合成氣直接制取低碳烯烴鐵基催化劑的研究.pdf

1、當(dāng)今石油化學(xué)工業(yè)已成為推動(dòng)各國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)之一。以乙烯、丙烯為主體的低碳烯烴則是石油化學(xué)工業(yè)最為重要的基礎(chǔ)原料，是石化行業(yè)的核心產(chǎn)品。乙烯是衡量一個(gè)國(guó)家石油化工發(fā)展水平的重要標(biāo)志之一。而合成氣是后石油時(shí)代最現(xiàn)實(shí)可行的獲得可替代油料和大宗化學(xué)品的原料之一。目前，用于合成氣催化轉(zhuǎn)化的催化劑主要是鐵系、鎳系、鈷系等，而鐵系催化劑具有廉價(jià)易得、儲(chǔ)量豐富、催化劑活性好、時(shí)空收率和烯烴的產(chǎn)量都比較高等優(yōu)點(diǎn)，因此被廣泛用于費(fèi)托合成中。γ-Al2

2、O3是普遍使用的載體，表面Al3+和O2-有很強(qiáng)的剩余成鍵能力，且具有比表面積大、機(jī)械強(qiáng)度高、高熔點(diǎn)（略高于2000℃）以及良好的孔道結(jié)構(gòu)，這些是作為催化劑載體所需要的特性。
　　本論文采用γ-Al2O3做載體，用過(guò)量體積浸漬法制備Fe/γ-Al2O3催化劑，并加入Mn、K助劑進(jìn)行改性，考察不同助劑及助劑的不同含量對(duì)CO轉(zhuǎn)化率和低碳烯烴選擇性的影響;考察了催化劑焙燒條件及還原條件對(duì)催化劑催化性能的影響;考察了催化劑活性評(píng)價(jià)條件（溫

3、度、空速、H2/CO等）對(duì)CO轉(zhuǎn)化率和低碳烯烴選擇性的影響。
　　研究表明，焙燒溫度高時(shí)，CO轉(zhuǎn)化率較高，但低碳烯烴選擇性很低，綜合兩方面考慮，最佳焙燒溫度是300℃，此時(shí)CO轉(zhuǎn)化率為87.3％;通過(guò)對(duì)焙燒時(shí)間的考察可知，在有效反應(yīng)溫度范圍內(nèi)，最佳的焙燒時(shí)間是4h;通過(guò)對(duì)還原溫度的考察可知，最佳還原溫度是400℃，當(dāng)反應(yīng)溫度是400℃時(shí)，CO轉(zhuǎn)化率達(dá)60.0％，低碳烯烴選擇性為27.8％;通過(guò)對(duì)催化劑活性評(píng)價(jià)條件對(duì)催化劑催化性能的

4、影響可知，隨著反應(yīng)溫度的升高，CO轉(zhuǎn)化率先升高后降低，而低碳烯烴選擇性卻逐漸降低，反應(yīng)溫度控制在390℃～410℃較合適;出于低碳烯烴選擇性的考慮，認(rèn)為H2/CO為1時(shí)最佳;總體上，原料氣空速對(duì)低碳烯烴選擇性影響不明顯。在鐵系催化劑中加入助劑能夠明顯改善催化劑活性，K助劑主要有三方面作用，改善催化劑載體的酸性;起到“電子促進(jìn)劑”的作用，能夠防止烯烴深度氫化，提高低碳烯烴的選擇性;起到“阻鐵還原劑”的作用。Mn助劑可以促進(jìn)鐵的還原，也可以