费托合成和石油基清洁燃料性能对比分析

燃料对比，费托合成油产品具有蜡含量高、无硫、无氮、少芳怪的特性。但费托合成油清洁燃料普遍存在凝点、冰点、

密度等关键指标不合格问题，不同油品的生产，均需要通过多种技术改善油品的低温流动性，并通过多种工艺改进才

能生产符合标准的油品\"关键词费托合成石油基清洁燃料对比F - T Synthesis of Clean FucI and Petroleum - based Clean Fuels

G- prrformancrComparnsonFeng Dan Hu Liming Dong Shibao(Air Force Service College, Jiangsu Xuzhou 221000)Abstract The paper compares the peOormanca of low 一 temperature coal 一 based synthetic oil with traditionspeteoeum-based aiiation keeoseneand diese%peoducts.Compaeed with teaditiona%peteoeum-based ceaningoues，

Fischer - Tropsch synthetic oil products have the characteOstico of high wax content, no sulfur, no nitrogen and 1/s aromatichydrocarbon - However, Fischer - Tropsch synthetic oil clegning fuels generally have problems, keg indicators such as freezing point, freezing point, density, etc. are unqualified- The production of diff/ent oil products requires

various techniques to improva the low 一 temperature fluidity of oil products and improva them through vaOous processes. Produce oils that meet the standards.Keyworps Fischer - Tropsch synthesis based pWroleum clean fuels contrast1费托合成发展背景分析费托（F-T）合成技术是指以合成气（CO和H）

料和化工原料显得尤为关键和重要。由于我国煤储 量较天然气丰富,我国费托合成技术原料主要为煤。

煤液化技术分为煤直接液化和煤间接液化，两种煤液

为原料，在催化剂作用下，通过链增长的方式生产）

化技术对煤需求及对反应条件苛刻度有所不同,煤直

接液化对煤质要求较高,热效率高,适于生产芳）和

类的反应，是非石油路线合成清洁燃料的重要途径,

原料主要来源于煤、天然气和生物质的转化。汽油，而煤间接液化比较适合生产柴油、含氧有机化 合物和烯费托合成技术选用催化剂、工艺和工程不同，产

品分布及种类也存在本质区别。其中高温费托技术

我国是一个富煤、少油、缺气的国家，其中一次能 源消费中，煤炭占比65%以上，同时我国原油加工的

对外依存度高于65%，因此大力开发煤炭清洁转化

技术,尤其是F - T合成技术制备特色产品、清洁燃

（温度为300 ~350C ）以生产汽油、烯）为主,低温费

收稿日期：2018-12-03作者简介:冯丹（1980—）,女，硕士，讲师，研究方向：军事能源。E-mail：21519037@qq.com—34 —冯丹等.费托合成和石油基清洁燃料性能对比分析托技术（温度为220 ~250C）主要以生产柴油、长链

烷）、费托蜡和润滑油基础油原料为主。在当前长期

维持低油价的大环境下，清洁燃料需求增速放缓，传

统炼油加工面临从炼油向化工转型，因此以F - T合

成技术生产清洁燃料的加工模式在目前受到很大的

冲击,F-T合成需要拓展产业链，增加特色产品$ F

-T合成产业链的拓展应该借鉴传统炼油模式或炼

化一体化模式。本文主要针对费托合成油和传统石

油基产品进行对比分析，指出二者的相似性和差异

性，指导F-T合成工厂的生产，提高F-T合成炼厂 的经济效益[1] $煤基低温费托产品碳数分布较宽,依托下游加氢

和分离工艺，大宗产品主要有低碳烷）、低碳烯）、轻 石脑油、重石脑油、加氢裂化尾油、柴油、费托粗蜡、费 托精蜡、润滑油基础油原料等;而相对应的传统石油

基油品全憎分产品有干气、液化气、低碳烯）、低碳烷

）、汽油、柴油、石蜡、微晶蜡、润滑油基础油、沥青等。 本文主要从航煤、柴油展开讨论[2] $2两种类型清洁燃料对比分析2.1石油基航煤与费托航煤对比分析航空业的快速发展,带动了喷气燃料的需求及品 质不断增长和提升。费托合成生产的航煤作为航煤

