費-托合成產(chǎn)物分布規(guī)律的同位素示蹤研究.pdf

1、本文將以鈷基費-托合成催化劑為研究對象，采用H2/D2同位素切換的方法分別在連續(xù)攪拌漿態(tài)床反應(yīng)器(CSTR)和固定床反應(yīng)器(FBR)中進行費-托合成實驗，研究產(chǎn)物滯留現(xiàn)象是否存在，并以此獲得Co/SiO2催化劑費-托合成產(chǎn)物的真實分布(α值)和烷烴烯烴比(Pr/O)。另外，采用H2/D2同位素研究了費-托合成中鐵基和鈷基催化劑的同位素效應(yīng)，為研究費-托合成反應(yīng)機理提供參考。具體研究內(nèi)容包括了以下兩個方面1.采用H2/D2同位素切換的方

2、法分別在連續(xù)攪拌漿態(tài)床反應(yīng)器(CSTR)和固定床反應(yīng)器(FBR)中首次證實了產(chǎn)物滯留效應(yīng)“Δ”的存在，同時獲得了Co/SiO2催化劑費-托合成產(chǎn)物的真實分布(α值)和烷烴烯烴比(Pr/O)。研究結(jié)果表明： 1)在CSTR和FBR上，產(chǎn)物累積“Δ”確實存在；碳數(shù)越低的產(chǎn)物滯留效應(yīng)越小，碳數(shù)越高的產(chǎn)物滯留效應(yīng)越大；對于相同催化劑，在同樣的實驗條件下CSTR的滯留效應(yīng)要大于FBR。反應(yīng)產(chǎn)物的滯留效應(yīng)可以用fn來表示，fn與亨利定律常

3、數(shù)(Henry’s law constant)、反應(yīng)條件(如反應(yīng)氣空速、壓力和反應(yīng)器類型等)、反應(yīng)產(chǎn)物樣品的收集周期以及催化劑種類有關(guān)； 2)去除產(chǎn)物累積“Δ”的影響后計算得到的費-托合成產(chǎn)物分布遵從Anderson-Schulz-Flory分布規(guī)律，即只有一個α值； 3)用H2/D2同位素切換的方法，消除了產(chǎn)物累積和烯烴二次氫化的影響后所得到的真實Pr/O值要比用常規(guī)方法所得到的Pr/O值小得多。

4、 2.用H2/D2同位素研究了費-托合成中鐵基和鈷基催化劑的同位素效應(yīng)。研究結(jié)果表明： 1)在CSTR和FBR上進行的費-托合成H2/D2同位素切換示蹤實驗時，當反應(yīng)物從CO/H2/N2(1:2:2)切換為CO/D2/N2(1:2:2)后，CO轉(zhuǎn)化率都有顯著的提高，表現(xiàn)出明顯的氘反同位素效應(yīng)。 2)在鈷基催化劑和鐵基催化劑的同位素效應(yīng)實驗中，無論是鈷基催化劑還是鐵基催化劑，無論是烷烴還是烯烴，無論時順式烯烴還是反式