Developments in Fischer-Tropsch technology

Jäger, B.

doi:10.1016/s0167-2991(98)80404-7

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“…Cobalt catalysts [1] seem to be a reasonable compromise for the synthesis of middle distillates and waxes. They are typically used in the low-temperature FT synthesis [2,3], which proceeds either in a multi-tubular fixed bed or in a slurry bubble column reactors at 493-513 K and at total syngas pressure of 20-30 bars. The low-temperature FT synthesis involves syngas with a high H 2 /CO ratio (∼2), which is generated from natural gas by vaporeforming, autothermal reforming or partial oxidation.…”

Section: Fischer-tropsch Synthesismentioning

confidence: 99%

Promotion of Cobalt Fischer-Tropsch Catalysts with Noble Metals: a Review

Diehl¹,

Khodakov²

2008

Oil & Gas Science and Technology - Rev. IFP

167

109

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Résumé-Promotion par les métaux nobles de catalyseurs Fischer-Tropsch à base de cobalt : une revue -La synthèse Fischer-Tropsch est une part essentielle du procédé XTL (X-To-Liquids, avec X = Gaz, Biomasse ou Charbon) qui convertit du gaz de synthèse en hydrocarbures pour carburants propres. Les catalyseurs à base de cobalt supportés sur des oxydes inorganiques constituent le meilleur compromis pour la production de paraffines à longues chaînes carbonées et de cires. L'efficacité du procédé FischerTropsch dépend très fortement de la performance du catalyseur à base de cobalt. La promotion de ce catalyseur par des métaux précieux peut très fortement améliorer ses performances. Cet article fait la revue des différents effets des métaux nobles sur la structure et la performance de catalyseurs à base de cobalt. Les impacts sur le coût et l'activité des catalyseurs apparaissent comme des éléments incontournables dans le design de catalyseurs performants pour la synthèse Fischer-Tropsch. (X-To-Liquids, with X = Gas, Biomass or Coal) Abstract -Promotion of Cobalt Fischer-Tropsch Catalysts with Noble Metals: a Review -FischerTropsch synthesis is a major part of XTL

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Section: Fischer-tropsch Synthesismentioning

confidence: 99%

Promotion of Cobalt Fischer-Tropsch Catalysts with Noble Metals: a Review

Diehl¹,

Khodakov²

2008

Oil & Gas Science and Technology - Rev. IFP

167

109

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“…Figure 11 shows measured rise velocities of air bubbles of varying sizes in a column of 0.63 m diameter, which can be considered large enough for wall effects not to play a role. The bubble rise velocity can be described reasonably accurately by the Mendelson [48] equation: (2) where the superscript 0 is used to emphasise the fact that we are considering the rise velocity of a single, isolated bubble. For values of Eö > 40 (for air-water system, this corresponds to bubble sizes larger than 17 mm), Equation (2) simplifies to give the classic Davies and Taylor [49] relationship for spherical cap bubbles: This scale correction factor was determined empirically to be given by Collins [50] as follows: .…”

Section: The Rise Characteristics Of Single Gas Bubbles In a Liquidmentioning

confidence: 99%

“…A careful examination of the published literature [1][2][3][4][5][6] shows that the viable reactor choices for a commercial process aimed at the production of relatively heavy hydrocarbon products are the multi-tubular fixed bed operating in the trickle flow regime (Fig. 1) and the bubble column slurry reactor (Fig.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

A Scale-Up Strategy for a Commercial Scale Bubble Column Slurry Reactor for Fischer-Tropsch Synthesis

