费托合成高碳烃Co/γ-Al2O3催化剂的研究

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合成气通过费托反应过程生成高碳烃是一种获得柴油以及石蜡烃等的重要工艺路线,而制备出高活性低成本的催化剂则是费托合成工业化过程的关键技术环节之一。钴基催化剂因具有高催化活性、低一氧化碳变换反应活性和高重质饱和直链烃选择性等特点成为费托合成高碳烃的重要催化体系之一。本文以γ-Al2O3作为钻基催化剂的载体,采用等体积浸渍法制备了不同助剂含量的钻基催化剂,并将制备好的催化剂在固定床反应器中对其催化性能进行评价。通过N2低温吸附、X射线衍射(XRD)、程序升温还原(H2-TPR)、程序升温脱附(CO-TPD和H2-TPD)、X射线光电子能谱(XPS)等表征手段,结合催化剂的考评结果,分析不同助剂的改性对催化剂的结构以及反应性能的影响。结果表明:添加的助剂会对催化剂的还原性能等产生影响,改善CO及H2在催化剂表面的吸附,从而影响催化剂的催化效果。在Co/y-A12O3催化剂上添加Ce助剂,当Ce添加量为3 wt%时,催化剂有较高的CO转化.率以及C5+选择性,但Ce的添加也会相应的使催化剂的甲烷化作用增加;Zr作为氧化物助剂添加在Co基催化剂上,其负载量为4%时,催化剂有较好的催化效果;在Zr改性的Co/γ-A1203催化剂上添加La作为第二助剂时,会进一步提高催化剂的活性及高碳烃的选择性,当La添加量为0.6wt%时,在220℃、2MPa、1000h-1的条件时,CO的转化率为91.97%,C5+的选择性为85.23%,C19+的选择性为42.11%。
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