铁基费托合成催化剂研究进展.doc

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1、铁基费托合成催化剂研究进展摘要费托合成(F-T合成)是实现煤间接液化技术的重要环节之一，其关键是开发高活性、选择性和稳定性的催化剂。目前应用的费托合成催化剂主要有铁基和钴基催化剂。铁基催化剂因价格低廉、催化活性和水煤气变换反应(WGS)活性高以及助剂效果明显，而在费托合成催化剂中占有重要的地位。本文对近几年铁基催化剂的特点和发展状况进行了评述，着重分析了催化剂反应器、助剂和载体对其活性和选择性的影响。关键词：费托合成,铁基催化剂,性能分析,影响因素AbstractFischer–TropschSynthesisistherealizationofcoalliquefactioni

2、ndirectlytheimportantlinkofthetechnology.Oneofthekeyistodevelophighlyactive,selectivityandstabilityofcatalysts.ThecurrentFischer–TropschSynthesismainlycontainsironbasecatalystsandcobaltbasecatalysts.Ironbasecatalystforlowprices,catalyticactivityandwatergastransformreaction(WGS)highactivityand

3、obviousfertilizereffectcausetohaveanimportantpositionintheFischer–TropschSynthesis.Inthispaper,thecharacteristicsanddevelopmentstatusoftheironbasecatalystinrecentyearsarereviewedanditfocusesontheanalysisofthecatalystreactor,additivesandcarrierontheinfluenceoftheactivityandselectivity.Keywords

4、:Fischer–TropschSynthesis,ironbasecatalysts,performanceanalysis,thefactorsofinfluence目录1前言42铁基催化剂的广泛应用53铁基催化剂分类54反应器的分类54.1列管式固定床反应器(TFB)64.2流化床反应器74.2.1循环流化床反应器74.2.2固定流化床反应器84.3浆态床反应器95助剂的作用105.1电子型助剂115.1.1碱金属助剂115.1.2过渡金属Cu助剂125.1.3过渡金属Mn助剂125.1.4碱土金属助剂135.2结构型助剂135.2.1SiO2助剂145.2.2Al2O3助

5、剂146催化剂载体156.1SiO2载体156.2Al2O3载体156.3介孔材料载体166.4碳纳米管载体167总结与展望17参考文献19致谢241前言近年来，随着石油资源的逐渐耗竭以及世界范围内对新能源和资源需求的不断攀升，通过费托合成反应制备液体燃料或高附加值化学品的途径已获得广泛认可。费托合成是合成气经催化反应转化为碳氢化合物的过程。费托合成过程中主要发生生成烷烃和烯烃的反应，同时还伴随有含氧化合物的生成和水煤气变换(WGS)反应[1]。费托合成的反应物(即合成气)，可由煤、天然气或生物质经气化或重整等过程转化而来。费托合成的产物碳氢化合物具有无硫、无氮和无芳烃等特点，因

6、而由费托合成生产的液体燃料(如清洁柴油等)可满足日益苛刻的环保要求。同时费托合成产物还可以是低碳烯烃等现行化工过程的关键原料。因此，费托合成反应是煤、天然气和生物质等非油基资源间接转化为高品位液体燃料和化工原料的一个关键步骤。费托合成催化剂的活性组分以Fe，Co，Ru为主，其活性高低顺序为Ru>co>Fe，链增长几率大小顺序大致为Ru>Co≈Fe[2]。现行的费托合成工业过程采用Fe基或Co基催化剂，根据操作温度可分为低温(190℃～250℃)和高温(250℃～350℃)催化剂，前者一般指铁基催化剂,合成产品经加工可以得到环境友好的汽油、柴油、溶剂油和烯烃等。这些油品质量接近普通

7、炼油厂生产的同类油品,无硫但含芳烃。后者使用钴基催化剂,合成的主产品石蜡原料可以加工成特种蜡或经加氢裂化/异构化生产优质柴油、润滑油基础油、石脑油馏分(理想的裂解原料),产品既无硫也无芳烃。Ru因价格昂贵，现阶段工业化的可能性很小，但从开发新过程和探索反应机理的角度仍具有研究意义[2]。本文主要围绕影响费托合成催化剂的关键因素，针对Fe基催化剂体系，评述近年来该领域所取得的一些研究进展。2铁基催化剂的广泛应用铁基催化剂因其储量丰富和价格低廉而受到广泛关注,它具有很多优点。如Fe基