專利名稱：：一種進(jìn)行低溫費(fèi)托合成反應(yīng)的方法及其專用催化劑體系的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種進(jìn)行低溫費(fèi)托合成反應(yīng)的方法及其專用催化劑體系。
背景技術(shù)：
：在石油資源日益短缺的今天，從C0和H2(合成氣)出發(fā)經(jīng)由費(fèi)托合成反應(yīng)制備多碳烷烴(汽油，柴油)備受人們的關(guān)注。合成氣來源廣泛，可以從煤炭、天然氣和生物質(zhì)中得到。通過費(fèi)托合成制備燃料，有望在將來解決石油枯竭帶來的能源問題。目前，在現(xiàn)有費(fèi)托合成反應(yīng)條件下，希望得到的汽油、柴油(主要是Q+)選擇性較低，而不能利用的甲烷選擇性偏高；CO轉(zhuǎn)化不完全，需要在尾氣中回收利用，從而增加生產(chǎn)成本；反應(yīng)的溫度一般在200-350。C，但是費(fèi)托合成反應(yīng)是一個(gè)放熱反應(yīng)，高溫對反應(yīng)平衡是不利的，而且容易使催化劑局部過熱而燒結(jié)。催化劑是實(shí)現(xiàn)費(fèi)托合成的關(guān)鍵，傳統(tǒng)的催化劑以鐵，鈷，釕等金屬擔(dān)載在載體上，反應(yīng)的溫度較高。根據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，催化活性最高的是釕，但釕的價(jià)格昂貴，工業(yè)上用的較多的是鐵和鈷，反應(yīng)溫度在200-350"C，反應(yīng)壓力在l-50atm左右。以鐵為催化劑，活性好，價(jià)格便宜，受到廣泛關(guān)注。釆用氣-固相反應(yīng)模式，在25(TC反應(yīng)溫度下，鐵基催化劑的活性轉(zhuǎn)化頻率(按CO計(jì)，摩爾CO/(摩爾F。小時(shí)))在0.3-2。擔(dān)載在碳納米管上的鐵催化劑在22(TC下的催化活性為0.7。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種反應(yīng)速率高、反應(yīng)溫度低的進(jìn)行費(fèi)托合成反應(yīng)的方法及其專用的高沸醇或高分子液態(tài)聚合物液相擔(dān)載的鐵催化劑體系。本發(fā)明所提供的鐵催化劑體系，是由Fe催化劑和液體介質(zhì)形成的均勻分散體系；所述Fe催化劑是按如下方法制備的將Fe鹽溶解于溶劑中，形成Fe鹽溶液，用NaBH4或KBH4還原鐵鹽，去除溶劑，得到所述Fe催化劑。進(jìn)行上述還原反應(yīng)時(shí)，在常溫常壓下進(jìn)行即可。所述Fe催化劑可通過磁分離方法收集得到。所述Fe催化劑的粒徑為l-50納米，優(yōu)選為2-20nm。所述液體介質(zhì)為液態(tài)聚合物或在1個(gè)大氣壓下沸點(diǎn)大于等于15(TC的高沸醇。其中，所述鐵催化劑體系中鐵催化劑的量以所述鐵鹽中的Fe"和F^+的總濃度計(jì)，為0.01隱10mol/L，優(yōu)選為0.025-0.12mol/L。所述1個(gè)大氣壓下沸點(diǎn)大于等于15(TC的高沸醇的分子中羥基數(shù)目大于等于2;具體可為乙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、二甘醇和三甘醇中的至少一種。所述液態(tài)聚合物具體可為聚乙二醇;所述聚乙二醇優(yōu)選為聚乙二醇200和/或聚乙二醇400。所述Fe鹽選自下述六種鐵鹽中的至少一種FeClr4H20、FeCl3.6H20、FeS04-7H20、FeCl3、Fe(N03)3和Fe2(S04)3.9H20;所述Fe鹽溶液中鐵鹽中的Fe"和Fe3+的總濃度為0.1-2mol/L;優(yōu)選為0.2-0.3mol/L。