费托（F-T）合成本领是指以合成气（CO和H2）为资料，在催化剂效用下，经历链增进的方法临盆烃类的反响，优劣火油门径合成明净燃料及化工产品的紧急道路，资料紧要泉源于煤、自然气和生物资的变化。
做家：张雅琳张占全王燕张志华
我国事一个富煤、少油、缺气的国度，个中一次动力耗费中，煤炭占比65%以上，同时我国原油加工的对外依存度高于60%，因而鼎力开拓煤炭明净变化本领，尤其是F-T合成本领制备特性产品、明净燃料和化工资料显得尤其关键和紧急。
由于我国煤储量较自然气充分，因而我国费托合成本领资料紧要为煤。煤液化本领分为煤直接液化和煤直接液化，两种煤液化本领对煤需求及对反响前提刻薄度有所不同，煤直接液化对煤质请求较高，热效率高，适于临盆芳烃和汽油，而煤直接液化对照恰当临盆柴油、含氧有机化合物和烯烃。
海外模范的产业化煤直接液化费托合成本领主假如南非Sasol公司的SSPD本领、Shell公司的SMDS本领等，国内直接液化紧要采纳中科合成油本领，伊泰团体在内蒙古建造的16万吨/年合成油产业实验安装正在运转，万吨/年安装已至本年完工投产。除此以外，伊泰团体在新疆伊犁（万吨/年）、内蒙古准格尔旗（万吨/年）、新疆乌鲁木齐（万吨/年）3个煤制油项目处于在建或审批阶段。神华团体鄂尔多斯（18万吨/年）、宁夏宁东（万吨/年）项目曾经投产。其余再有潞安团体已投产的襄垣（万吨/年）、屯留（16万吨/年）产业树模安装和兖矿在陕西榆林的万吨/年煤制油项目，瞻望我国煤制油加工才力可到达万吨/年，煤制油本领也已渐渐进步老练。
费托合成本领采用催化剂、工艺和工程不同，产品散布及品种也存在实质差别。个中高温费托本领（HTFT为～℃）以临盆汽油、烯烃为主，低温费托本领（LTFT为～℃）紧要以临盆柴油、长链烷烃、费托蜡和光滑油根底油资料为主。在现时永久保持低油价的大处境下，明净燃料需求增速放缓，保守炼油加工面对从炼油向化工转型，因而以F-T合成本领临盆明净燃料的加工形式在暂时遭到很大的打击，F-T合成需求拓展财产链，增添特性产品。F-T合成财产链的拓展应当鉴戒保守炼油形式或炼化一体化形式。因而本文紧要针对费托合成油和保守火油基产品举行比较解析，指出两者的彷佛性和不同性，指点F-T合成工场的临盆，抬高F-T合成炼厂的经济效力。
1比较解析煤基低温费托产品碳数散布较宽（C2～C90），依靠下游加氢和别离工艺，多量产品紧要有低碳烷烃、低碳烯烃、轻石脑油、重石脑油、加氢裂化尾油、柴油、费托粗蜡、费托精蜡、光滑油根底油资料等；而相对应的保守火油基油品全馏分产品有干气、液化气、低碳烯烃、低碳烷烃、汽油、柴油、白腊、微晶蜡、光滑油根底油、沥青等。本文紧要从如下几个方面张开议论。
1.1石脑油
石脑油做为煤制油的副产品，紧要来自于费托一次产品的加氢精致或加氢裂化，馏程规模约30～℃，以神华宁煤万吨/年煤直接液化项目为例，石脑油产量濒临于万吨/年，但其产品行质与保守火油基石脑油有所差别，加工道路的抉择直接瓜葛到周全煤制油项宗旨经济效力。
保守的石脑油中的轻组分用于乙烯裂解资料或汽油和谐组分，但石脑油的辛烷值需求到达80才适当做和谐组分。重石脑油组分用做催化重整资料，依照其产品行质，经历加氢精致后还也许用做轻质白油或溶剂油。由于泉源不同，几种石脑油产品的构造族构成不同较大（见表1），常例火油基石脑油链烷烃品质分数为50%～70%，低温费托合成的石脑油链烷烃品质分数高达99%。然则F-T合成石脑油馏分中的环烷烃及芳烃含量很少，因而不适协做催化重整资料。需求指出的是：即使F-T合成石脑油和F-T合成加氢裂化石脑油均来自F-T合成单位和下游配套加氢单位，直链烷烃品质分数都濒临99%，但其正构烷烃和异构烷烃的含量确出入迥异。个中加氢裂化F-T合成石脑油紧要以异构烷烃含量为主，而F-T合成石脑油紧要以正构烷烃含量为主，也决意了其辛烷值的高下。
