費托合成耦合二氧化碳轉(zhuǎn)化反應研究.pdf

1、費托合成是已在工業(yè)上建成的由合成氣(CO+H2)在催化劑作用下生成具有廣泛鏈長度分布的直鏈烴生產(chǎn)過程。基于當前石油資源和環(huán)境問題的雙重壓力，費托合成已然成為石化產(chǎn)品及高品質(zhì)燃料油生產(chǎn)的替代路線。然而費托合成反應有其弊端，反應強放熱，副產(chǎn)物多，而CO2轉(zhuǎn)化反應為吸熱反應，進而與該反應耦合正好解決了強放熱問題，在未來的費托合成發(fā)展中是一個重要的方向。
　　本論文考慮的主要研究方向有以下幾點:
　　(1)在制備催化劑的過程中，我們

2、考察了不同載體材料、負載鈷量、負載先后順序、催化劑顆粒尺寸對費托反應的影響。結(jié)果表明:傳統(tǒng)顆粒型催化劑的強度高，反應效果較好，構(gòu)件催化劑反映效果雖然尚可，但是催化劑強度偏低;不同載體材料的催化劑相比Fe載體催化劑的CO轉(zhuǎn)化率高達98％，但由于還原溫度也隨之升高，帶來的燒結(jié)和強放熱問題不可忽視，活性炭引入的載體中，表面活性組分分布更加均勻，但是由于其強度過低難以成型回收，所以今后仍有難題亟待解決;鈷負載量升高對于本耦合反應是有促進作用的，

3、隨著鈷負載量的增多，CO轉(zhuǎn)化率會增大，CO2轉(zhuǎn)化率增大，甲烷轉(zhuǎn)化率降低，長鏈烴增多;催化劑顆粒尺寸小，反應轉(zhuǎn)化率升高，C5+烴的選擇性升高，反應更加充分。
　　(2)為了提高耦合反應和CO2加氫耦合催化性能，我們選擇了鈷鐵雙金屬作為催化劑的活性組分，同時我們分別考察了不同助劑的添加對鈷鐵雙活性催化劑的性能影響，結(jié)果如下:鐵含量為3％Fe的催化劑具有較優(yōu)的催化反應性能，甲烷轉(zhuǎn)化率低，CO2轉(zhuǎn)化率較高，5％Fe的催化劑CO轉(zhuǎn)化率高但甲

4、烷選擇性較高，反應產(chǎn)物傾向于低C鏈烴轉(zhuǎn)化;K助劑的添加，會使催化劑的活性升高，產(chǎn)物傾向于向高碳鏈烴轉(zhuǎn)化，對反應是有利的。
　　(3)在大量反應的基礎(chǔ)上，通過改變工藝條件，我們并以生物質(zhì)裂解氣及合成氣為原料氣，考察了反應溫度、反應壓力等對催化劑的活性的影響，進一步優(yōu)化工藝條件。結(jié)果顯示:最佳工藝條件為:還原期間:溫度400℃、壓力0.2MPa;反應期間:溫度230℃，原料氣空速1SL/(h·g-cat)，壓力2.0MPa。