提高費托合成低碳烯烴含量的相關(guān)分析

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

關(guān)鍵詞：費托合成法;烯烴含量;提升

前言：隨著全球石油短缺情況日益加重，對我國烯烴工業(yè)發(fā)展帶來的制約影響也越來越大，而我國是一個典型的“多煤少油”的國家，因此以煤為原料，合成燃料氣體，比如焦爐氣。天然氣等各種合成氣，通過采用費托合成方式，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，面對我國石油資源短缺的客觀情況，因此通過費托途徑合成顯得尤為重要。所謂費托合成，簡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。而通過以煤炭進行合成氣生產(chǎn)，再通過費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)，從而有效減少對石油資源的依賴，也更加符合我國“多煤少油”的能源結(jié)構(gòu)特點，解決我國能源不足問題。基于此，有必要加強對提高費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，推動烯烴工業(yè)生產(chǎn)實現(xiàn)更好的發(fā)展[1]。

二、提高費托合成低碳烯烴含量相關(guān)分析

在高溫費托合成技術(shù)的幫助下，能夠進行低碳稀輕的制備，在這一過程中，通常會用到鐵基催化劑，這種催化劑價格低廉易得，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托合成條件下上述助劑對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）錳助劑下對費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，錳含量的高低對產(chǎn)物中稀經(jīng)的鏈增長幾率沒有帶來較大影響。當錳含量為10～33%時，產(chǎn)物中隨著錳含量增加，稀烴含量隨之增加，當錳含量為33%時，稀烴含量達到最高;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，因此加強錳含量控制，有利于提高費托合成烯烴含量。

（二）鉀助劑下對費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，鉀含量對催化劑烯烴產(chǎn)物總體上呈現(xiàn)近似的直線分布。當鉀含量為2.8%時，稀烴含量處于最高的狀態(tài)，此時與此同時，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，當鉀含量過多時，鏈增長速度加快，使得產(chǎn)物中高碳稀烴不斷增加。

（3）鈉助劑下對費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，鏈增長相對較慢，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，之所以會出現(xiàn)這一現(xiàn)象，是因為當鈉含量較大時，催化劑堿性過強，導(dǎo)致重質(zhì)煉輕的鏈增長幾率增加，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，為了推動我國烯烴工業(yè)發(fā)展，生產(chǎn)更多優(yōu)質(zhì)能源，同時為了擺脫對石油資源的依賴，通過利用媒體制作合成氣，并將其作為原料，采用費托合成方法生產(chǎn)烯烴成為了一個良好的選擇。通過分析助劑對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，從根本上緩解我國能源短缺問題。

參考文獻：

[1]張紅. 碳化鐵的制備及其費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. 費托合成制低碳烯烴中堿金屬對CoMn催化劑催化性能的影響[J]. 核技術(shù)， 2018， 041（010）：8-13.

作者簡介：

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