻烦。这个进气口在反应器的底部，虽然上面有一个罩子不让反应浆堵塞进气孔，但是实际运行的时候，堵塞是不可完全避免的。一旦堵塞，整个气体分步就要有所改变，也是非常麻烦的。
另外，由于需要保持反应器内的反应浆的运动状态，这样整个反应器的操作弹性就比较小，这样就需要周边的工艺必须要去适应这个反应器，为整体工艺的优化带来一些麻烦。
1990年代早期，萨索要考虑萨索一厂低温生产的扩建。这时候有两个选择，两个5000根管子的ARGE反应器，总造价是一个亿兰特（按照当时汇率，大约是3000万美元），或者尝试一个五米直径的浆态床反应器。这个时候，萨索还没有完全解决催化剂的分离问题。
萨索最终决定尝试这个五米直径的浆态床反应器。
这个反应器实际上使用的是那个直径五米的固定流化床反应器的主要结构。1993年5月，改造完成。试车的时候毛病多多，不过很快操作问题就得到了解决，几周以后，运行就稳定了，运行状态非常好。
萨索的研发部门位于萨索一厂，绝大部分的试验都是在这里完成的。
这台反应器的反应能力是日产2500桶，是其他五台古老的ARGE反应器生产能力的总和。并且，这台反应器的成功，使得萨索的技术人员看到了低温反应日产上万桶的希望。
低温合成反应器反应能力比较
对于90年代中期的世界来讲，越来越热门的天然气液化，正好需要这样的反应器。再加上政治上，国际社会针对南非的各种制裁已经结束，这正好是萨索走出南非，步入世界舞台的大好机会。
钴催化剂在八十年代后期开始引起萨索的重视。1990年代，萨索的实验室得到了几种不同的钴催化剂配方，然后在直径1米的浆态床上试验，效果不错。
于是，萨索的浆态床，随着天然气液化的兴起，就要推向世界舞台了。
本帖一共被 1 帖 引用 (帖内工具实现)家园 【原创】萨索故事（44） 浆态床本身也不是什么很新的东西，石化行业已经有了应用。即使对于费托合成来讲，浆态床也是德国人尝试过的东西。1940年代以及战后的1950年代，德国就尝试过使用浆态床来进行煤液化的费托合成，而且还算成功。不过呢，他们的结果没有人能重复得了。
浆态床需要把催化剂和融化的蜡放到一个圆柱形的容器里面，然后在反应器的底部通入合成气，再生成更多的蜡。这个要从小的开始做试验。萨所使用的第一个模型，直径只有5厘米，每天的产量也就是1到2桶。在这个条件下，萨索发现使用与ARGE同样的铁催化剂，可以达到与ARGE类似的反应速率和产物分布。这是好消息。
然后呢，就要放大。1990年，萨索建造了直径1米的浆态床反应器。到了这个规模，运行起来就要难很多了，与ARGE反应器就有很大的不同。
浆态床反应器需要颗粒很细的催化剂，只有几十个微米大小。这么小的颗粒，在蜡里面是什么样子呢？这就需要考察。实际上催化剂不能只放一点点，而是需要放不少，结构呢，整个体系就成了粘粘糊糊的一锅粥。那么，从底部通入的气体，在这个粥里面的表现如何呢？气体能够穿破蜡的重重阻隔，找到包裹在里面的催化剂进行反应吗？
还有，这个东西怎么流动呢？我们有气体，有液体，有固体，本身还是个高压体系，一般在20-40公斤压力，这个流动性能就比较复杂。何况，随着反应的进行，气体的成分和液体的成分都在变化。气体如何分布才能保证体系均匀呢？这也是难题。
然后呢，反应放出的热量，仍然需要放置在浆态床内部的冷凝水管带走，这些管子怎么放置，放置多少？都是问题。
解决这些问题，就需要工业试验。
不过虽然麻烦很多，但是放大还是值得的。这个反应器里面，除了冷却水管，基本上是空的，这样这个反应器的机械结构就比较简单，也能少用很多材料，造价就低。
然后呢，实验发现可以使用更少的催化剂。浆态床运行好以后，反应浆上下翻动，整个体系的温度基本上是一致的，这样催化剂基本上都处在最佳温度范围内。而管状的固定床反应器呢，由于反应防热的关系，反应管的一部分温度会很高。为了保护催化剂，反应器的温度就需要控制在稍微低一些的温度，这样很多催化剂就不在最佳反应温度。而温度低，反应速度就慢，这样，达到同样的生产能力，固定床就需要使用更多的催化剂。
还有呢，气体经过固体，是有压力降的，固定床的压力降比较大，浆态床的压力降就要小很多。对于需要循环的体系，压力降了以后，还需要再压缩回来，压降低，循环亚所需要消耗的能量就小了。
还有一个很显著的优点。固定床催化剂安装好了以后就不能动了。等到催化剂失活以后，需要更换催化剂的时候，就必须停车，把催化剂取出来，然后再装填新的催化剂。想象一下五千根反应管，都需要装填成尽可能同样的状态，是多么困难的一件事情！这种催化剂装填非常耗时耗力，反应器停车的时间就很长。还有，费托合成催化剂需要还原，还原的时间也很长，更换一次催化剂，损失很多。
而浆态床呢？浆态床反应器反应的时候，部分催化剂会与产物一起出来，经过分离以后再返回反应器。这时候，就可以加入新的催化剂，这样，催化剂的更换就简单了很多，而且也不需要停车。当然，由于新旧催化剂是混在一起的，取出来的催化剂也会有新的，这是个损失。对于需要的还原，浆态床反应器可以增加一个用于还原的反应器，还原活化好之后，直接输送到主反应器里面，比较方便。
浆态床反应器示意图
运行中的浆态床反应器
本帖一共被 1 帖 引用 (帖内工具实现)家园 哈哈，这个东东有点像太上老君的炼丹炉了。 炼出来就是美元了
家园 关于CFB 前面的问题到这里来问了：CFB的颗粒夹带问题，为什么不用disengagement zone解决，就是反应器不是圆柱形，而是像电灯泡一样，在上面还有一个加大的“脱离区”？加大直径的这一段流速显著降低，颗粒夹带减少。这是很多气固相流化床或相平衡容器的标准设计方法，不知道SASOL为什么不用，而是要舍近求远，在循环回路里气固分离？
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