氮气含量对SFT418催化剂费托合成效果的影响研究

本研究聚焦于合成气有效分率对费托合成反应的影响，背景是随着全球能源形势的变化和对清洁燃料需求的增长，非石油路线的费托合成工艺成为关注焦点。费托合成技术因其原料广泛、反应条件温和、产物环保等优点，被视为替代石油资源和清洁利用煤炭的有效途径。壳牌煤粉气化技术作为一种先进的煤气化技术，为费托合成提供了合成气。 文章的核心实验是在模拟氮气作为煤粉输送介质的壳牌煤粉气化技术下，使用神华自主研发的低温浆态床费托合成催化剂SFT418进行研究。这项中试试验在10L/h油品费托合成催化剂评价装置CEU上进行，目的是探究合成气中惰性成分氮气的含量，即有效气体分率，对催化剂性能的具体影响。实验原料气由纯度极高的氢气、一氧化碳和氮气混合而成，确保了反应环境的准确性。 催化剂SFT418-7是核心研究对象，其活性组分包括Fe-Co-Cu-K-SiO2，由神华煤制油化工研究院开发并由浙江泰德新材料有限公司工业化生产。其特性表现在良好的堆积密度、抗磨损性能和适宜的粒度分布，使其能在浆态床反应器中稳定工作并有效分离产物。 实验结果显示，当合成气的有效气体分率提高时，费托合成的CO和H2转化率显著提升，无论是一次转化还是总转化率都表现出色。此外，时空产率、烯烃与烷烃的质量比也随之增加，显示出高效利用合成气的能力。然而，CO2和CH4的选择性相对较低，可能需要进一步优化催化剂性能或改进工艺条件来提高这些产物的选择性。 这项研究对于优化费托合成工艺、降低氮气对合成气质量的影响以及提升催化剂在实际工业生产中的表现具有重要意义，有助于推动煤炭资源的清洁利用和非石油路线燃料生产的发展。