五千年(敝帚自珍)

主题:【原创】萨索故事(0) -- 橡树村

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家园 【原创】萨索故事(9)

费托合成不能生成单一的烃。这个到目前为止,还没有办法改变。

一氧化碳加氢的反应,如果只生成一种烃,那么就只能是甲烷。这个反应不叫费托合成,而叫做甲烷化。甲烷化在实践中也有不少应用,但不是我们这里关心的。

要想生成碳数是二的烃(简称碳二,其他同理,碳数是三的烃简称碳三等等,使用这个称呼的时候,代表的烃包括烷烃、烯烃等等),那就必然要生成甲烷。至少目前的技术状态下是这样的。如果有人能发明一个反应,可以不生成甲烷而只生成碳二以及以上的烃,那么这个人就能发大财了。

费托反应得到的,就是从碳一开始,各种碳数都有的烃。最大的分子有多大?实验室里面检测到的费托合成的产物,最大的分子量好像要上亿了。这么大的分子量的东西当然没有什么用处,我们关心的,是油。

前面介绍了,油是碳数在5-20之间的烃。

能不能只生成油呢?不行。前面介绍了产物里面肯定有甲烷。其实要生成碳数高的烃,所有的碳数小的烃都要出现。而且,正常情况下,得到的碳数小的烃的分子数量,比碳数高的烃的分子要多。分子数量就是分子的个数,有一个听起来很科学的说法,叫做摩尔数。这个就是数分子个数用的。我们以后再提到分子数量,就会用摩尔数这个概念。这样,前面那句罗索话,就可以说成,正常情况下费托合成的产物,生成的大分子的摩尔数,少于小分子的摩尔数。

大约在1940年代后期,有人发现了一个规律,就是费托合成的产物分布里面,相邻的碳数的烃的摩尔数的比例是相似的。就是说,碳五的摩尔数与碳六的摩尔数的比例,与碳九的摩尔数与碳十的摩尔数的比例相似。这个比例,还是肯定大于一的。我们平常一般用高碳数的比上低碳数的,这样这个系数就是小于一的。这个系数可以被叫做产物分布系数,使用的符号,是希腊字母的第一个,阿尔法。

要是碰倒有人研究煤间接液化的,你问他你们工艺的阿尔法是多少呀?这就问得非常专业了,可以吓唬人了。

当然这个系数提出来六十多年了,现在也已经有了很多特例,特别是最近十来年,大家都想打破这个分布规律,也取得了一些成绩。但是基本上还是正确的。

再分析一下这个阿尔法。这个阿尔法肯定小于一。比如阿尔法等于0.9的时候,甲烷得到了1摩尔,碳二就有0.9摩尔,碳三0.81,碳四0.729,碳五0.656,到了碳二十,就是0.135,碳四十,就是0.016。这样的反应,得到的产物就气体液体固体都不少。阿尔法等于0.7的时候呢?甲烷如果还是1摩尔,那么碳二是0.7,碳三0.49,碳四0.343,碳十0.040,碳二十0.001,再往上就可以忽略了。这个时候,由于固体的烃的产量太少,产物基本上就是气体和液体。要是阿尔法再小,比如说只有0.3,那么甲烷还是1,碳二0.3,碳三0.09,碳四0.027,碳五0.008,碳十0.00002,产物基本上就是气体了。

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产物分布的摩尔数与分布系数的关系

摩尔数对普通人来讲并不直观。换算成重量可能更好理解。还看上面的例子。阿尔法是0.9的时候,产物里面的气体占总重量的8.5%,汽油占了22.2%,柴油占了33.1%,固体蜡占了36.1%。阿尔法是0.7的时候呢?气体占了48.4%,汽油40.7%,柴油10.4%,还有0.5%的蜡。0.3的时候呢?气体占了97.1%,汽油2.9%,其他的可以忽略。

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产物分布重量与分布系数的关系

这里面可以看出来,想单纯的得到汽油或者柴油,那是不可能的。但是呢,可以得到以汽油为主或者以柴油为主的成分。

但是要是遇到有人说他煤间接液化只生成汽油或者柴油,你就可以说了:你是骗子!

土鳖

【原创】萨索故事(10)

关键词(Tags): #萨索(landlord)

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