费托合成催化剂的研究进展

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1、第11卷第2期南京师范大学学报(工程技术版)Vol．11No．22011年6月JOURNALOFNANJINGNORMALUNIVERSITY(ENGINEERINGANDTECHNOLOGYEDITION)Jun，2011费托合成催化剂的研究进展杨志琴，贾峰，刘荣(南京师范大学地理科学学院，江苏南京210046)［摘要］费托合成反应是将生物质转化成生物质液体燃料的技术核心，其关键是开发活性高、选择性高和稳定性好的催化剂．分析总结了近几年费托合成催化剂的分类体系、组成特点和发展状况，着重

2、介绍了氧化锆在费托合成催化剂中的应用现状，分析发现ZrO2可以显著改善费托合成催化剂的性能．［关键词］费托合成，氧化锆，催化剂［中图分类号］O643;TQ54［文献标志码］A［文章编号］1672-1292(2011)02-0062-06TheAdvancesofCatalystsforFischer-TropschSynthesisYangZhiqin，JiaFeng，LiuRong(SchoolofGeographyScience，NanjingNormalUniversity，Nanjing210046，China)Abstract:Fischer-Tropschsynth

3、esisreactionisthetechnologycoreforbiomassintoliquidfuels．Thekeyfactorsinthisprocessaretheactivityandselectivityforcatalyst．Inthispaper，thecharacteristicsanddevelopmentofcatalystsarere-viewed，andthentheapplicationofZirconiainFischer-Tropschsynthesisareintroduced．ItisfoundthatZrO2cansig-nifica

4、ntlyimprovetheperformanceofcatalystsforFischer-Tropschsynthesis．Keywords:Fischer-Tropschsynthesis，Zirconia，catalysts随着全球经济的发展，一次能源的需求量持续增加，化石燃料资源难以长期满足全世界对一次能源的需求，新能源和可再生能源的开发和利用成为能源利用研究领域的热点方向．我国2007年制定《可再生能源中长期发展规划》，到2020年可再生能源要达到能源消耗总量的15%左右．生物质是可再生能源的一种．我国的生物质资源丰富，主要有农作物秸秆、树木枝桠、畜禽粪便、工业有机

5、废水、城市生活污水和垃圾等．目前，我国生物质资源可转化为能源的潜力约为5亿t标准煤，其中农作物秸秆约为1.5亿t标准煤．现代生物质能的发展方向是高效清洁利用，将生物质转化为优质能源，包括电力、燃气、液体燃料和固体成型燃料等．我国以粮食为原料的燃料乙醇年生产能力超过100万t，生物柴油的年生产能力超过5万t．随着我国对生物质液体燃料需求量的不断增加，现有的生产能力无法满足对生物质液体燃料的需要．研发生物质液体燃料的生产新技术，对提高生物质能源在我国能源消费总量中所占的比例具有重要意义．1概述费托合成(Fischer-Tropschsynthesis)是指一氧化碳加氢生成烃类和含氧

6、化合物的过程，是1925年由德国人FranzFischer和HansTropsch发明的，主要应用于以合成气(主要成分是CO和H2)为原料，生产汽油、柴油、蜡、液化石油气等化工产品．费托合成最早用于煤的气化，20世纪90年代开始用于生物质的气化，即以生物质为原料，通过费托合成生产多种液体燃料．中科院广州能源所从2003年开始对生物质的费托合成进行研究，已取得了阶段性的研究成果．费托合成工艺的关键是催化剂的选择性，随着所应用的催化剂和操作条件的不同，发生的费托合成反［1］应也不相同．费托合成过程中涉及的主要化学反应如下:收稿日期:2011-01-20．基金项目:江苏省教育厅基金(

7、2008112TSJ0125)．通讯联系人:刘荣，博士，副教授，研究方向:材料制备及加工工艺．E-mail:liurongle@163．com—62—杨志琴，等:费托合成催化剂的研究进展反应生成直链烷烃:(2n+1)H2+nCO→CnH2n+2+nH2O(n+1)H2+2nCO→CnH2n+2+nCO2反应生成烯烃:2nH2+nCO→CnH2n+nH2OnH2+2nCO→CnH2n+nCO2反应生成醇