高导热SiO2@Al 载体的制备及其在费托合成中的应用

张天鹏，王俊刚，章日光，陈从标，贾丽涛,4，李德宝,4，侯 博,*

（1.中国科学院山西煤炭化学研究所 煤转化国家重点实验室，山西 太原 030001；2.中国科学院大学，北京 100049；3.太原理工大学 煤科学与技术省部共建国家重点实验室培育基地，山西 太原 030024；4.中国科学院洁净能源创新研究院，辽宁 大连 116023）

费托合成（Fischer-Tropsch synthesis，FTS）是一种重要的煤间接液化技术，可以将煤、页岩气、生物质等非石油含碳资源通过合成气（H2+CO）转化为清洁液体燃料和高价值化学品[1]。钴基费托合成催化剂因具有高催化活性、高的链增长能力、水煤气反应活性低和长寿命等优点而倍受青睐[2]。

FTS 是一个强放热反应，大约每摩尔CO 参与反应会放出165 kJ 的能量[3]。在列管式固定床反应器中，为了降低床层压降，通常使用1-3 mm 的大颗粒催化剂。反应生成热从活性中心产生，首先经由载体传热至催化剂颗粒外部，之后进行床层传热将热量传导至管壁，并进行下一步的换热。在固定床反应器中，热量的移除主要沿着轴向和径向两个方向进行，其中，径向传热是列管式固定床反应器的主要传热方式。通常，钴基费托合成催化剂使用Al2O3、SiO2、TiO2、ZrO2等氧化物作为载体材料[4]，但是这些氧化物的导热性能都比较低，使固定床径向传热能力较低，导致反应产生的热量无法及时有效地移除，微观上催化剂颗粒表面过热，宏观上容易使催化剂床层发生热量累积，形成“热点”和明显的温度分布，导致产品的轻质化[5]，严重时会导致“飞温”现象发生，影响反应装置正常运行[6]。……