替代燃料之一，大部分处于研发阶段。Sasol公司的

煤基全合成喷气燃料于2008年宣布研发成功，获得 了国际商用航空认证，由表1可以看出，Sasol公司生

产的全合成喷气燃料表现出的性能与Jetf- 1相似， 甚至更优。表2对比了石油基航煤与F-T合成航

煤的性质差异。直憎航煤产品和加氢裂化制取的航

煤相比，费托合成生产的航煤低硫、低氮和低芳）特 点,可降低燃烧时污染物的排放，具有环境友好性。 但采用费托工艺生产的航煤密度偏低,体积热值低,

冰点不能满足航煤标准要求$表1不同途径生产出的航空煤油I分性质对比Table 1 different ways of aviation keroseerdistillate rrorertics contrast项目度冰点芳）体积

/Kg/m3/C分数/（%）闪点硫直\"航煤11.45548加氢裂化航煤\"732-57.2779-60--F-T合成直煤油738-32-370.16F-T合成异构裂化煤油754-44.2-49<0.2JET-A 775 -840-40<25>38<0.320 1 9. Vol. 33,No. 4表2不同途径生产出的柴油|分性质对比Table 2 different ways of dieseS fraction properties contrast项目密度/g/cm关5C3 \"程/C分数蠶关%/（ % ）十六烷值硫含量高温费托柴油0.809184 -38523.9573低温费托柴油0.769151 -3340.173<1国I柴油\"0.82(95%)-0.845&365&7'51&7精制后直柴油0.792401550200-0.85-385-25-54-15 000氢裂 柴0.79165-0.84-370<1055-65<10费托合成产品主要以链烷）为主,大部分为 正构烷），表现出冰点高的特点$可以通过双功

能催化剂的加氢中心和酸中心进行异构反应，将

正构烷）转化为异构烷），提高异构烷）含量,降

低航煤冰点，满足标准中对喷气燃料冰点的要求$

F-T合成直\"煤油和F-T合成异构裂化煤油的

冰点的差异性,也验证了异构和裂化途径能够有 效改善冰点[3] $和传统石油基航煤相比，费托工艺生产的航

煤基本不含芳），这也是费托工艺制备航煤的优

势。航煤烟点和芳）含量有关,芳）含量越高，航 煤烟点越低$费托工艺生产的航煤烟点高,具有

更好的抗积碳性能$值得注意的是:由费托工艺

制备的航煤密度一般都小于石油基航煤（直\"航

煤和加氢裂化航煤），主要原因归结于组分的差异

性$费托工艺制备的航煤主要组成为链烷）（正

构烷）、异构烷）），无芳）组分,产品密度较低,

体积热值低，因此并非是理想的航煤，只能作为航

煤调和组分。航煤的质量热值和密度性质直接影 响飞机航程,可以通过航煤密度\"程调整和组分

调和 善费托 煤的 度$2.2费托柴油与石油基柴油对比分析国家十二五期间，柴油需求量增加，因此F - T 合成企业采用加氢裂化工艺处理F-T减压\"分油

生产优质柴油$通过表2可以看出费托合成柴油中

链烷）含量高，芳）含量少，烯）中绝大部分为直链

的--烯），比较适宜生产高十六烷值、高品质的柴

油。由于费托合成工艺、配套加氢裂化工艺和催化剂

的特殊性，采用F - T初级产品生产的费托合成柴

, 具有 下特 $（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&柴油标准要求（CN'51）,甚至

—35 —2019. Vol. 33,No.4论文综述《Reviews)比以传统石油基减压憎分油为原料加氢裂化柴油的

十六烷值还高。柴油十六烷值较高，不仅有利于降低

3结论费托合成得到的产品与传统石油基产品相比，更 加清洁，更符合目前全球对环保的要求，但由于其本

身油品的链烷)高等特点,针对不同产品，需要采用

尾气中NO/的排放，还能提高油品燃烧速度。(2) 传统石油基柴油加氢精制后，硫含量＜10 s 10-6，而费托合成柴油几乎不含硫、不含氮且芳)含 量低。硫含量高低与PM排放中硫酸盐含量相关，低 硫含量可以降低PM排放量。研究表明，由于F-T 合成柴油终憎点低，芳)痕量，难以燃烧的重憎分较

