提高費(fèi)托合成低碳烯烴含量的相關(guān)分析

摘要：文章以提高費(fèi)托合成低碳烯烴含量為研究對(duì)象，首先簡(jiǎn)單介紹了提高費(fèi)托合成低碳烯烴含量的必要性，隨后圍繞如何提升費(fèi)托合成低碳烯烴含量，對(duì)鉀鈉等助劑對(duì)鐵基催化劑合成低碳稀徑的烴類產(chǎn)物分布的影響進(jìn)行了分析研究，以供參考。

關(guān)鍵詞：費(fèi)托合成法;烯烴含量;提升

前言：隨著全球石油短缺情況日益加重，對(duì)我國(guó)烯烴工業(yè)發(fā)展帶來的制約影響也越來越大，而我國(guó)是一個(gè)典型的“多煤少油”的國(guó)家，因此以煤為原料，合成燃料氣體，比如焦?fàn)t氣。天然氣等各種合成氣，通過采用費(fèi)托合成方式，利用這些合成氣體，更有助于烯烴生產(chǎn)，提高低碳烯烴合成含量，能夠緩解石油資源短缺帶來的能源緊張帶來的不利影響。

一、提高費(fèi)托合成低碳烯烴含量的必要性

從低碳烯烴組成來看，主要由乙烯丙烯與丁烯構(gòu)成，這些物質(zhì)是石油化學(xué)工業(yè)不可或缺的原料，通常由石油原料獲取，面對(duì)我國(guó)石油資源短缺的客觀情況，因此通過費(fèi)托途徑合成顯得尤為重要。所謂費(fèi)托合成，簡(jiǎn)單來說就是利用各種合成氣體作為原料，在各種催化劑的幫助下，再加上合適的反應(yīng)條件，能夠成功合成以烯烴為主的液體燃料。而通過以煤炭進(jìn)行合成氣生產(chǎn)，再通過費(fèi)托將合成氣作為原料制成烯烴，將能夠有效繞開石油資源，完成烯烴生產(chǎn)，從而有效減少對(duì)石油資源的依賴，也更加符合我國(guó)“多煤少油”的能源結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，解決我國(guó)能源不足問題。基于此，有必要加強(qiáng)對(duì)提高費(fèi)托合成低碳烯烴含量的研究，盡可能地生產(chǎn)出更多烯烴資源，推動(dòng)烯烴工業(yè)生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)更好的發(fā)展[1]。

二、提高費(fèi)托合成低碳烯烴含量相關(guān)分析

在高溫費(fèi)托合成技術(shù)的幫助下，能夠進(jìn)行低碳稀輕的制備，在這一過程中，通常會(huì)用到鐵基催化劑，這種催化劑價(jià)格低廉易得，并且有著較高的操作壓力、溫度、空速彈性，因此催化反應(yīng)活性優(yōu)良，能夠與水煤氣變換，在高溫費(fèi)托合成溫度范圍內(nèi)，有利于生產(chǎn)稀徑、液體燃料產(chǎn)物。而錳、鉀、鈉助劑被證明能夠明顯提高鐵基催化劑生成稀烴的能力。因此文章主要研究在高溫費(fèi)托合成條件下上述助劑對(duì)鐵基催化劑合成低碳稀徑的烴類產(chǎn)物分布的影響，具體如下：

（一）錳助劑下對(duì)費(fèi)托合成烯烴分布影響

圖一表示的是不同錳含量下催化劑的稀烴產(chǎn)物分布圖，從圖中我們能夠了解到，催化劑在不同錳含量下，稀烴分布整體近似直線分布，錳含量的高低對(duì)產(chǎn)物中稀經(jīng)的鏈增長(zhǎng)幾率沒有帶來較大影響。當(dāng)錳含量為10～33%時(shí)，產(chǎn)物中隨著錳含量增加，稀烴含量隨之增加，當(dāng)錳含量為33%時(shí)，稀烴含量達(dá)到最高;后續(xù)隨著錳含量繼續(xù)增加，產(chǎn)物中烯烴含量下降，由此能夠說明，在鈉助劑協(xié)同影響下，伴隨著錳含量增加，催化劑堿性不斷提升，有效提升了稀烴含量。但當(dāng)錳含量過高，容易將催化劑表面活性鐵覆蓋，限制催化劑作用發(fā)揮，致使稀烴含量降低，因此加強(qiáng)錳含量控制，有利于提高費(fèi)托合成烯烴含量。

