论文部分内容阅读
本课题是国家高技术研究发展计划(863计划)项目,“生物质气化集成-费托合成”工艺制取液体燃料的费托合成部分。费托合成是CO和H2在金属催化剂的作用下,生成烃类的反应,是获取清洁燃料油和化工产品的有效途径,对缓解日益严重的石油资源危机有着重大的意义。为获得理想的费托合成反应效果,对费托合成催化剂的改进是主要手段之一,金属负载型费托合成催化剂是近几年人们研究的热点。负载型金属催化剂的载体起到承载、分散金属活性组分的作用,载体的孔道结构、酸性、机械强度等性质,都可能影响到费托合成催化剂的反应活性、产物选择性,因此,选择适宜的载体或对载体的改进,是制备性能优良的费托合成催化剂的关键。本论文用浸渍法制备了不同载体的钴基费托合成催化剂,并且在小型固定床反应装置上对催化剂进行费托反应性能测试,通过催化剂表征以及费托反应实验结果,来考查载体的性质对催化剂结构和费托反应催化性能的影响。本论文的具体研究工作和主要结论如下：(1)在制备钴基催化剂之前,对γ-A1203载体进行水热预处理,以此来改进Co/γ-Al2O3催化剂的费托反应性能。实验结果表明：用10wt%的柠檬酸或正丁胺溶液在高压釜中对γ-A1203进行水热预处理,可提高Co/y-Al2O3催化剂的费托反应活性、C5+烃类的选择性,降低CH4的选择性。(2)通过对三种不同孔道结构的纯硅分子筛载体(SBA-15、MCM-41、Silicate-1)钴基催化剂费托反应测试实验结果的对比,考查纯硅载体孔道结构对催化剂性能影响。实验结果表明：载体孔道尺寸大,钴基催化剂的反应活性高,CH4选择性高,C5+的选择性低,不利于长链液态烃类产物的生成。(3)采用过量浸渍法制备Co/Hβ催化剂,考查其FT反应性能,费托反应实验结果表明：Co/Hβ催化剂具有较好的反应活性和稳定性,在2.0MPa、230°C、0.9SLh-lg-1、nH2/nco=2的条件下,其CO转化率可连续46h保持在50%以上。并且适宜的Co担载量和Hp-沸石载体的柠檬酸改性都能提高Co/Hβ催化剂的反应活性和C5+烃类选择性。(4)按照白松木屑催化裂解的产气组成,配制费托反应合成气,并用配制的合成气对Co/Hβ催化剂进行费托反应测试,实验结果表明：在一定条件下的费托合成反应的CO转化率连续96h稳定在60%以上。