费托合成钌基催化剂研究进展
2021-05-25娄舒洁刘克峰肖海成贺业亨
天然气化工—C1化学与化工 2021年2期
关键词:催化剂
娄舒洁,刘克峰,肖海成,王 林,贺业亨
(中国石油天然气股份有限公司 石油化工研究院,北京 102206)
合成气(CO+H2)制取烃类的费托合成过程是石油路线之外获取燃料和化学品的重要平台反应,煤炭、生物质、城市垃圾、石油焦、天然气等皆可作为原料。 合成油、合成蜡具有清洁无硫、直链烃含量丰富的特点,可以根据能源形势和市场需求加工为燃料或高端化学品。费托反应可生成从甲烷到C80以上的产物,催化剂、反应器、反应条件等都对产物分布有影响,这给了费托反应极大的调变空间,可以通过改变催化剂、工艺条件并与精制技术结合获得多种油品及化工产品, 这也是费托合成反应的魅力所在。
除商业化的钴基和铁基催化剂,钌基催化剂在小规模费托合成装置中具有独特的优势,Exxon Mobile[1-3]、Air Products[4]、UOP[5]、Chevron[6]等 公 司 从1980年代起都对钌基催化剂进行了专利布局。 近年来,随着对生物质、非常规天然气资源(油田伴生气、煤层气、致密砂岩气)、垃圾填埋气等的开发,Velocys[7,8]、Greyrock[9]、 Compact GTL[10]等公司已尝试使用小型或撬装费托装置转化偏远地区的天然气资源。
本文综述了钌基费托合成催化剂当前的研究进展,包括理论研究、催化材料制备、反应工艺优化,主要关注颗粒尺寸、载体、助剂、操作条件对催化剂性能和产物分布的影响, 简要探讨了失活机理, 希望为开发满足工业应用需求的高选择性、高稳定性的钌基催化体系提供帮助。
1 活性相与反应机理
费托合成活性相为Ru0纳米颗粒, 具有适宜的一氧化碳(CO)吸附能力和加氢能力。……
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