（二）鉀助劑下對(duì)費(fèi)托合成烯烴分布影響

圖二是不同鉀含量的催化劑稀烴分布情況，從圖中我們能夠了解到，鉀含量對(duì)催化劑烯烴產(chǎn)物總體上呈現(xiàn)近似的直線分布。當(dāng)鉀含量為2.8%時(shí)，稀烴含量處于最高的狀態(tài)，此時(shí)與此同時(shí)，我們也發(fā)現(xiàn)在C17～C25范圍內(nèi)，烯烴出現(xiàn)了稍有偏離直線的現(xiàn)象，在這一范圍中，稀烴主要處于液態(tài)狀態(tài)，同時(shí)伴有少量固態(tài)稀烴。伴隨著鉀含量的增加，稀烴產(chǎn)物中的高碳煉烴含量出現(xiàn)了先減小后增大的變化，由此能夠說明，當(dāng)鉀含量過多時(shí)，鏈增長(zhǎng)速度加快，使得產(chǎn)物中高碳稀烴不斷增加。

（3）鈉助劑下對(duì)費(fèi)托合成烯烴分布的影響

圖三是不同鈉含量的催化劑稀烴分布圖，從圖中我們能夠了解到，排除Mn33Na35催化劑，其它負(fù)載助劑催化劑的稀烴在整體分布方面，均呈現(xiàn)出直線的關(guān)系。對(duì)Mn33Na35催化劑而言，在C2～C15范圍內(nèi)，烯烴狀態(tài)主要以氣態(tài)和液態(tài)形式分布，鏈增長(zhǎng)相對(duì)較慢，在C16～C25范圍內(nèi)，烯烴狀態(tài)主要以液態(tài)以及少量固態(tài)形式呈現(xiàn)蠟相，在烯烴產(chǎn)物分布中，高碳稀輕含量逐漸減少，因此能夠從圖中看出在C15處存在稍微偏離直線分布，之所以會(huì)出現(xiàn)這一現(xiàn)象，是因?yàn)楫?dāng)鈉含量較大時(shí)，催化劑堿性過強(qiáng)，導(dǎo)致重質(zhì)煉輕的鏈增長(zhǎng)幾率增加，因此導(dǎo)致重質(zhì)稀烴生成量也逐漸增加[2]。

總結(jié)：綜上所述，為了推動(dòng)我國(guó)烯烴工業(yè)發(fā)展，生產(chǎn)更多優(yōu)質(zhì)能源，同時(shí)為了擺脫對(duì)石油資源的依賴，通過利用媒體制作合成氣，并將其作為原料，采用費(fèi)托合成方法生產(chǎn)烯烴成為了一個(gè)良好的選擇。通過分析助劑對(duì)鐵基催化劑合成低碳稀徑的烴類產(chǎn)物分布的影響，更有助于發(fā)揮催化劑作用，有效提高烯烴產(chǎn)量，從根本上緩解我國(guó)能源短缺問題。

參考文獻(xiàn)：

[1]張紅. 碳化鐵的制備及其費(fèi)托合成制低碳烯烴反應(yīng)性能的研究[D]. 2020.

[2]楊若歐， 孫凡飛， 趙子昂，等. 費(fèi)托合成制低碳烯烴中堿金屬對(duì)CoMn催化劑催化性能的影響[J]. 核技術(shù)， 2018， 041（010）：8-13.

作者簡(jiǎn)介：

郭祥賀（1993-12），男，漢族，山東濟(jì)寧人，研究生，研究方向：化學(xué)工程。