生產(chǎn)燃料和石油化工原料的綠色費：托合成工藝

第一部分 引言
1 費-托概述……………………………………………………………………………………(1)
1.1 燃料和化工生產(chǎn)原料……………………………………………………………(1)
1.2 問題………………………………………………………………………………(3)
1.3 交通燃油…………………………………………………………………………(3)
1.4 化工原料…………………………………………………………………………(5)
1.5 可持續(xù)性及可再生能源：化石燃料的替代品…………………………………(5)
1.6 未來方向…………………………………………………………………………(6)
1.7 XTL和費-托工藝(FTP)…………………………………………………………(6)
1.8 費-托工藝替代方案………………………………………………………………(9)
參考文獻………………………………………………………………………………(10)
第二部分 工業(yè)及經(jīng)濟方面
2 合成氣：費-托合成的原理………………………………………………………………(11)
2.1 作為原料的合成氣………………………………………………………………(11)
2.2 合成氣的合成路徑：XTL………………………………………………………(13)
2.3 水-氣變換反應(WGSR)…………………………………………………………(20)
2.4 合成氣清潔………………………………………………………………………(22)
2.5 熱量和碳效率……………………………………………………………………(25)
2.6 GTL氣體循環(huán)……………………………………………………………………(28)
2.7 CO2的生產(chǎn)及CO2作為原料………………………………………………………(32)
參考文獻……………………………………………………………………………(35)
3 費-托技術(shù)…………………………………………………………………………………(36)
3.1 引言…………………………………………………………………………………(36)
3.2 工業(yè)應用費-托技術(shù)………………………………………………………………(37)
3.3 費-托催化劑……………………………………………………………………(39)
3.4 工業(yè)催化劑要求…………………………………………………………………(40)
3.5 費-托反應器……………………………………………………………………(41)
3.6 適宜費-托技術(shù)的選擇…………………………………………………………(50)
3.7 費-托操作條件的選擇…………………………………………………………(51)
3.8 費-托催化劑類型的選擇………………………………………………………(52)
3.9 影響費-托技術(shù)選擇的其他因素………………………………………………(53)
參考文獻………………………………………………………………………………(54)
4 費-托合成產(chǎn)品的應用(處理)……………………………………………………………(56)
4.1 引言………………………………………………………………………………(56)
4.2 費-托合成油的組成……………………………………………………………(57)
4.3 費-托合成油的回收率…………………………………………………………(64)
4.4 通過費-托合成油制燃料產(chǎn)品…………………………………………………(67)
4.5 通過費-托合成油制潤滑油……………………………………………………(70)
4.6 通過費-托合成油制石化產(chǎn)品…………………………………………………(71)
參考文獻………………………………………………………………………………(73)
5 工業(yè)案例研究………………………………………………………………………………(74)
5.1 引言………………………………………………………………………………(74)
5.2 費-托合成工業(yè)的發(fā)展簡史……………………………………………………(75)
5.3 FT工業(yè)裝置………………………………………………………………………(81)
5.4 工業(yè)化發(fā)展前景…………………………………………………………………(87)
參考文獻……………………………………………………………………………(90)
6 其他重要的合成氣工業(yè)化反應器………………………………………………………(92)
6.1 CO加氫反應概況………………………………………………………………(92)
6.2 合成氣制甲醇……………………………………………………………………(93)
6.3 合成氣制二甲醚(DME)…………………………………………………………(96)
6.4 合成氣制乙醇……………………………………………………………………(96)
6.5 合成氣制乙酸……………………………………………………………………(97)
6.6 高級烴和高級含氧化合物……………………………………………………(101)
6.7 氫甲酰化反應…………………………………………………………………(101)
6.8 基于合成氣的其他反應………………………………………………………(102)
參考文獻……………………………………………………………………………(104)
7 費-托合成經(jīng)濟學………………………………………………………………………(105)
7.1 引言和背景……………………………………………………………………(105)
7.2 市場展望(天然氣)………………………………………………………………(106)
7.3 資金成本………………………………………………………………………(111)
7.4 運營成本………………………………………………………………………(114)
7.5 收入………………………………………………………………………………(114)
7.6 經(jīng)濟學和敏感性分析…………………………………………………………(115)
參考文獻……………………………………………………………………………(119)
第三部分 基本方面
8 鐵基FT催化劑的制備…………………………………………………………………(120)
8.1 引言……………………………………………………………………………(120)
8.2 高溫費-托(HTFT)催化劑……………………………………………………(120)
8.3 低溫催化劑……………………………………………………………………(122)
8.4 個別步驟………………………………………………………………………(123)