F-T合成石脑油产品做为乙烯裂解资料具备显然的上风。当正构烷烃含量较高时，乙烯产品收率相对较高；异构烷烃含量高时，丙烯产品收率相对较高；环烷烃含量较高时，丁二烯收率相对较高。与F-T合成石脑油比拟，加氢裂化F-T石脑油经历乙烯裂解的丙烯收率高。然则与保守火油基石脑油比拟，F-T石脑油经乙烯裂解后双烯收率胜过6.87%，三烯收率胜过6.52%。
综上而言，火油基重石脑油恰当做临盆芳烃和高辛烷值汽油的重整资料，而费托合成的重石脑油、轻石脑油组分适当做乙烯裂解资料，一样也许经历产品切割计划调动，制备具备更高附加值的溶剂油，比方，ExxonMobil公司研发的脱芳烃ExxsolTMD30和IsoparTMC-H溶剂油产品芳烃品质分数均＜0.01%。
1.2航煤
航空业的倏地进步，启发了喷气燃料的需求及品德不停增进和晋升。费托合成临盆的航煤做为航煤代替燃料之一，大部份处于研发阶段。Sasol公司的煤基全合成喷气燃料于8年发表研发胜利，获患了国际商用航空认证，由表2也许看出，Sasol公司临盆的全合成喷气燃料体现出的机能与JetA-1彷佛，乃至更优。表2比较了火油基航煤与F-T合成航煤的性质不同。直馏航煤产品和加氢裂化制取的航煤比拟，费托合成临盆的航煤低硫、低氮和低芳烃特性，可低落焚烧时混浊物的排放，具备处境友情性。但采纳费托工艺临盆的航煤密度偏低，体积热值低，冰点不能满意航煤准则请求。
费托合成产品紧要以链烷烃为主，大部份为正构烷烃，因而体现出冰点高的特性。也许经历双功效催化剂的加氢核心和酸核心举行异构反响，将正构烷烃变化为异构烷烃，抬高异构烷烃含量，低落航煤冰点，满意准则中对喷气燃料冰点的请求。F-T合成直馏火油和F-T合成异构裂化火油的冰点的不同性，也考证了异讲和裂化道路也许有用改进冰点。
和保守火油基航煤比拟，费托工艺临盆的航煤根底不含芳烃，这也是费托工艺制备航煤的上风。航煤烟点和芳烃含量关联，芳烃含量越高，航煤烟点越低。因而费托工艺临盆的航煤烟点高，具备更好的抗积碳机能。值得留心的是：由费托工艺制备的航煤密度个别都小于火油基航煤（直馏航煤和加氢裂化航煤），紧要缘故归纳于组分的不同性。费托工艺制备的航煤紧要构成为链烷烃（正构烷烃、异构烷烃），无芳烃组分，产品密度较低，体积热值低，因而并非是巴望的航煤，只可做为航煤和谐组分。航煤的品质热值和密度性耿直接影响飞机航程，也许经历航煤密度馏程调动和组分和谐改进费托航煤的密度。
1.3柴油
国度十二五期间，柴油需求量增添，因而F-T合成企业采纳加氢裂化工艺解决F-T减压馏分油大限度临盆优良柴油。如伊泰煤制油公司操纵16万吨/年的F-T合成产业实验安装临盆柴油产品。经历表3也许看出费托合成柴油中链烷烃含量高，芳烃含量少，烯烃中绝大部份为直链的α-烯烃，对照适当临盆高十六烷值、高品德的柴油。由于费托合成工艺、配套加氢裂化工艺和催化剂的非凡性，采纳F-T低级产品临盆的费托合成柴油，具备如下特性。
（1）十六烷值较高，尤其是低温费托柴油十六烷值达73，远超于国Ⅵ柴油准则请求（CN≥51），乃至比以保守火油基减压馏分油为资料加氢裂化柴油的十六烷值还高。柴油十六烷值较高，不惟有益于低落尾气中NOx的排放，还能抬高油品焚烧速率。