所述Fe鹽溶液的溶劑選自水或有機(jī)溶劑；所述有機(jī)'溶劑優(yōu)選為乙二醇、1，3-丙二醇、1，4-丁二醇、聚乙二醇200或聚乙二醇400。應(yīng)用本發(fā)明的鐵催化劑體系進(jìn)行費(fèi)托合成反應(yīng)，是將CO和H2在鐵催化劑體系作用下進(jìn)行催化反應(yīng)。在上述費(fèi)托合成反應(yīng)過程中，催化反應(yīng)的溫度為100—22(TC，優(yōu)選為120-150°C，尤其優(yōu)選為150°C。CO和H2的總壓力為O.l—lOMPa，優(yōu)選為l-5Mpa,尤其優(yōu)選為3Mpa。催化反應(yīng)中，&與CO的摩爾比為0.5—3，優(yōu)選為l一2，尤其優(yōu)選為1.5或2.0。本發(fā)明制備了一種具有磁性的鐵催化劑，均勻分散在高沸醇(沸點(diǎn)高于15(TC，包括乙二醇和多元醇)或高分子液態(tài)聚合物(包括聚乙二醇)中，得到用于費(fèi)托合成反應(yīng)的催化劑體系。反應(yīng)后催化劑體系與反應(yīng)產(chǎn)物自動分相，并且由于鐵催化劑具有磁性(見圖3)，可以在磁場作用下方便的實(shí)現(xiàn)回收和循環(huán)使用。鐵催化劑是分散在高沸醇和聚合物中的納米級(l-50nm)粒子，具有很好的低溫活性，該鐵催化劑體系在100—220。C下即具有比傳統(tǒng)催化劑更好的催化活性，遠(yuǎn)比現(xiàn)行工業(yè)催化劑需要的條件(200-350°C)溫和，具有廣闊的應(yīng)用前景。應(yīng)用本發(fā)明的鐵催化劑體系進(jìn)行的費(fèi)托合成反應(yīng)，各種反應(yīng)條件下的產(chǎn)物分布比較一致，主要為oc-烯烴和正構(gòu)烷烴，有少量異構(gòu)垸烴。圖1為實(shí)施例1中制備的Fe催化劑的電鏡照片。圖2為實(shí)施例8中制備的Fe催化劑的電鏡照片。圖3為實(shí)施例2中制備的鐵催化劑在聚乙二醇200中的分散狀態(tài)以及磁分離過程圖；其中，a為磁場介入0秒時(shí)鐵催化劑的分散狀態(tài)，b為磁場介入5秒后鐵催化劑的分散狀態(tài)，c為磁場介2分鐘后鐵催化劑的分散狀態(tài)，d為磁場介入5分鐘后鐵催化劑的分散狀態(tài)。具體實(shí)施例方式本發(fā)明進(jìn)行費(fèi)托合成反應(yīng)使用的是Fe催化劑，該催化劑可按照如下過程制備:將Fe鹽溶解于溶劑中，形成溶液，在常溫常壓下以NaBH4或KBH4還原，通過磁分離方法收集并去除溶劑，得到所述磁性Fe催化劑。Fe鹽溶液中濃度為0.1-2mol/L，常用的Fe鹽選自FeCl2.4H20，F(xiàn)eCl3-6H20,FeSCV7H20，F(xiàn)eCl3，F(xiàn)e(N03)3，F(xiàn)e2(S04)y9H20。所述溶解Fe鹽的溶劑為水或有機(jī)溶劑，所述有機(jī)溶劑優(yōu)選為乙二醇，1,3-丙二醇，1,4-丁二醇，聚乙二醇200或聚乙二醇400。進(jìn)行還原反應(yīng)時(shí)，常溫常壓下即可，反應(yīng)時(shí)間為l-30分鐘。然后將用磁分離的方法收集Fe催化劑，去除溶劑。將制備的Fe催化劑再與液體介質(zhì)混合，形成均勻分散體系，即為本發(fā)明所述催化劑體系。所述催化劑體系中鐵催化劑的量以Fe鹽計(jì)濃度為0.01-10mol/L，所述液體介質(zhì)選自高沸醇(包括二元醇和多元醇)或液態(tài)聚合物，所述液體介質(zhì)為聚乙二醇、乙二醇、1，3-丙二醇、1,4-丁二醇、二甘醇和三甘醇中的至少一種；所述聚乙二醇優(yōu)選為聚乙二醇200，聚乙二醇400。