Химия процесса

Целью строительства завода в Nikiski было производство синтез-газа, состав которого соответствует стсхио метрическому отношению компонентов, требуемому для синтеза Фишера-Тропша, причем таким образом, чтобы это было, удобно с точки зрения конверсии природного газа. В общем виде процесс ФТ можно описать следующим образом;

 nСО + (2n + 1 )H₂ => [-nСН₂ - + nH₂O , где n — число от 1 до 60 и более.

Значение n может быть очень ве¬лико, по обычно для реакций, катализируемых кобальтом, оно составляет -20, и стехиометрическое отношение Н₂:СО, требуемое для реакции, близко к 2,1:1.

Синтез-газ для процесса ФТ может быть получен парциальным окислением природного газа, которое может быть описано реакцией

СН₄ + 1/2 О₂ => СО + 2Н₂

Однако реально парциальное окисление дает гораздо более низкое отношение компонентов, чем требуется для реакции ФТ, т.к. количество кислорода, требуемое для достижения температуры, позволяющей осуществлять реакцию близко к 0,6 моль на 1 моль метана.

Использование некоторого количества пара позволяет осуществлять «автотермическую» конверсию природного газа и получать в качестве продукта синтез-газ с составом, соответствующим требуемому для ФТ синтеза. Уравнение реакции паро¬вой конверсии природного газа для получения синтез-газа имеет вид

СН₄ + Н₂O<=>СО + ЗН₂.

На первый взгляд, состав газа паровой конверсии гораздо меньше подходит для синтеза ФТ, чем его аналог, полученный парциальным окислением. Однако с помощью со-временной мембранной технологии избыток водорода, образующегося по реакции, может быть с легкостью отделен и использован после очистки методом короткоцикловой адсорбции для гидрокрекинга тяжелых парафинов ФТ в жидкие продукты. Применение паровой конверсии природного газа снижает общие потери углерода, связанные с образованием диоксида углерода. Паровая конверсия также позволяет избежать производства кислорода и связанных с ним сложностей и высокой стоимости.