費(fèi)托合成耦合二氧化碳轉(zhuǎn)化反應(yīng)研究.pdf

1、費(fèi)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?；诋?dāng)前石油資源和環(huán)境問題的雙重壓力，費(fèi)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(fèi)托合成反應(yīng)有其弊端，反應(yīng)強(qiáng)放熱，副產(chǎn)物多，而CO2轉(zhuǎn)化反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，進(jìn)而與該反應(yīng)耦合正好解決了強(qiáng)放熱問題，在未來的費(fèi)托合成發(fā)展中是一個(gè)重要的方向。
　　本論文考慮的主要研究方向有以下幾點(diǎn):
　　(1)在制備催化劑的過程中，我們

2、考察了不同載體材料、負(fù)載鈷量、負(fù)載先后順序、催化劑顆粒尺寸對(duì)費(fèi)托反應(yīng)的影響。結(jié)果表明:傳統(tǒng)顆粒型催化劑的強(qiáng)度高，反應(yīng)效果較好，構(gòu)件催化劑反映效果雖然尚可，但是催化劑強(qiáng)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(dá)98％，但由于還原溫度也隨之升高，帶來的燒結(jié)和強(qiáng)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(qiáng)度過低難以成型回收，所以今后仍有難題亟待解決;鈷負(fù)載量升高對(duì)于本耦合反應(yīng)是有促進(jìn)作用的，

3、隨著鈷負(fù)載量的增多，CO轉(zhuǎn)化率會(huì)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(yīng)轉(zhuǎn)化率升高，C5+烴的選擇性升高，反應(yīng)更加充分。
　　(2)為了提高耦合反應(yīng)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(shí)我們分別考察了不同助劑的添加對(duì)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(yīng)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(yīng)產(chǎn)物傾向于低C鏈烴轉(zhuǎn)化;K助劑的添加，會(huì)使催化劑的活性升高，產(chǎn)物傾向于向高碳鏈烴轉(zhuǎn)化，對(duì)反應(yīng)是有利的。
　　(3)在大量反應(yīng)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(yīng)溫度、反應(yīng)壓力等對(duì)催化劑的活性的影響，進(jìn)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(yīng)期間:溫度230℃，原料氣空速1SL/(h·g-cat)，壓力2.0MPa。