應(yīng)用上述催化劑進(jìn)行費(fèi)托合成反應(yīng)，是在催化劑體系中，充入一定壓力的H2和CO合成氣，在有攪拌的情況下，適當(dāng)溫度下即可以發(fā)生反應(yīng)。反應(yīng)介質(zhì)即為高沸醇或液態(tài)聚合物。以下結(jié)合具體的實(shí)施例來描述本發(fā)明反應(yīng)過程。實(shí)施例1將400mgFeCl2.4H20加入到容積為60ml的錐形瓶中，再倒入10ml乙二醇，攪拌均勻充分溶解，得到含F(xiàn)eZ+濃度為0.2mol/L的溶液A。將500mgNaBHt加入50ml燒杯中，再加入lml去離子水和4ml乙二醇，充分溶解得到溶液B，在激烈攪拌下，將溶液B倒入溶液A，隨即密封，一分鐘后反應(yīng)結(jié)束，用磁鐵將Fe催化劑吸在瓶底，待溶劑澄清時(shí)將其倒出，然后用去離子水清洗三次，再用反應(yīng)用溶劑洗滌去除水分(同樣用磁分離方法去除溶劑)，得到鐵催化劑；將得到的鐵催化劑分散在40ml乙二醇中，即得鐵催化劑體系(其中，鐵催化劑的量以鐵鹽中的F^+濃度計(jì)，為0.05mol/L)。制備的Fe催化劑粒徑為4-6nm，F(xiàn)e催化劑的透射電鏡照片如圖1所示。將催化劑倒入140ml高壓反應(yīng)釜，然后充入10atmCO，20atmH2(latm=0.101325Mpa)，在150°C下反應(yīng)5小時(shí)。測定體系中的氣體壓力，計(jì)算體系的下降總壓力(下降的壓力表示反應(yīng)的程度)，轉(zhuǎn)化頻率(轉(zhuǎn)化頻率轉(zhuǎn)化的CO的量(mol)/催化劑的量(mol)/反應(yīng)時(shí)間(h))，結(jié)果見表l。實(shí)施例2將400mgFeClr4H2O加入到容積為60ml的錐形瓶中，再倒入10ml乙二醇，攪拌均勻充分溶解，得到含F(xiàn)e"濃度為0.2mol/L的溶液A。將500mgNaBH4加入50ml燒杯中，再加入lml去離子水和4ml乙二醇，充分溶解得到溶液B，在激烈攪拌下，將溶液B倒入溶液A，隨即密封，一分鐘后反應(yīng)結(jié)束，用磁鐵將Fe催化劑吸在瓶底，待溶劑澄清時(shí)將其倒出，然后用去離子水清洗三次，再用反應(yīng)用溶劑洗滌去除水分(同樣用磁分離方法去除溶劑)，得到鐵催化劑；將得到的鐵催化劑分散在40ml聚乙二醇200中，即得鐵催化劑體系(其中，鐵催化劑的量以鐵鹽中的Fe^濃度計(jì)，為0.05mol/L)。制備的Fe催化劑粒徑為4-6nm。將催化劑倒入140ml高壓反應(yīng)釜，然后充入10atmCO，20atmH2，在150°C下反應(yīng)12h。測定體系中的氣體壓力，計(jì)算體系的下降總壓力，轉(zhuǎn)化頻率，結(jié)果見表l。鐵催化劑在聚乙二醇200中的分散狀態(tài)以及磁分離過程，見圖3。由圖可知分散在聚乙二醇200中的鐵催化劑，從磁場介入下的O秒的均勻分散狀態(tài)，逐漸被吸附到磁鐵的一邊，5分鐘以后溶液呈澄清狀態(tài)。表明該鐵催化劑可以在磁場作用下方便的實(shí)現(xiàn)回收。實(shí)施例3將400mgFeClr4H20加入到容積為60ml的錐形瓶中，再倒入10ml乙二醇，攪拌均勻充分溶解，得到含F(xiàn)e^濃度為0.2mol/L的溶液A。將500mgNaBH4加入50ml燒杯中，再加入lml去離子水和4ml乙二醇，充分溶解得到溶液B，在激烈攪拌下，將溶液B倒入溶液A，隨即密封，一分鐘后反應(yīng)結(jié)束，用磁鐵將Fe催化劑吸在瓶底，待溶劑澄清時(shí)將其倒出，然后用去離子水清洗三次，再用反應(yīng)用溶劑洗滌去除水分(同樣用磁分離方法去除溶劑)，得到鐵催化劑；將得到的鐵催化劑分散在40mll,3-丙二醇中，即得鐵催化劑體系(其中，鐵催化劑的量以鐵鹽中的Fe^濃度計(jì)，為0.05mol/L)。