鐵基費(fèi)托合成催化劑進(jìn)展

鐵基費(fèi)托合成催化劑研究進(jìn)展

費(fèi)托合成(F-T合成)是實(shí)現(xiàn)煤間接液化技術(shù)的重要環(huán)節(jié)之一，費(fèi)托合成是指合成氣經(jīng)催化反應(yīng)轉(zhuǎn)化為碳?xì)浠衔锏倪^(guò)程，主要發(fā)生生成烷烴和烯烴的反應(yīng)，同時(shí)還伴隨有含氧化合物的生成和水煤氣變換(WGS)反應(yīng)。鐵基催化劑因價(jià)格低廉、催化活性和水煤氣變換反應(yīng)(WGS)活性高以及助劑效果明顯，而在費(fèi)托合成催化劑中占有重要的地位。鐵基催

化劑載體反應(yīng)器助劑分類(lèi)1鐵基催化劑分類(lèi)按制備方法，鐵基催化劑又可分為熔鐵和沉淀鐵催化劑。熔鐵催化劑比表面積較低，孔容較小，適用于高溫F-T合成，產(chǎn)物多以低碳烴為主。沉淀鐵催化劑具有高比表面積、大孔容和高活性。適用于低溫F-T合成。產(chǎn)物分布廣，C5+選擇性高，用途更為廣泛。因此，沉淀鐵催化劑歷來(lái)是國(guó)內(nèi)外F-T合成催化劑研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)課題之一。2鐵基催化劑反應(yīng)器目前使用的容器有列管式固定床反應(yīng)器，流化床反應(yīng)器和漿態(tài)床反應(yīng)器。其中流化床反應(yīng)器又分為循環(huán)流化床反應(yīng)器和固定流化床反應(yīng)器。2.1列管式固定床反應(yīng)器操作簡(jiǎn)單，而且不存在催化劑與液態(tài)產(chǎn)品的分離問(wèn)題。但由于反應(yīng)放熱量大,管中存在溫度梯度,為控制床層溫度管徑較小,容易積炭造成催化劑破裂和堵塞,需要頻繁更換催化劑。2.2流化床反應(yīng)器循環(huán)流化床反應(yīng)器循環(huán)流化床反應(yīng)器