精制、异构、裂化、重整等技术对油品进行二次加工, 并通过切割、掺炼等工艺调整使产品性质达到相应油

品指标$少，使油品滞然期较短，发动机的燃烧性能较好，机械 随着我国能源结构调整及替代燃料的发展，特别 是一批新建大型炼厂陆续投产,我国炼化行业不仅面

临燃料结构性的过剩，更存在低端产品的过剩问题$

燃烧效率较高，有利于降低PM、HC、NO/、CO等的排 放，提高了柴油的燃烧经济性和环保性。(3) F-T合成柴油的油品密度较低，但热值高，

因此为了提高费托合成加工的竞争力，费托合成工艺

和煤制油应向高端、高品质方向转型,延伸加工产业

可作为优质柴油的调和组分或生产清洁柴油，通过调

和等手段可以改善密度不达标的缺陷。(4) F-T合成柴油凝点过高，不适宜作为偏冷 地区及冬用柴油，可通过调和、调整干点、临氢降凝或

链，产品由粗放型向精细型方向发展，充分发挥煤化

工高端产品的优势，使其更具有市场竞争力。加氢异构等方式改善凝点性质$参考文献[1 ]王晓亮.费托合成技术的发展前景[J].山西化工,2018,

175(3) ：49-51.费托合成柴油具有无硫、无氮和低芳)的性能, 又能和传统石油基柴油进行调和，是一种优异的柴油

机清洁燃料替代原料或调和组分。当前柴油过剩的

行业背景下，2016年柴油需求量出现负增长，F - T

[2 ]赵建宁，张维，杨占奇.提高费托合成装置收率[J].当

代化工研究,2017,(8):21-22.合成配套的加氢工艺和产品也需要进行调整$例如 伊泰煤制油公司16万吨/年的工业示范装置根据市

[3 ]姜岳林.费托合成工艺研究进展及现状[J].中国化工贸

易,2018,(第 28 期).[4 ]张雅琳，张占全，王燕，等.费托合成油和石油基油加工

场需求，由原先经加氢裂化生产清洁燃料模式转变为 采用加氢精制单元生产粗蜡生产模式⑷$产品对比分析[J].化工进展,2018,37(10) ：3781-3787.(上接第33页)[15] Fang F, Huang G W, Xiao H M, ct al. Laraely enhanced

e.ecteica.conductiaityof.ayee-steuctueed si.aeenanowieeC

[18 ] Li F, Shen J, Liu X, ct al. Flexible QLED and OPV based

on teanspaeent po.yimide substeate with eigid a.icyc.ic

asymmeteicisomee.OeganicE.ecteonics2017, 51 .po.yimide composite fi.ms by po.yani.ine. Composites Science & Technoegy 2018 , 156, 144—150.[19 ] Chirily A, Reinhard P, Pianezzi F, ct al. Potassium -

induced surface modification of Cu ( In, Ga) Se2 thin files

[16 ] He X, Duan F, Liu J, ct al. Transparent Electrode Based

on Si.aeeNanowieesand Po.yimide foeFi.m Heateeand

for high - eWiciency solar cells. Nature Materials 2013 , 12

Flexible Solar Cell. Materials 2017, 10 (12) , 1362.(12) , 1107-1111.[21 ] Becerril - Romero I, Acebc L, Oliva F, ct al. CZTSc solar

[17 ] Matsukawa D, Yoshizawa A, Enomoto T, ct al. In

Impeoaementin diso.ution conteastofpositiae-tonephoto - definab .e po .y( benio iaio .e) mateeia.s, CpmtSymposium

cells developed on polymer substrates: Elects of low -

temperature processing. Progress in Photoveltaics Research & Applications 2018 , 26 ( 1 ).Japan, 2015； pp 12—15.—36 —