制備的Fe催化劑粒徑為4-6nm。將催化劑倒入140ml高壓反應(yīng)釜，然后充入10atmCO,20atmH2，在150°C下反應(yīng)5h。測定體系中的氣體壓力，計(jì)算體系的下降總壓力，轉(zhuǎn)化頻率，結(jié)果見表1。實(shí)施例4將400mgFeCl2.4H20加入到容積為60ml的錐形瓶中，再倒入10ml乙二醇，攪拌均勻充分溶解，得到含F(xiàn)e"濃度為0.2mol/L的溶液A。將500mgNaBH4加入50ml燒杯中，再加入lml去離子水和4ml乙二醇，充分溶解得到溶液B，在激烈攪拌下，將溶液B倒入溶液A，隨即密封，一分鐘后反應(yīng)結(jié)束，用磁鐵將Fe催化劑吸在瓶底，待溶劑澄清時(shí)將其倒出，然后用去離子水清洗三次，再用反應(yīng)用溶劑洗滌去除水分(同樣用磁分離方法去除溶劑)，得到鐵催化劑；將得到的鐵催化劑分散在40mll，4-丁二醇中，即得鐵催化劑體系(其中，鐵催化劑的量以鐵鹽中的Fe^濃度計(jì)，為0.05mol/L)。制備的Fe催化劑粒徑為4-6nm。將催化劑倒入140ml高壓反應(yīng)釜，然后充入10atmCO，20atmH2，在150°C下反應(yīng)4h。測定體系中的氣體壓力，計(jì)算體系的下降總壓力，轉(zhuǎn)化頻率，結(jié)果見表1。實(shí)施例5將400mgFeCl2.4H20加入到容積為60ml的錐形瓶中，再倒入10ml乙二醇，攪拌均勻充分溶解，得到含F(xiàn)e"+濃度為0.2mol/L的溶液A。將500mgNaBH4加入50ml燒杯中，再加入lml去離子水和4ml乙二醇，充分溶解得到溶液B，在激烈攪拌下，將溶液B倒入溶液A，隨即密封，一分鐘后反應(yīng)結(jié)束，用磁鐵將Fe催化劑吸在瓶底，待溶劑澄清時(shí)將其倒出，然后用去離子水清洗三次，再用反應(yīng)用溶劑洗滌去除水分(同樣用磁分離方法去除溶劑)，得到鐵催化劑；將得到的鐵催化劑分散在40ml乙二醇中，即得鐵催化劑體系(其中，鐵催化劑的量以鐵鹽中的F^+濃度計(jì)，為0.05mol/L)。制備的Fe催化劑粒徑為4-6nm。將催化劑倒入140ml高壓反應(yīng)釜，然后充入10atmCO,20atmH2，在120°C下反應(yīng)22h。測定體系中的氣體壓力，計(jì)算體系的下降總壓力，轉(zhuǎn)化頻率，結(jié)果見表l。實(shí)施例6將400mgFeCl2.4H20加入到容積為60ml的錐形瓶中，再倒入10ml乙二醇，攪拌均勻充分溶解，得到含F(xiàn)e"濃度為0.2mol/L的溶液A。將500mgNaBH4加入50ml燒杯中，再加入lml去離子水和4ml乙二醇，充分溶解得到溶液B,在激烈攪拌下，將溶液B倒入溶液A，隨即密封，一分鐘后反應(yīng)結(jié)束，用磁鐵將Fe催化劑吸在瓶底，待溶劑澄清時(shí)將其倒出，然后用去離子水清洗三次，再用反應(yīng)用溶劑洗滌去除水分(同樣用磁分離方法去除溶劑)，并分散在40ml乙二醇中，取20ml所得催化劑，再添加20ml乙二醇，即得鐵催化劑體系(其中，鐵催化劑的量以鐵鹽中的Fe"濃度計(jì)，為0.025moI/L)。制備的Fe催化劑粒徑為4-6nm。將催化劑倒入140ml高壓反應(yīng)釜，然后充入10atmCO,20atmH2，在150°C下反應(yīng)7h。測定體系中的氣體壓力，計(jì)算體系的下降總壓力，轉(zhuǎn)化頻率，結(jié)果見表1。實(shí)施例7將400mgFeClr4H20加入到容積為60ml的錐形瓶中，再倒入10ml乙二醇，攪拌均勻充分溶解，得到含F(xiàn)e^濃度為0.2mol/L的溶液A。