Fe—Mn—K催化剂FT合成反应的研究.pdf

维普资讯 合成化学(HECHENGHUAXUE)第 2卷第 d期 (1994) 43 ⑨ 钮锰侃饱到 ‘7：7-含威． Fe—Mn—K催化剂Fr合成反应的研究 反应幼7)寺 3一喜钳 ． ’ _(__I】国科学院山西西堞炭化学研究所所慧．太原，来030001) 、弓‘三三 摘要 研究了Fc-Mn—K催化剂 FT合成动力学及产物分布规律 ，并探讨 了反应条件对 (oD+ H：)转化率及 己烯／正己烷比的影响。结果表明该·催化荆的产物分布需用两个a才能较好地j苗 述}反应温度及反应气氛下 Hz／CO比对 己烯 ／正 已烷 比具有较大影响 最后获得的动力学方程 为 一rove+co，=aP~Pa：](Pco--{bPazo)，从活化瞻的角度看 诙·粒渡催亿剂存在着 内扩散效应． 关键词 Fr合成 反应动力学 产物分布 铁基艟化剂 一 ． 引 言 FT合成是指CO在金属催化剂表面发生非均相催化氢化 ，生成不同链长的直链烃为主产 物的过程。如果忽略少量的含氧化合物及积碳反应，同时考察到铁基催化剂对水煤气变换 (WGS)反应的催化作用，那么这一过程可简单地表示为： Fr CO + 2H2～ CH2 + H CO + 0 CO2+ H： 我们对Fe—Ivln-K催化剂催化的FT合成反应进行了研究。 二．实 验 部 分 1+实验流程 图1为实验流程简图。实验在 CSTR(ContinuouslyStirringTankReactor)反应器 内进行。这 种反应器是进行多相催化反应较为理想的反应器[1]。预先按一定比例混合的氢气和 氧化碳 原料气经净化 、质量流量计计量后进八反应器，合成产物首先在较高温度下将蜡冷却分离出 来，接着用冰水混合物将油和水冷却分离 ，尾气经湿式流量计计量后捧空。 ． 2．催化掰预处理 ’ 催化剂为直径 Imm，长约2．O～5．0mm 的条状 ，用量为 45mL。璜处理条件为：首先用Hj CO：2；1的合成气在 1．0MPa、270C下还原 24h，然后在相 同条件下用氢气还原 32h。为消除 外扩散的影响，测试了转化率与转速的关系。当转速达 2000rls~时，转化率与转速无关 ，可认为 已消除了外扩散的影响，在 以后的实验 中，转速保持在 2O00～2400r1pIn_．为使数据能在稳态条 件下获得 ，每改变一次反应条件 ，体系稳定 14~18h。 1994年 1月14日收到 ．1094年3月31日恪固． ·面讯联系人。 维普资讯 34 合成化学(HECHENGHUAXUE)第 2卷第 4期 (1994) i．气瓶 2．脱硫和氧系统 3．脱水系统 4．傲滑阀 丘 质量沌量计 6．精密压力计 7．湿式讹量计 囝 l 实验流程简圈 3·产物分析 油、水及气相产物均用气相包谱进行分析 ，气相产物中的 CO：用奥氏仪进行分析 ，蜡经邻 二 甲苯溶解后用气相色谱进行分析 ，最后根据积分仪获得的数据经关联后求得转化率、利用 比、物料平衡等数据 。本实验平均总物料平衡为 96士6 ，氧平衡为9d士3 。 三．结 果 与 讨 论 1．空速及氢碳比对合成气转化率的影响 实验条件及部分结果列于表 1。