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悄然兴起的天然气炼油厂

  目前,一个以天然气为原料合成油品和化学产品的炼油厂正在西方悄然兴起,犹如一轮喷薄欲出的朝阳。未来,这一炼油航母的破冰之旅是以生产无硫燃料为先导,采用的是一种绿色炼油技术。当今拟建的天然气炼油厂的合成燃料生产能力为4500万吨/a以上。积极倡导天然气炼油技术的英荷壳牌公司,为此已在阿根廷、澳大利亚、埃及、伊朗、印尼和多巴哥投资了约60亿以上的美元。同时,埃克森美孚、萨索尔、雪佛龙和syntroleum等大公司也积极着手该技术的开发工作。预计今明两年,雪佛龙在尼日利亚投资的炼油厂和萨索尔在卡塔尔的炼油厂将相继投产。壳牌Bintulu公司的天然气炼油厂已在马来西亚生产运行了,优良的合成油产品的生产能力为56万吨/a,其中高附加值的特殊油和中间馏份油产品各占一半。

    天然气炼油工艺技术包括合成气生产和费托合成两个过程。前者分气相部份氧化法(POX)和甲烷蒸汽转化法(SMR)两种,以及将POX和SMR合成为一个工艺过程进行的已工业应用的自热转化法(ATR),其优点是反应温度低、耗氧量少,H2:CO分子比为2:1,正适合于费托合成。Syntroleum工艺是采用专有的ATR自热转化反应器,以空气来取代纯氧,使天然气转化为合成气,无需空气分离装置,该过程是在热平衡下进行的,无需传热系统,所生成的合成气H2:CO为2:1,而且可用蒸汽加入量来进行调节,不会产生烟炱。费托合成工艺是在缓和温度200~300℃和缓和压力1.0~4.0MPa下,用铁剂或钴剂催化剂进行的(萨索尔的淤浆法镏分油工艺是在低温低压下进行的),其单程转化率较低,需气体循环以提高产品的总收率。产品烃类的链长决定于反应温度、催化剂和反应器类型。Syntroleum公司的高活性钴剂生产的合成油,主要是均匀的直链烃,甲烷收率小于10%,其产品尚要经过缓和加氢精制和加氢裂化才能生产合成油,这种高活性钴催化剂指在提高产品的阿尔法值,亦即提高石蜡烃的选择性。实际上可达到的阿尔法值为0.90~0.94,较高的阿尔法值可使中间镏分油收率达到80%。

    Sytroleum工艺生产的S-2合成燃料基本不含硫(<1ppm),不含芳烃,饱和烃含量大于99%,十六烷值可达73.6,十六烷指数为74.1,相对密度也低(0.7715),浊点-23℃。美国西南研究所对萨索尔淤浆法合成的柴油所进行的发动机排放比较试验结果表明,天然气费托合成柴油比普通柴油可减少CO、NOX等污染物的排放量,如减少59%的未燃烃类,33%的CO,28%的NOX和21%的颗粒物质。

    费托合成工艺除生产合成燃料外,还可生产合成润滑油和一系列专用的化学产品。其中的C10~C13石蜡烃可生产直链烷基苯,可用作合成洗涤剂原料。所生产的水白色润滑油可用做高特性能润滑油的基础油或特殊化学品,其粘度指数高达140~145,挥发性也低。预计此产品将于今年内进入市场。

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