將500mgNaBH4加入50ml燒杯中，再加入lml去離子水和4ml乙二醇，充分溶解得到溶液B，在激烈攪拌下，將溶液B倒入溶液A，隨即密封，一分鐘后反應(yīng)結(jié)束，用磁鐵將Fe催化劑吸在瓶底，待溶劑澄清時(shí)將其倒出，然后用去離子水清洗三次，再用反應(yīng)用溶劑洗滌去除水分(同樣用磁分離方法去除溶劑)，得到鐵催化劑；將得到的鐵催化劑分散在40ml乙二醇中，即得鐵催化劑體系(其中，鐵催化劑的量以鐵鹽中的F^+濃度計(jì)，為0.05mol/L)。制備的Fe催化劑粒徑為4-6nm。將催化劑倒入140ml高壓反應(yīng)釜，然后充入12atmCO,18atmH2，在150°C下反應(yīng)4.3h。測定體系中的氣體壓力，計(jì)算體系的下降總壓力，轉(zhuǎn)化頻率，結(jié)果見表1。實(shí)施例8將1200mgFeClr4H20加入到容積為500ml的錐形瓶中，再倒入20ml水，力口入0.5g乙酸(質(zhì)量分?jǐn)?shù)60%)攪拌均勻充分溶解，得到含F(xiàn)e&濃度為0.3mol/L的溶液A。將2000mgNaBH4加入50ml燒杯中，再加入4ml去離子水，充分溶解得到溶液B，在激烈攪拌下，將溶液B倒入溶液A，隨即密封，一分鐘后反應(yīng)結(jié)束，用磁鐵將Fe催化劑吸在瓶底，待溶劑澄清時(shí)將其倒出，然后用去離子水清洗三次，再用反應(yīng)用溶劑洗滌去除水分(同樣用磁分離方法去除溶劑)，得到鐵催化劑；將得到的鐵催化劑分散在50ml乙二醇中，即得鐵催化劑體系(其中，鐵催化劑的量以鐵鹽中的F,濃度計(jì)，為0.12mol/L)。制備的Fe催化劑粒徑分布較寬，為2-20nm，F(xiàn)e催化劑的透射電鏡照片圖2所示。將催化劑倒入140ml高壓反應(yīng)釜，然后充入10atmCO,20atmH2，在150°C下反應(yīng)5h。測定體系中的氣體壓力，計(jì)算體系的下降總壓力，轉(zhuǎn)化頻率，結(jié)果見表1。實(shí)施例9將1200mgFeClr4H20加入到容積為500ml的錐形瓶中，再倒入20ml水，力口入1000mgPVP，0.5g乙酸(質(zhì)量分?jǐn)?shù)60%)攪拌均勻充分溶解，得到含F(xiàn)e&濃度為0.3mol/L的溶液A。將2000mgNaBH4加入50ml燒杯中，再加入4ml去離子水，充分溶解得到溶液B，在激烈攪拌下，將溶液B倒入溶液A，隨即密封，一分鐘后反應(yīng)結(jié)束，用磁鐵將Fe催化劑吸在瓶底，待溶劑澄清時(shí)將其倒出，然后用去離子水清洗三次，再用反應(yīng)用溶劑洗滌去除水分(同樣用磁分離方法去除溶劑)，得到鐵催化劑；將得到的鐵催化劑分散在50ml丙三醇中，即得鐵催化劑體系(其中，鐵催化劑的量以鐵鹽中的F^+濃度計(jì)，為0.12mol/L)。制備的Fe催化劑粒徑分布較寬，為2-20nm。將催化劑倒入MOml高壓反應(yīng)釜，然后充入10atmCO,20atmH2，在120°C下反應(yīng)14h。測定體系中的氣體壓力，計(jì)算體系的下降總壓力，轉(zhuǎn)化頻率，結(jié)果見表l。實(shí)施例10將400mgFeClr4H20加入到容積為60ml的錐形瓶中，再倒入10mll,4-丁二醇，攪拌均勻充分溶解，得到含F(xiàn)e"+濃度為0.2mol/L的溶液A。將500mgNaBH4加入50ml燒杯中，再加入lml去離子水和4mll,4-丁二醇，充分溶解得到溶液B，在激烈攪拌下，將溶液B倒入溶液A，隨即密封，一分鐘后反應(yīng)結(jié)束，用磁鐵將Fe催化劑吸在瓶底，待溶劑澄清時(shí)將其倒出，然后用去離子水清洗三次，再用反應(yīng)用溶劑洗滌去除水分(同樣用磁分離方法去除溶劑)，得到鐵催化劑；將得到的鐵催化劑分散在40ml聚乙二醇200中，即得鐵催化劑體系(其中，鐵催化劑的量以鐵鹽中的Fe2+濃度計(jì)，為0.05mol/L)。