主题：【原创】萨索故事（0） -- 橡树村
国内经常看到很多柴油车屁都冒黑烟，国外好像不常见。
能不能在解释一下图，字太小看不清
是煤质不行还是怕污染？
南非是产煤大国，而且没有褐煤，太猛了！
我第一次了解辛烷的概念，是因为玩一个叫High Octane的赛车游戏，当时就是为了搞明白这个名字到底是啥意思……
柴油这部分我要补充一些资料，重写。
日本现在煤炭产量只有每年一百多万吨了，可开采储量也只有三亿吨，全变成油了也就只有一亿吨不到，不够用的呀！
F1用的汽油辛烷值好像是110。
注：36的柴油部分补充了一些内容，所以固定床部分单独成章。同时补充一些内容。
还记得吗？萨索的固定床反应器就是生产柴油的。虽然得到的柴油不超过三分之一，但是得到的蜡可以通过裂解再生成汽油和柴油；必要的话，一些轻组分也可以通过寡聚得到柴油。这个反应器是否合适呢？
1955年建设的固定床反应器，单台反应器的生产能力，是日产500桶。别说与后来的日产两万桶的SAS相比小得可怜，就是比起八十年代CFB反应器日产6500桶，五十年代CFB日产2000桶的生产能力，这个反应器的生产能力也太小了一些。
化工都喜欢大家伙，那么，就放大吧。
固定床反应器的放大，想起来比较简单。前文讲过了，列管式固定床反应器每一个反应管就是个独立的反应器，放大的时候，增加反应管的数量就是了。从工艺角度来讲，这个东西放大比什么循环流化床固定流化床不知道要省心多少倍。
不过有个小问题，这个反应器有点重。萨索在1987年投产了有五千根反应管的列管式固定床反应器，生产能力达到了日产700桶。这个反应器直径五米，但是就已经超过1000吨的重量了。如果按照这个思路继续放大，将反应器建造到南非的运输极限，生产能力不过才3500桶，而重量却要5000吨以上。这样的家伙，显然从材料，机械加工，运输，吊装等等都会带来很多问题，实在不现实。并且反应器的造价也会很高。
于是萨索在1987年的反应器试车以后，就放弃了继续研发固定床反应器的思路。
当然萨索放弃了，不代表列管式固定床就没有前途。
固定床反应器的麻烦，在于反应管的直径太小，这样，单位体积的催化剂，所需要的反应管的重量就太大，从而带来麻烦。我们前面讲过，反应管的直径不能太大，因为直径大了，反应放的热就排不出去，导致反应管中心的催化剂超温，得到不希望的产物，也会影响催化剂的使用寿命。
壳牌使用了另外的解决方法，采用了类似的结构的喷淋床反应器，就是依靠液体从反应器顶部向反应管喷淋来使得催化剂浸泡在液体里面，流动的液体和气体相比，能够带走更多的热量，从而解决了散热问题，使得反应管的直径加大，从而可以增加反应器的生产能力。
壳牌的喷淋床反应器1990年代初在马来西亚用于天然气液化生产，单台反应器生产能力超过日产3000桶。设计的时候，壳牌使用的工艺与萨索的有很大不同，企业可以有两种操作模式，一个是以柴油为主，一个是以蜡产品为主。
这个厂子在最初几年运行一直不好，1999年更是遭受了一场大火，损失惨重，很多主要设备被毁。但是2002年以后，这家企业一切都正常了起来，运行也开始稳定，当然，油价高了，也开始赚钱。2004年雅典奥运会上壳牌推出的清洁柴油，就是这家企业的产品。
Shell在马来西亚Bintulu的GTL厂
2006年，壳牌公布了新的喷淋固定床反应器的一些设计参数，在两千吨的重量下，可以把生产能力达到日产19000桶。这是非常有吸引力的。这个反应器可能会首先用于壳牌在卡塔尔的天然气液化项目。目前这个项目还在进行基础设计工作，进行基础设计的，是KBR公司的英国分公司。KBR公司在GTL领域非常厉害，萨索在尼日利亚的GTL项目，EPC总包商就是KBR的美国公司。
国内也对壳牌的这个技术感兴趣。神华集团控股的宁夏煤业集团在于萨索谈判引进萨索技术的同时，也在于壳牌谈判引进这个技术。
目前壳牌是萨索在天然气液化领域最强劲的竞争对手。
其他石油公司也有时用固定床费托合成反应器的，比如BP。BP在阿拉斯加建了天然气液化的实验厂，从公开的资料来看，使用的也是固定床技术，但是技术细节没有公布。
