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F-T合成将合成气转化为主要产物为烃类的一系列产物.和固定床反应器相比浆态床反应器有独特的优越性,特别是对于反应热的移出,和传统的粗油加工过程相比F-T合成过程可生产高质量、低芳烃和不含硫的环境友好燃料.无论在催化剂和反应工程方面F-T合成都是一个重要的研究领域.该论文是中国正在进行的大规模煤间接液化研究计划的一部分,主要是研究煤制合成气浆态床F-T合成生产高质量油品的催化剂工程和反应过程放大等关键技术.论文工作试图通过对两个系列铁催化剂工艺参数优化、产物分布的详细描述和针对浆态床技术开发的Fe-Cu-K-SiO<,2>催化剂动力学行为研究,为该过程工业放大技术软件集成系统提供有价值的工艺参数、动力学数据和反应器设计依据.同时通过对各催化剂产物分布的研究为今后催化剂的改型奠定基础.所有的实验均在配备有精心设计的催化剂和蜡过滤系统的1立升的搅拌釜反应器中进行,在反应温度250~290℃,反应压力1.5~3.1 MPa,原料气H<,2>:CO=0.67~2.0,空速2.0~4.0 NL/gcat-h(基于未还原的催化剂)的条件范围内研究了两种铁基催化剂的反应性能和稳定性.主要的研究结果如下:化学反应所关心的一个基本问题是当反应器改变时反应活性和产物选择性是如何变化的.该论文首先详细考察了高、低氢碳比(H<,2>/CO=2.0,0.67)条件下固定床超细粒子Fe-Mn催化剂在浆态床反应器中的反应性能、稳定性和在浆态床反应器中的适应性.该研究工作中,对Fe-Mn催化剂进行了2200小时的稳定性实验,Fe-Cu-K-SiO<,2>喷雾干燥催化剂进行了2500小时的稳定性实验.该工作的重点是适用于浆态床反应器的催化剂的评价研究,在工业操作条件相近的条件下,对开发出的喷雾干燥的Fe-Cu-K-SiO<,2>催化剂进行F-T合成反应性能考察,并研究了反应条件对产物分布的影响,进行了2500小时的稳定性实验,结果表明,催化剂产物分布合理,具有较高的稳定性.F-T合成反应机理的复杂性以及所包含的大量的反应物种是开发合理的动力学表达式所面临的主要问题.该论文的主要目的之一是解决准确的F-T合成产物分布模型和动力学模型化问题,这对F-T合成工业工程的合理设计和放大是极其重要的.在连续搅拌釜反应器中,在和工业反应相近的条件下研究了开发出喷雾干燥的Fe-Cu-K-SiO<,2>催化剂的F-T合成反应动力学.论文在烃生成的碳化物机理和用甲酸盐机理解释CO<,2>生成的基础上导出了喷雾干燥的Fe-Cu-K-SiO<,2>催化剂的几组Langmuir-Hinshewood-Hougen-Watson型F-T合成反应和水煤气变换反应的反应速率方程.