F-T合成催化剂研究

1、F-T合成催化剂一、F-T合成催化剂研发概述费托合成有什么用 随着现代社会的高速发展，世界各国石油、天然气用量加大，将出现短缺现象，尤其是石油，许多国家靠国外进口来维持。相对于石油、天然气，煤的储量比较丰富，如何将煤转化为人们所需要的各种燃料及各种化工产品，费托(F-T)合成解决了这个问题。 费托合成(Fischer-Tropsch synthesis)是煤间接液化技术之一，是用煤制合成气获得一氧化碳和氢气并在金属催化剂上合成出脂肪烃和含氧化合物。F-T合成技术包括高温F-T合成和低温F-T合成两种。高温F-T合成产品经加工可得到对环境友好的汽油、柴油、溶剂油和烯烃。低温F-T合成主产品石蜡可

2、加工成特种蜡或经加氢裂化/异构化生产优质柴油、润滑油基础油，石脑油馏分还是理想的裂解原料。什么是费托合成催化剂的比较对比常见的几种常见的F-T合成催化剂：1.镍系催化剂 在实际操作条件下，镍催化剂产生太多的甲烷，同时自身易于生成挥发性的羰基镍而从反应器中流失，难以实现工业应用。 2.钌系催化剂 钌是已知的最活泼的费托合成催化剂，但它高昂的价格和有限的贮量阻碍了其工业应用，一般是以助剂形式添加到铁和钴催化剂中。 3.钴系催化剂 钴在费托合成反应中的活性相是金属钴，钴金属价格昂贵，常利用少量的贵金属Pt、Ru 及Re 作为助剂来改善性能。由于费托合成反应生成的水不影响钴的催化活性，具有良好的费托活

3、性；反应产物以直链烷烃为主。但在高温下，它的甲烷选择性明显升高，只能工作于低温条件下。钴催化剂对硫等催化剂毒物极为敏感，限制了它在煤基费托合成中的应用， 目前多用于以天然气制取合成气的费托合成技术。4.铁系催化剂 无论从催化剂对反应条件和合成气成份的适应性、还是反应产物选择性的控制上说，铁催化剂是一种能够满足不同要求的催化剂。通过调铁催化剂中的助剂成份或反应温度，它可以高选择性地合成轻质烯烃、汽油馏份、重质烃和含氧有机物等。由于铁是水煤气变换反应的催化剂，以铁为催化剂的费托合成反应会副产CO2。铁系催化剂的分类 1. 沉淀铁催化剂 其特点是活性较小，有很好的机械强度，主要用于气流床反应器。 2

4、. 熔铁型催化剂 Fe-Cu-K催化剂 、Fe-Mn-K催化剂、Fe-Cu-K隔离剂催化剂 。 3. 烧结型催化剂 磁铁矿为主体，配以氧化物助剂MgO、Cr2O3。现阶段固定床采用的烧结铁催化剂为 Fe3O4、CuO、ZnO的均匀混合物。目标1. 提高烃类产品的产量，减小副产物的含量2. 提高催化剂的利用率研究思路 优选实验条件：反应温度、压强、空间速 度、CO/H2比等2. 优选助剂及与载体：SiO2、Al2O3、TiO2、MgO、分子筛和活性炭等3. 优化催化剂形态：改变粒径等 在Fi-T合成过程中，将CO和H2转化成碳氢化合物，反应方程式如下:(2n+1)H2+nCOCnH2n+nH2O 当F-T合成反应使用铁催化剂时，还会发生水煤气变换反应。这个反应消耗CO和水，产生额外的H2: H2O+COCO2+H2 F-T合成反应的产物分布和热力学平衡差异很大，这是因为受控于动力学条件造成的，也就是受到催化剂和反应工艺参数的影响，其中催化剂是特别重要的。当采用合适的催化剂时，可大大减少非目的产物(如甲烷)的生成。 传统的F-T合成烃的链增长服从聚合机理，产物碳数分布遵循Schulz-Flory分布，只有甲烷和高分子蜡有较高的选择性，其余馏分都有选择性极限：汽油48%、柴油25%。因此，F-T法只能得到混合烃产物，选择性差是F-T合成的一个显著特征。