合成油：拓展的XTL概念

国际能源网讯：南非石油公司（PetroSA）于2010年2月17日表示，从开发前景看，应将天然气合成油（GTL）拓展到XTL概念，XTL概念意指“任何含碳物质转化为油”。它们可采用费托（FT）工艺将天然气转化为合成燃料（GTL，天然气合成油）、将煤转化为合成燃料（CTL，煤制油）或将生物质转化为合成燃料（BTL，生物质制油）。南非石油公司Mossel湾3.6万桶/天炼油厂的GTL部分为2.2万桶/天。该GTL炼油厂是前4个开创性的XTL装置之一，它作为世界套GTL装置，于1992年开始投运，曾是世界的GTL装置。此后，沙索公司和卡塔尔石油公司（QP）于2007年在卡塔尔投产了3.4万桶/天Oryx GTL装置。其他的标志性XTL装置包括壳牌公司在马来西亚民都鲁（Bintulu）的1.47万桶/天GTL装置和沙索公司在南非沙索堡（Sasolburg）的15万桶/天Secunda CTL装置。一些大型XTL项目均在开发之中，包括在尼日利亚的Escravos GTL项目（3.4万桶/天）和壳牌-QP Pearl GTL装置（14万桶/天）。XTL装置的构成依据原料而特定。每一种可能的原料都要经费托合成过程，然后改质为炼制成品。然而，费托合成之前的处理要取决于原料自身。在GTL情况下，费托合成之前的步骤是合成气生产，当以煤为原料时，为二个步骤：合成气生产，再后续合成气调制，均安排在费托合成之前。对于BTL过程，生物质原料首先必须经预处理，然后生产合成气和进行调制。下图示明与XTL相关的GTL、CTL和BTL过程。与XTL相关的三种过程南非Mossel 湾GTL炼油厂操作已近20年，PetroSA积累了XTL经验，这是世界套和的GTL装置（直至Oryx GTL装置投产）。Mossel 湾GTL装置加工由南非海湾沿岸生产的天然气，采用高温费托合成(HTFT)技术（GTL.F1技术）。此后，Statoil和鲁齐公司开发了低温费托合成(LTFT)工艺，该工艺采用浆液床鼓泡塔，使用钴催化剂将合成气转化成石蜡基石脑油和石蜡基蜡。石脑油和蜡再通过加氢异构化过程转化成柴油。PetroSA已成功地采用LTFT工艺在Mossel 湾操作了半商业化XTL装置。表明LTFT和HTFT过程均可使气体原料转化成合成燃料。柴油是LTFT的主要产品，而汽油和轻烯烃（如丙烯和丁烯）典型的可由HTFT来生产。对于能力为1.5万~2万桶/天的装置，LTFT浆液床鼓泡塔仅需一台反应器。对于典型的8万桶/天装置，钴基LTFT概述由4个系列组成，每一个拥有单一的空分单元、单一的自热式合成气重整器和单一的费托反应器。对于4个系列而言，将共用一个单一的加氢异构化单元。XTL开发必须克服其他一些技术和经济挑战，在技术上，必须再行改进催化剂组成和解决浆液床鼓泡塔系统中的催化剂-蜡的分离。浆液床鼓泡塔系统中的催化剂-蜡的分离与固定床系统相比，存在较大挑战。尽管存在技术和经济挑战，对XTL仍充满期待，南非开发的XTL的进展成果已组合在中东和西非近的一些项目之中，可以认为，XTL加工技术将在今后10年内得以拓展应用，尤其是欧洲等地区在BTL领域拥有发展机遇，一些富煤地区如中国和印度将发展CTL，偏远天然气储藏地可望发展GTL。可以相信，一些BTL装置与一些CTL和GTL装置均会在几年内建成。CTL正在升温，南非、印度和中国一些8万桶/天CTL装置正在进行建设和可研，一些BTL验证装置也在建设之中，GTL装置的建设取决于低价值的偏远天然气资源及完全一体化的项目选择。