（2）保守火油基柴油加氢精致后，硫含量＜10×10–6，而费托合成柴油险些不含硫、不含氮且芳烃含量低。硫含量高下与PM排放中硫酸盐含量关联，低硫含量也许低落PM排放量。钻研声明，由于F-T合成柴油终馏点低，芳烃痕量，难以焚烧的重馏分较少，使油品滞然期较短，带动机的焚烧机能较好，呆板焚烧效率较高，有益于低落PM、HC、NOx、CO等的排放，抬高了柴油的焚烧经济性和环保性。
（3）F-T合成柴油的油品密度较低，但热值高，可做为优良柴油的和谐组分或临盆明净柴油，经历和谐等技能也许改进密度不达方位毛病。
（4）F-T合成柴油凝点太高，不适当做为偏冷地域及冬用柴油，可经历和谐、调动干点、临氢降凝或加氢异构等方法改进凝点性质。
总之，费托合成柴油具备无硫、无氮和低芳烃的机能，又能和保守火油基柴油举行和谐，是一种卓绝的柴油机明净燃料代替资料或和谐组分。现时柴油多余的行业靠山下，年柴油需求量浮现负增进，F-T合成配套的加氢工艺和产品也需求举行调动。比方伊泰煤制油公司16万吨/年的产业树模安装依照墟市需求，由向来经加氢裂化临盆明净燃料形式变动成采纳加氢精致单位临盆粗蜡临盆形式。
1.4光滑油根底油产品
费托合成本领做为一项紧急的策略贮备本领，其产业化的关键点：也许形成经济效力和临盆高端产品。低温费托合成也许临盆60%以上的费托蜡低级产品，费托蜡馏程规模宽、碳数高，无硫、无氮和无芳烃，这部份产品的性质是火油基产品无奈媲美的。费托蜡的增值化加工操纵，会鞭策费托合成本领的进步。
费托蜡紧要以长链正构烷烃为主，黏度指数高，是临盆优良高端光滑油根底油的资料。从寰球根底油的进步趋向来看，APIⅠ类光滑油根底油产能下落，经历加氢工艺临盆APIⅡ、APIⅢ的光滑根底油产品需求增速强盛，同时合成类高级光滑油根底油如煤基光滑油根底油、聚α-烯烃（PAO）需求也增添。由F-T合成蜡临盆APIⅢ类/Ⅲ+光滑油根底油本领已渐渐成为稠密火油公司研发的热门，具备杰出的墟市运用前程。
与保守火油基临盆的光滑油根底油比拟，F-T合成蜡临盆的光滑油根底油产品黏度指数高，挥发损失低，可临盆超高黏度指数的光滑油根底油，并且光滑油根底油产品无硫氮和芳烃（见表4和表5），也许满意日趋矜重的汽车防冻剂光滑油的需求。
依照卓创资讯报导，费托合成光滑油根底油代价00～10元/吨，PAO代价00～00元/吨，保守火油基光滑油根底油代价～元/吨，同时F-T合成光滑油根底油的性质也许和PAO媲美，F-T合成蜡临盆光滑油根底油，具备杰出的经济效力。
即使采纳F-T合成蜡临盆的光滑油根底油性质卓绝，然则由于资料的不同性，临盆光滑油根底油的工艺与保守火油基光滑油根底油临盆工艺也略有差别。从资料比较中也许看出，F-T合成蜡的凝点远高于保守火油基高含蜡的大庆减四线馏分油SN，蜡品质分数在95%以上，高含蜡量即使也许带来超高的黏度指数，然则配套的加氢降凝工艺负荷较大，需求将资料从凝点70℃低落至倾点小于–18℃的及格APIⅢ类光滑油根底油，降凝幅度需求濒临℃，加工难度希奇大，同时F-T合成蜡含有必定量的烯烃和氧，在加工前需求先脱除。由于F-T合成蜡资料的碳数高，合成的光滑油根底油产品的浊点也许偏高，为保证浊点满意–5℃的准则请求，加氢异构/降凝操纵需求在高刻薄度前提下操纵，也许产品收率偏低。