Krishna

2000

Oil & Gas Science and Technology - Rev. IFP

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Résumé -Stratégie d'extrapolation vers un réacteur industriel de synthèse Fischer-Tropsch en colonne à bulles avec catalyseur en suspension -Les réacteurs à colonne à bulles trouvent de plus en plus d'applications dans l'industrie. Cette technologie est très en vue dans les procédés de transformation du gaz naturel en carburants liquides et en oléfines légères par le procédé de Fischer-Tropsch. On rencontre des problèmes considérables pour l'étude et l'extrapolation de ce type de réacteur. D'abord, il faut une grande capacité de traitement du gaz, ce qui nécessite l'emploi de réacteurs d'un grand diamètre, généralement de 5-8 m, souvent en parallèle. En deuxième lieu, le procédé fonctionne à haute pression, généralement 40 bar. Ensuite, pour obtenir un haut rendement, il est nécessaire d'avoir une grande hauteur de réacteur, généralement de 30-40 m, et d'utiliser des suspensions très concentrées, à presque 40 % en volume. Enfin, la nature exothermique du procédé exige d'insérer des tubes de refroidissement dans le réacteur pour évacuer la chaleur dégagée. La commercialisation de cette technologie dépend absolument d'une réelle compréhension des principes d'extrapolation des colonnes à bulles dans les conditions mentionnées ci-dessus, principes qui vont au-delà de la plupart des théories et des corrélations publiées. Pour développer de véritables règles d'extrapolation de ces réacteurs avec catalyseur en suspension, nous avons réalisé un programme complet d'étude hydrodynamique (taux de rétention du gaz, distribution radiale des vitesses de liquide, mélange en retour des liquides) dans des colonnes ayant un diamètre de 0,05; 0,1; 0,15; 0,174; 0,19; 0,38 et 0,63 m. Pour la phase liquide, on a utilisé divers liquides (eau, tétra-décane, paraffine, huile de Tellus). On a ajouté dans les paraffines des particules de silice à des concentrations allant jusqu'à environ 40 % en volume afin d'étudier l'hydrodynamique de la suspension. Une colonne de 0,15 m de diamètre a été mise sous des pressions de 0,1 à 1,3 MPa avec un système air/eau, et l'on a mesuré le taux de rétention du gaz et le transfert de masse gaz/liquide. De plus, une étude d'images vidéo a été réalisée sur une colonne rectangulaire à deux dimensions, pour étudier les caractéristiques de montée des bulles simples, les interactions entre les bulles, et les phénomènes de rupture et de coalescence. Nos expériences montrent que le diamètre de la colonne, les pressions élevées et la concentration de la suspension exercent une influence importante sur l'hydrodynamique. Ces effets ne sont pas convenablement décrits dans les corrélations déjà publiées dans la littérature. L'extrapolation des données obtenues dans des unités de laboratoire à froid vers des réacteurs à une échelle industrielle demande une approche systématique basée sur la compréhension des principes d'extrapolation de la dynamique des bulles et du comportement des dispersions à deux phases dans les colonnes à grande échelle. Nous développons ici, pour l'extrapolation du réacteur à colonne à bulles...

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“…These properties, along with a high cetane number, result in superior combustion characteristics (Jager, 1998 andAlleman andMcCormick, 2003). Tests performed on heavy duty trucks showed decreases in vehicle emissions of HC, CO, NOx, and PM when using a FT fuel (Haid, et al, 2000;Lutz, 2001).…”

Section: Environmental Performancementioning

confidence: 99%

Preliminary screening: Technical and economic assessment of synthesis gas to fuels and chemicals with emphasis on the potential for biomass-derived syngas

2003

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Executive Summary/ConclusionsIn principle, syngas (primarily consisting of CO and H 2 ) can be produced from any hydrocarbon feedstock, including: natural gas, naphtha, residual oil, petroleum coke, coal, and biomass. The lowest cost routes for syngas production, however, are based on natural gas, the cheapest option being remote or stranded reserves. Economic considerations dictate that the current production of liquid fuels from syngas translates into the use of natural gas as the hydrocarbon source. Nevertheless, the syngas production operation in a gas-to-liquids plant amounts to greater than half of the capital cost of the plant. The choice of technology for syngas production also depends on the scale of the synthesis operation. Syngas production from solid fuels can require an even greater capital investment with the addition of feedstock handling and more complex syngas purification operations. The greatest impact on improving the economics of gasto liquids plants is through 1) decreasing capital costs associated with syngas production and 2) improving the thermal efficiency with better heat integration and utilization. Improved thermal efficiency can be obtained by combining the gas-to-liquids plant with a power generation plant to take advantage of the availability of low-pressure steam.

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Developments in Fischer-Tropsch technology

Cited by 51 publications

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Promotion of Cobalt Fischer-Tropsch Catalysts with Noble Metals: a Review

Promotion of Cobalt Fischer-Tropsch Catalysts with Noble Metals: a Review

A Scale-Up Strategy for a Commercial Scale Bubble Column Slurry Reactor for Fischer-Tropsch Synthesis

Preliminary screening: Technical and economic assessment of synthesis gas to fuels and chemicals with emphasis on the potential for biomass-derived syngas

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