在煤间接液化技术领域,沉淀铁费托催化剂因其独特的性能优势成为研究热点。传统铁基催化剂虽具有抗硫性强的特点,但在浆态床反应器中常面临比表面积不足、副产物选择性高及机械强度欠佳等问题。最新研发的Fe-Y-Ti-Cu-K-SiO2复合催化剂通过优化组分配比(Fe2O3:Y2O3:TiO2:CuO:K2O:SiO2=100:3:5:4:2.6:20),实现了比表面积185-225m2/g、磨耗率仅3.0-4.1%/h的突破性性能。
制备过程中采用并流沉淀技术是关键创新点:
1. 将硝酸铁、硝酸钇与硝酸铜的混合溶液(Fe3+浓度0.5-2mol/L)与1.5-2.5mol/L碳酸钠溶液在65-90℃下并流反应,精准控制pH值5.5-10
2. 通过分步添加硅溶胶(首次添加量<总SiO2的50%),使活性中心均匀分散
3. 喷雾干燥采用两段式温度控制(入口200-330℃/出口90-190℃),焙烧阶段在280-450℃保持2-8小时
该工艺生产的催化剂颗粒直径20-200μm占比超90%,表面光洁度达到电子显微镜观测标准。
在230℃、2.1MPa、H2/CO=1.6的浆态床测试中,该催化剂展现出:
• CO转化率>75%(较传统催化剂提升12%)
• C5+选择性达68.5%
• CO2选择性<26.5%(降低40%)
特别适用于煤基费托合成蜡生产,其产物分布中石蜡烃含量较常规工艺提高15-20个百分点。
与CN1233462C专利催化剂相比:
指标 | 本催化剂 | 对比专利 |
---|---|---|
孔容(cm3/g) | 0.43-0.51 | 0.28-0.35 |
磨耗率(%/h) | 3.0-4.1 | 6.8-8.3 |
甲烷选择性 | <2.5% | 4.2-5.8% |
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