調(diào)控費托合成產(chǎn)物分布新工藝及催化劑的研究.pdf

1、費托合成(Fischer-Tropsch Synthesis，F(xiàn)TS)是指CO和H2在多相催化劑上反應(yīng)生成脂肪烴和含氧化合物的過程。由于FTS的原料可來源于煤炭、天然氣、生物質(zhì)，不依懶于稀缺的石油資源，得到的液體燃料更環(huán)保，因此FTS受到越來越多的關(guān)注。FTS只能得到混合烴，產(chǎn)物分子量分布較寬，產(chǎn)物碳數(shù)遵循Anderson-Schultz-Flory(ASF)分布，所以FTS的關(guān)鍵就是有效調(diào)控產(chǎn)物的選擇性。目前，提高FTS低碳產(chǎn)物選擇性

2、主要集中在催化劑的改性和過程強化兩個方面，并通過促進二次反應(yīng)使產(chǎn)物分布變窄。在我們的研究中，主要集中在開發(fā)利于低碳烯烴（C2=～C4=）生成的高效Co/MnOx催化劑，并通過XRD、BET-PSD、TG-DSC、SEM、TEM、TPR、DRIFTS、XPS表征手段分析預(yù)處理、制備方法、實驗條件、Zr助劑對Co/MnOx催化劑FTS產(chǎn)物分布的影響。
　　 不同試劑預(yù)處理金屬前驅(qū)體鹽，并采用共沉淀法制備Co/MnOx催化劑，通過XR

3、D、BET-PSD、TG-DSC、SEM、TEM、TPR、DRIFTS、XPS表征手段考察了催化劑的結(jié)構(gòu)、還原性、電子狀態(tài)對FTS反應(yīng)性能的影響。結(jié)果表明:與沒有預(yù)處理的Co/MnOx-H2O催化劑相比，1，4-丁二醇(BDO)預(yù)處理的Co/MnOx-BDO催化劑孔徑分布均勻、外貌形態(tài)規(guī)整且有明顯的層次結(jié)構(gòu)、Co3O4顆粒粒徑更小且顆粒分布均勻、Co的電子密度更高。這樣的結(jié)構(gòu)增強了Mn的作用，抑制了加氫反應(yīng)，因此C2=～C4=選擇性由2

4、6.5％增加到42.2％，O/P（C2～C4組分中烯烴/烷烴）由1.01增加到2.38，幾乎是Co/MnOx-H2O催化劑的2倍。
　　 采用浸漬法制備了Co/MnOx催化劑，并考察催化劑制備方法對FTS產(chǎn)物分布的影響。XRD、TPR結(jié)果表明浸漬法制備的Co/MnOx-Imp催化劑Co-Mn相互作用更弱，較弱的相互作用增大了Co的電子密度，促進了Mn對加氫反應(yīng)的抑制作用，因此Co/MnOx-Imp催化劑C2=～C4=選擇性高達5

5、1.6％，其O/P高達3.88，C2=～C4=選擇性幾乎是共沉淀法制備的Co/MnOx-Cop的2倍，而O/P更是前者的4倍左右。
　　 通過考察焙燒溫度、反應(yīng)溫度、反應(yīng)壓力對Co/MnOx催化劑FTS反應(yīng)性能的影響，得到最佳的焙燒溫度為673K;當Co/MnOx-Imp催化劑在523 K、2.0 MPa條件下發(fā)生FTS反應(yīng)時，CO轉(zhuǎn)化率為52.0％，C2=～C4=選擇性為43.1％，O/P為3.04。
　　 采用共沉淀