【原创】萨索故事（45） [ 橡树村 ] 于:2007-07-26 00:49:31
浆态床反应器一个很大的问题，就是催化剂的分离问题。

前面提到了，浆态床费托合成使用的催化剂的颗粒很小，几十个微米，一般在20到100微米的样子。1000个微米才是1毫米，可见催化剂有多小。这么小的催化剂，从粘粘糊糊的蜡里面分离出来，可不是这么容易的事情。分离不好，催化剂的损失直接增加成本，同时这么微小的颗粒，也会给下游的工艺带来很多的麻烦。

分离只能是机械方法，工程师们设计了各种各样的过滤装置，但是呢，要过滤这么小的颗粒，速度就必须很慢，这样反应的生产能力就受限制了。不过这个问题可以解决，过滤装置加大就是了。主要的麻烦在催化剂上。

前面讲过了，费托合成催化剂怕水。有了水，催化剂就会氧化失活，还会破碎。几十微米大的催化剂，再破碎就只有几个微米或者多少纳米大小了，分离可就更难了。

所以在催化剂的制备的时候，就需要保证这个机械强度，同时保证体系里面的水不要太多。

浆态床反应器的放大还有很多的基础问题。浆态床反应器虽然已经有了应用，但是应用到费托合成这么复杂的体系还没有先例，特别是运行在湍流状态下，气液固三相的表现情况都还没有一个比较准确的模型来描述。这就给反应器的设计带来了很多的问题。

虽然反应器的结构简单，但是有两个地方是必须要精心设计的。一个是进口气体的分布。进口气体的分布情况直接决定了整个体系运行的状态，是不是能够保证均匀，会不会出现局部反应剧烈这类状况，都要依靠气体分布来解决。气体是以鼓泡的形式进入反应器的，这个气泡在上升的过程中，会逐渐变大，并且随着部分反应器参与反应，消耗部分气体，同时得到的轻组分再进入气泡，气泡的性质就很难确定。这都需要大量的实验。
再有就是冷凝水管的分布。对于费托合成，反应所释放的热量只能依靠加热冷却水管里面的水成为蒸汽来带走热量，这个冷却水管的正确分布就非常关键。分布不好，同样对导致反应器内部分布不均匀，从而带来很多麻烦。这个进气口在反应器的底部，虽然上面有一个罩子不让反应浆堵塞进气孔，但是实际运行的时候，堵塞是不可完全避免的。一旦堵塞，整个气体分步就要有所改变，也是非常麻烦的。

另外，由于需要保持反应器内的反应浆的运动状态，这样整个反应器的操作弹性就比较小，这样就需要周边的工艺必须要去适应这个反应器，为整体工艺的优化带来一些麻烦。

1990年代早期，萨索要考虑萨索一厂低温生产的扩建。这时候有两个选择，两个5000根管子的ARGE反应器，总造价是一个亿兰特（按照当时汇率，大约是3000万美元），或者尝试一个五米直径的浆态床反应器。这个时候，萨索还没有完全解决催化剂的分离问题。

萨索最终决定尝试这个五米直径的浆态床反应器。

这个反应器实际上使用的是那个直径五米的固定流化床反应器的主要结构。1993年5月，改造完成。试车的时候毛病多多，不过很快操作问题就得到了解决，几周以后，运行就稳定了，运行状态非常好。




萨索的研发部门位于萨索一厂，绝大部分的试验都是在这里完成的。

这台反应器的反应能力是日产2500桶，是其他五台古老的ARGE反应器生产能力的总和。并且，这台反应器的成功，使得萨索的技术人员看到了低温反应日产上万桶的希望。


低温合成反应器反应能力比较


对于90年代中期的世界来讲，越来越热门的天然气液化，正好需要这样的反应器。再加上政治上，国际社会针对南非的各种制裁已经结束，这正好是萨索走出南非，步入世界舞台的大好机会。

钴催化剂在八十年代后期开始引起萨索的重视。1990年代，萨索的实验室得到了几种不同的钴催化剂配方，然后在直径1米的浆态床上试验，效果不错。

于是，萨索的浆态床，随着天然气液化的兴起，就要推向世界舞台了。

【原创】萨索故事（46）

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