BP在阿拉斯加的GTL实验装置
本帖一共被 1 帖 引用 (帖内工具实现)
八十年代，和前面提到的壳牌和BP一样，有很多国际石油大公司加入了费托合成的研究，比如菲利普，美孚，挪威石油公司等等。他们的主要兴趣在于从天然气液化。
和煤炭液化相比，天然气液化的工艺要简单一些，投资也要低。当时天然气的开发比较热闹，现在已经开始工业化的液化天然气LNG，天然气液化等等都是那时候的研究结果。
天然气液化需要先把天然气变成合成气。这里面也有很多选择。
工业化最成熟的，是甲烷的水蒸气重整，反应是这样的：
CH4 + H2O -- CO + 3H2
这个方法，已经广泛应用于合成氨和甲醇生产，国内在七十年代也引进了一些装置，很成熟了。目前国内单位完成设计到主要设备建造都没有问题。可能规模大了的话，大型设备的制造还需要进口。具体的，也还有很多种工艺，我们这里不谈。
不过这个方法有个问题，就是氢比较多，对于费托合成，不是很合适。当然了，氢是好东西，总是能卖出去的。
还有一种重整，叫做二氧化碳重整。
CH4 + CO2 -- 2CO + 2H2
这个途径的好处是可以消耗二氧化碳，但是得到的合成气氢气少。这个工艺目前还不能说成熟。
用作费托合成最合适的重整方法，是部分氧化：
CH4 + 1/2O2 -- CO + 2H2
这样得到的就是正好的氢碳比例。这里面又分催化部分氧化和非催化部分氧化。国内也有类似的技术，主要用于焦炉煤气的处理。用于天然气的大规模生产还罕见。
随着天然气液化的研究，又有另外一种低温费托合成反应器流行了起来。
这个反应器，与固定流化床类似，只不过除了气固两相，还有液相。不是说流化床不能有液体么？你设计的时候允许有，其实就可以的。萨索选用的这个研究方向，反应器的名字叫做罩泡浆态床反应器，是三相流化床反应器的一种。简称，就叫浆态床反应器。
萨索可不是一开始就看上这么个家伙的。
我认识南非浆态床研究的开拓者。这个人在1980年代初期在南非的国家工业研究院领导费托合成的研究小组。他当时看上了浆态床，于是申请南非政府的资助，作了不少浆态床的探索性研究。到1980年代中期，这个题目需要作进一步的试验，他去找萨索寻求资助。这个时候萨索的主要方向，还在以煤为源头的化工方面，认为产品也主要是汽油，对于低温合成还没有引起足够重视。对低温合成感兴趣的，也把精力放在固定床反应器的放大上。所以萨索竟然回答，永远不会考虑浆态床反应器。这个题目也就停止了。
但是不久，萨索就意识到了浆态床反应器的发展前景，开始了这个领域的研究。
和流化床的技术改进不一样，浆态床反应器不是简单的列管式固定床的另一个反应器形式。这一次，要从催化剂设计开始了。
本帖一共被 1 帖 引用 (帖内工具实现)
恭喜：意外获得【西西河通宝】一枚
鲜花已经成功送出。
此次送花为【有效送花赞扬，涨乐善、声望】
南非的天然气也不足，为啥要重视这个呢？
橡兄好文，学到不少关于煤化工的东西,送花一朵。忍不住冒个泡问一下：按方程式配平，是否可以按如下比例来生成合成气。
3CH4+2H2O+CO2-->4CO+8H2
这样一来, 可以不消耗氧气, 减少温室气体排放.不知有没有人做这方面研究?
您这系列可够强悍的，一路下来，都到38了，牛啊，一直在看，受益匪浅，多谢啊。
俺一向佩服学理科的同学
做事情那叫一个严谨
不象俺们工程背景的
一看一个什么过程
安全末？安全
能转末？能转
误差多少？差不多100%
不错末。。。这个过程不错
当然不会不排放二氧化碳，只要消耗能量就会排放一些。目前二氧化碳的政策，还不值得把二氧化碳回收放到工艺里面。
萨索当时已经打算输出技术了，而全世界热门的是天然气液化，所以当然要发挥自己的特长。实际上一直到中国追着萨索要技术，萨索才重新重视煤业化。
不过具体实行起来就有很多困难了。
可能水蒸气重整和二氧化碳重整的联合会方便一些，但是二氧化碳重整发展还不够成熟。
现在热门的是部分氧化。