產(chǎn)能高,運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間長(zhǎng),熱效率高,催化劑可再生。投資高,操作復(fù)雜,進(jìn)一步放大困難,分離器容易被催化劑堵塞。冷卻盤(pán)管的空間增大,轉(zhuǎn)化率更高,產(chǎn)能也大大提高。固定式流化床代替循環(huán)流化床,投資可降低15%。2.3漿態(tài)床反應(yīng)器三相在液相中進(jìn)行，溫度壓力易控制，傳熱傳質(zhì)效果好，轉(zhuǎn)化率高。催化劑在液相中不會(huì)因擠壓而破裂，載荷均勻，液體的阻力大，傳遞速度小，活性小。與固定床反應(yīng)器相比,比同等產(chǎn)能裝置投資可減少40%。3助劑單純的Fe基催化劑的活性、穩(wěn)定性及選擇性均不理想,不符合工業(yè)生產(chǎn)的要求。因此,在Fe基催化劑的制備過(guò)程中,一般需要添加各種助劑來(lái)合理調(diào)變催化劑的各項(xiàng)性能指標(biāo)。研究較多的助劑為堿金屬、堿土金屬、Cu和其他過(guò)渡金屬。3助劑堿金屬過(guò)渡金屬堿土金屬助劑K助劑涉可促扔進(jìn)C0轉(zhuǎn)化巷和WG閃S反應(yīng)霉，抑筍制CH4生成灑，提腸高高鎖碳烴郵和烯壘烴選釘擇性塑。1)套Cu可促墨進(jìn)Fe催化超劑的晚還原廢，縮稈短誘勒導(dǎo)期2)Mn對(duì)Co有較嬌大的孫親和承力，梳且可鼠促進(jìn)些活性稀相的橫分散盲，提掌高烯祥烴選靈擇性Mg可改理善催嫌化劑炕的穩(wěn)備定性掃和活說(shuō)性，辱提高C5+烴的比空時(shí)席收率表，同內(nèi)時(shí)對(duì)WG高S反應(yīng)峽也有館抑制躲作用4載體載體羅的主竿要作有用：1）提壇高鐵哲的分切散度葛、增吵加活算性組獨(dú)分的暫比表模面積,并在慈還原嚼后產(chǎn)族生穩(wěn)列定的封活性塘金屬證離子逼，防砍止燒具結(jié)；2）載觸體可釀以改別善F-六T催化鐮劑的塔機(jī)械固強(qiáng)度拉；3）改詞善催婆化劑撈的熱繭穩(wěn)定障性,提供吸更多屑的活償性中麻心,節(jié)省留活性學(xué)組分跌用量,降低細(xì)成本徐；4）增目加催揀化劑久抗毒茶能力隨；5）催蟲(chóng)化劑口載體仗在反擠應(yīng)過(guò)妙程中椒可起輝導(dǎo)熱樣的作楊用，待減小判固定樹(shù)床反黃應(yīng)器凝中的感溫度伐梯度渾。4.冊(cè)1載體腫分類(lèi)氧化物載體介孔材料載體碳納米管材料載體4.辦2氧化弱物載孕體SiO2載體藍(lán)對(duì)金茄屬呈酬惰性分，主輔要起盾分散妹、隔琴離金復(fù)屬顆圣粒的貼作用憲。另?yè)屚?，梳以Si倉(cāng)O2為載科體的尼費(fèi)托驗(yàn)合成嚼催化處劑具見(jiàn)有良專(zhuān)好的父穩(wěn)定優(yōu)性和款再生犬功能.Al2O3載體,其熔左點(diǎn)高,熱穩(wěn)巨定性突好,具有性表面套酸中紗心和糞表面扔堿中紛心且敞價(jià)格僅便宜,通常轟以Al2O3為載撲體制六成的跳費(fèi)托姑合成每催化慕劑都鹿是非僻均勻剝型的,催化聯(lián)劑的眾活性弄組分利分布參在載汁體的拋外表潔面。4.脈3介孔籌材料淡載體學(xué)者手通過(guò)和研究漫不同百的微彩孔、吩介孔舍分子剝篩負(fù)轎載Fe催化箱劑上紀(jì)的費(fèi)守托合督成反催應(yīng)，翅他們自發(fā)現(xiàn)此以具器有超澡籠結(jié)步構(gòu)的禍八面妖沸石鬼分子究篩為但載體幼時(shí)顯游示出絮獨(dú)特貓的C5+烴選譽(yù)擇性逗。采抵用Li榨Y為載錄體時(shí)神可獲秩得最猾高的C5+烴選居擇性芽和鏈岔增長(zhǎng)目幾率煩。4.務(wù)4碳納氏米管說(shuō)載體研究還結(jié)果慌表明翁，CN羊T載體餡有利哨于降除低CH4選擇襯性和答提高量烯烴舞選擇細(xì)性。Fe銳-i擾n-釣CN率T催化蓄劑性幸能優(yōu)鏡越的身主要宮原因燭可能表不是棕因其禍活性市相尺爪寸較早小，傷而在窩于管逗內(nèi)Fe物種蹈可還旨原性斗的改遼善和FexCy比例雷的提售高，拘且管結(jié)腔的比限域捆效應(yīng)等可能倉(cāng)有利腸于碳蒜鏈增味長(zhǎng)。5展望在單而一的耳鐵基錄催化眉劑的乳基礎(chǔ)鵲上添敘加能擱改善柴鐵化榨學(xué)性犬質(zhì)的眼電子劉型助灑劑和評(píng)改善營(yíng)鐵物炭理性悠質(zhì)的悟結(jié)構(gòu)裝型助俯劑能宮改善滑鐵基武催化言劑性呼質(zhì)。繼而載喇體和兔反應(yīng)緞器的域發(fā)展起也使溪使用顯鐵基新催化租劑的柿費(fèi)托董合成縮慧的產(chǎn)寇物