综上而言，费托合成临盆光滑油根底油在机能及经济上具备较大的上风，但仍需对配套催化剂及工艺举行深入钻研，开拓出深度降凝催化剂和加工组合工艺，比方配套和气加氢裂化或高刻薄度加氢解决等有用降凝本领，才干加快费托合成临盆的高级光滑油工艺本领进步。
1.5高端蜡
费托合成蜡临盆高端蜡，是费托长链产品高值操纵的其余一种工艺。费托合成蜡不含硫、氮、芳烃，经脱氧和脱烯烃加氢精致取得的精致蜡也许到达食物级准则，可用于烛炬、食物包装及日化产品。跟着北美洲和欧洲采纳“老三套”工艺临盆APIⅠ类光滑油根底油炼厂的敞开，火油蜡临盆才力下落至70%，费托蜡和植物基蜡墟市空间上扬，瞻望年合成蜡的墟市比重将从年的11%回升到15%，同时高熔点蜡的墟市需求增添，也将加快合成蜡墟市的进步。
由表6看来，依照化学构成、结讲和性质的不同，火油基蜡紧要分为白腊和微晶蜡；费托合成蜡区分为中低熔点蜡和高熔点蜡。从构成上也许看出，保守火油基蜡紧要以正构烷烃和异构烷烃为主。跟着倾点/熔点的增添，异构烷烃的含量大幅度增添。基于费托合成工艺和链增进的旨趣，费托合成蜡紧要以正构烷烃为主，异构烷烃含量远低于白腊和微晶蜡。中熔点F-T合成蜡熔点规模介于50～70℃，含油量0～4%（品质分数），其运用周围和白腊好似。高熔点F-T合成蜡是指分子量在～0的直链、饱和的高碳烷烃。经历比较可知，保守火油基蜡构造繁杂，熔点广大不超越80℃，由于其产品机能特性，只可用于火药、沥青改性等中低端周围。
费托合成蜡不只杂质含量低，并且高熔点蜡的熔点是通常火油基白腊无奈到达的，也许用于更高端的墟市。高熔点费托合成蜡熔点个别大于85℃，高可达℃，具备窄熔点规模、低含油量、低针入度、平静性高、坚固耐磨等特性。其粗蜡及改性解决后的精致蜡可用于做白腊、微晶蜡的改性剂，塑料的加工助剂以及多种上光产品、油墨、涂料、日化产品以及食物保鲜等。
与保守火油基蜡比拟，费托合成蜡具备0～元/吨的代价上风，费托合成蜡的开拓和临盆具备更好的经济效力。暂时海外也许产业化临盆费托精致蜡产品的公司有Sasol公司和Shell公司，别离占有7万吨/年和5万吨/年的高熔点费托蜡合成安装。国内大部份煤化工企业紧要以临盆石脑油、溶剂油、柴油、液蜡、重质白腊、粗蜡为主，惟有潞安团体经历本领研发，临盆出了切合Sasol准则的不同熔点规模的高熔点费托合成蜡（见表7），填补了国内该周围的本领空白。比年来，我国蜡产品墟市的需求量不停坚持平静的增进，然则高熔点蜡产品还紧要依赖出口，自有本领还存在必定的不同，需求在加氢精致、蜡产品切割本领、粗蜡的改性及成型等方面举行深入的钻研，并对蜡产品的准则编制及产品编制举行完满，放慢这一高附加值产品的全财产链冲破。
2结语综上所述，费托合成取得的产品与保守火油基产品比拟，越发明净，更切合暂时寰球对环保的请求，尤其在高级光滑油根底油和高熔点白腊临盆方面更具备上风。但由于其自身油品的链烷烃高档特性，针对不同产品，需求采纳精致、异构、裂化、重整等本领对油品举行二次加工，并经历切割、掺炼等工艺调动使产品行质到达响应油品目标。
跟着我国动力构造调动及代替燃料的进步，希奇是一批新建大型炼厂持续投产，我国炼化行业不只面对燃料构造性的多余，更存在低端产品的多余题目。因而为了抬高费托合成加工的比赛力，费托合成工艺和煤制油应向高端、高品德方位转型，蔓延加工财产链，产品由粗放型向邃密型方位进步，充足表现煤化工高端产品的上风，使其更具备墟市比赛力。
▲泉源：化工进步、昆仑接洽
END
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