參考文獻……………………………………………………………………………(133)
9 鈷基FT催化劑……………………………………………………………………………(135)
9.1 引言……………………………………………………………………………(135)
9.2 德國的早期工作………………………………………………………………(135)
9.3 載體的制備……………………………………………………………………(135)
9.4 鈷與助劑的添加………………………………………………………………(142)
9.5 鍛燒……………………………………………………………………………(143)
9.6 還原……………………………………………………………………………(144)
9.7 催化劑轉(zhuǎn)移……………………………………………………………………(144)
9.8 催化劑磨損……………………………………………………………………(144)
9.9 附錄：近期文獻綜述……………………………………………………………(145)
參考文獻……………………………………………………………………………(145)
10 其他費-托催化劑………………………………………………………………………(147)
10.1 引言……………………………………………………………………………(147)
10.2 鎳催化劑………………………………………………………………………(147)
10.3 釕催化劑………………………………………………………………………(148)
10.4 銠催化劑………………………………………………………………………(153)
10.5 其他的催化劑和促進劑………………………………………………………(153)
參考文獻……………………………………………………………………………(154)
11 費-托合成反應的表面科學技術(shù)的研究……………………………………………(156)
11.1 引言：催化劑表面和催化循環(huán)………………………………………………(156)
11.2 表征非均相催化劑……………………………………………………………(157)
11.3 表面物質(zhì)的檢測………………………………………………………………(159)
11.4 理論計算………………………………………………………………………(164)
參考文獻……………………………………………………………………………(165)
12 費-托烴合成及其相關(guān)過程的機理研究……………………………………………(166)
12.1 引言……………………………………………………………………………(166)
12.2 基本費-托合成反應：解離和締合路徑……………………………………(168)
12.3 一些機理相關(guān)的實驗研究……………………………………………………(171)
12.4 目前對于費-托合成機理的見解……………………………………………(176)
12.5 現(xiàn)在：達成共識了嗎…………………………………………………………(178)
12.6 雙費-托合成機理……………………………………………………………(179)
12.7 同源過程：費-托合成中氧化物的形成……………………………………(181)
12.8 雙路徑機理的總結(jié)…………………………………………………………(182)
12.9 催化劑的改進…………………………………………………………………(182)
12.10 催化劑活化和失活過程……………………………………………………(183)
12.11 解吸和位移效應……………………………………………………………(183)
12.12 未來研究的方向……………………………………………………………(184)
12.13 注意事項……………………………………………………………………(185)
參考文獻……………………………………………………………………………(185)
第四部分 環(huán)境因素
13 費-托催化劑的使用壽命……………………………………………………………(187)
13.1 引言……………………………………………………………………………(187)
13.2 催化劑制備……………………………………………………………………(187)
13.3 催化劑消耗……………………………………………………………………(189)
13.4 催化劑處理……………………………………………………………………(191)
14 費-托合成原油：改進還是升級………………………………………………………(195)
14.1 引言……………………………………………………………………………(195)
14.2 蠟油加氫裂化和加氫異構(gòu)……………………………………………………(199)
14.3 烯烴二聚和齊聚………………………………………………………………(210)
文獻參考……………………………………………………………………………(214)
15 環(huán)境可持續(xù)性……………………………………………………………………………(217)
15.1 引言……………………………………………………………………………(217)
15.2 FT裝置對環(huán)境影響…………………………………………………………(219)
15.3 水資源和廢水的管理…………………………………………………………(221)
15.4 固體廢棄物管理………………………………………………………………(227)
15.5 空氣質(zhì)量管理…………………………………………………………………(228)
15.6 煉制過程的能量足跡…………………………………………………………(231)
參考文獻……………………………………………………………………………(234)
第五部分 展望
16 新方向，新挑戰(zhàn)，新機遇………………………………………………………………(237)
16.1 引言……………………………………………………………………………(237)
16.2 為什么要沿著費-托路線前進………………………………………………(239)
16.3 關(guān)于費-托合成的思考………………………………………………………(240)
16.4 FT裝置的改進…………………………………………………………………(241)
16.5 基礎(chǔ)研究：改進FT過程的關(guān)鍵………………………………………………(245)
16.6 未來的挑戰(zhàn)……………………………………………………………………(247)
16.7 結(jié)論……………………………………………………………………………(249)
參考文獻……………………………………………………………………………(250)