提高费托合成低碳烯烃含量的相关分析

摘要：文章以提高费托合成低碳烯烃含量为研究对象，首先简单介绍了提高费托合成低碳烯烃含量的必要性，随后围绕如何提升费托合成低碳烯烃含量，对钾钠等助剂对铁基催化剂合成低碳稀径的烃类产物分布的影响进行了分析研究，以供参考。

关键词：费托合成法;烯烃含量;提升

前言：随着全球石油短缺情况日益加重，对我国烯烃工业发展带来的制约影响也越来越大，而我国是一个典型的“多煤少油”的国家，因此以煤为原料，合成燃料气体，比如焦炉气。天然气等各种合成气，通过采用费托合成方式，利用这些合成气体，更有助于烯烃生产，提高低碳烯烃合成含量，能够缓解石油资源短缺带来的能源紧张带来的不利影响。

一、提高费托合成低碳烯烃含量的必要性

从低碳烯烃组成来看，主要由乙烯丙烯与丁烯构成，这些物质是石油化学工业不可或缺的原料，通常由石油原料获取，面对我国石油资源短缺的客观情况，因此通过费托途径合成显得尤为重要。所谓费托合成，簡单来说就是利用各种合成气体作为原料，在各种催化剂的帮助下，再加上合适的反应条件，能够成功合成以烯烃为主的液体燃料。而通过以煤炭进行合成气生产，再通过费托将合成气作为原料制成烯烃，将能够有效绕开石油资源，完成烯烃生产，从而有效减少对石油资源的依赖，也更加符合我国“多煤少油”的能源结构特点，解决我国能源不足问题。基于此，有必要加强对提高费托合成低碳烯烃含量的研究，尽可能地生产出更多烯烃资源，推动烯烃工业生产实现更好的发展[1]。

二、提高费托合成低碳烯烃含量相关分析

在高温费托合成技术的帮助下，能够进行低碳稀轻的制备，在这一过程中，通常会用到铁基催化剂，这种催化剂价格低廉易得，并且有着较高的操作压力、温度、空速弹性，因此催化反应活性优良，能够与水煤气变换，在高温费托合成温度范围内，有利于生产稀径、液体燃料产物。而锰、钾、钠助剂被证明能够明显提高铁基催化剂生成稀烃的能力。因此文章主要研究在高温费托合成条件下上述助剂对铁基催化剂合成低碳稀径的烃类产物分布的影响，具体如下：

（一）锰助剂下对费托合成烯烃分布影响

图一表示的是不同锰含量下催化剂的稀烃产物分布图，从图中我们能够了解到，催化剂在不同锰含量下，稀烃分布整体近似直线分布，锰含量的高低对产物中稀经的链增长几率没有带来较大影响。当锰含量为10～33%时，产物中随着锰含量增加，稀烃含量随之增加，当锰含量为33%时，稀烃含量达到最高;后续随着锰含量继续增加，产物中烯烃含量下降，由此能够说明，在钠助剂协同影响下，伴随着锰含量增加，催化剂碱性不断提升，有效提升了稀烃含量。但当锰含量过高，容易将催化剂表面活性铁覆盖，限制催化剂作用发挥，致使稀烃含量降低，因此加强锰含量控制，有利于提高费托合成烯烃含量。

（二）钾助剂下对费托合成烯烃分布影响

图二是不同钾含量的催化剂稀烃分布情况，从图中我们能够了解到，钾含量对催化剂烯烃产物总体上呈现近似的直线分布。当钾含量为2.8%时，稀烃含量处于最高的状态，此时与此同时，我们也发现在C17～C25范围内，烯烃出现了稍有偏离直线的现象，在这一范围中，稀烃主要处于液态状态，同时伴有少量固态稀烃。伴随着钾含量的增加，稀烃产物中的高碳炼烃含量出现了先减小后增大的变化，由此能够说明，当钾含量过多时，链增长速度加快，使得产物中高碳稀烃不断增加。

（3）钠助剂下对费托合成烯烃分布的影响

图三是不同钠含量的催化剂稀烃分布图，从图中我们能够了解到，排除Mn33Na35催化剂，其它负载助剂催化剂的稀烃在整体分布方面，均呈现出直线的关系。对Mn33Na35催化剂而言，在C2～C15范围内，烯烃状态主要以气态和液态形式分布，链增长相对较慢，在C16～C25范围内，烯烃状态主要以液态以及少量固态形式呈现蜡相，在烯烃产物分布中，高碳稀轻含量逐渐减少，因此能够从图中看出在C15处存在稍微偏离直线分布，之所以会出现这一现象，是因为当钠含量较大时，催化剂碱性过强，导致重质炼轻的链增长几率增加，因此导致重质稀烃生成量也逐渐增加[2]。

总结：综上所述，为了推动我国烯烃工业发展，生产更多优质能源，同时为了摆脱对石油资源的依赖，通过利用媒体制作合成气，并将其作为原料，采用费托合成方法生产烯烃成为了一个良好的选择。通过分析助剂对铁基催化剂合成低碳稀径的烃类产物分布的影响，更有助于发挥催化剂作用，有效提高烯烃产量，从根本上缓解我国能源短缺问题。

参考文献：

[1]张红. 碳化铁的制备及其费托合成制低碳烯烃反应性能的研究[D]. 2020.

[2]杨若欧， 孙凡飞， 赵子昂，等. 费托合成制低碳烯烃中碱金属对CoMn催化剂催化性能的影响[J]. 核技术， 2018， 041（010）：8-13.

作者简介：

郭祥贺（1993-12），男，汉族，山东济宁人，研究生，研究方向：化学工程。