將催化劑倒入140ml高壓反應(yīng)釜，然后充入12atmCO,18atmH2，在150°C下反應(yīng)8h。測定體系中的氣體壓力，計(jì)算體系的下降總壓力，轉(zhuǎn)化頻率，結(jié)果見表lo實(shí)施例11將400mgFeClr4H20加入到容積為60ml的錐形瓶中，再倒入10mll，2-乙二醇，攪拌均勻充分溶解，得到含F(xiàn)e^濃度為0.2mol/L的溶液A。將500mgNaBH4加入50ml燒杯中，再加入lml去離子水和4mll,2-乙二醇，充分溶解得到溶液B，在激烈攪拌下，將溶液B倒入溶液A，隨即密封，一分鐘后反應(yīng)結(jié)束，用磁鐵將Fe催化劑吸在瓶底，待溶劑澄清時(shí)將其倒出，然后用去離子水清洗三次，再用反應(yīng)用溶劑洗滌去除水分(同樣用磁分離方法去除溶劑)，得到鐵催化劑；將得到的鐵催化劑分散在40ml乙二醇中，即得鐵催化劑體系(其中，鐵催化劑的量以鐵鹽中的Fe^濃度計(jì)，為0.05mol/L)。將催化劑倒入140ml高壓反應(yīng)釜，然后充入16.7atmCO,33.3atmH2，在150°C下反應(yīng)17h。測定體系中的氣體壓力，計(jì)算體系的下降總壓力，轉(zhuǎn)化頻率，結(jié)果見表l。實(shí)施例12將560mgFeS04.7H20加入到容積為60ml的錐形瓶中，再倒入10mll,2-乙二醇，攪拌均勻充分溶解，得到含F(xiàn)e"濃度為0.2mol/L的溶液A。將620mgKBH4加入50ml燒杯中，再加入lml去離子水和4mll,2-乙二醇，充分溶解得到溶液B，在激烈攪拌下，將溶液B倒入溶液A，隨即密封，一分鐘后反應(yīng)結(jié)束，用磁鐵將Fe催化劑吸在瓶底，待溶劑澄清時(shí)將其倒出，然后用去離子水清洗三次，再用反應(yīng)用溶劑洗滌去除水分(同樣用磁分離方法去除溶劑)，得到鐵催化劑；將得到的鐵催化劑分散在40ml乙二醇中，即得鐵催化劑體系(其中，鐵催化劑的量以鐵鹽中的F^+濃度計(jì)，為0.05mol/L)。將催化劑倒入140ml高壓反應(yīng)釜，然后充入2atmCO,8atmH2，在150°C下反應(yīng)7h。測定體系中的氣體壓力，計(jì)算體系的下降總壓力，轉(zhuǎn)化頻率，結(jié)果見表l。表1.Fe催化劑在不同溶劑中的費(fèi)托合成反應(yīng)活性<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>以上結(jié)果表明，該鐵催化劑體系在120-150。C就具有好的催化活性，比工業(yè)費(fèi)托催化劑的溫度(200-350°C)顯著降低。各實(shí)施例中，產(chǎn)物的分布都符合鏈增長規(guī)律，符合Flory分布，典型分布如下Q1.4-4.4%，C2-C419.4-23.4%，C5-C1263.3-73.3%，C13+6.6-12.6%;可用的C5+(碳數(shù)大于5的垸烴)占到產(chǎn)物總量的70.8-79.8%;產(chǎn)物中，乙烯占C2產(chǎn)物的63.4-67.4%，丙烯占Cs產(chǎn)物的77.2-81.2%,丁烯占C4產(chǎn)物的70.8-74.8%，戊烯占C5產(chǎn)物的64.7-68.7%，Q以上的產(chǎn)物中，烯烴也占50%以上。C02含量占總轉(zhuǎn)化的CO量的5n/。以內(nèi)。產(chǎn)物的測定方法氣體產(chǎn)物采用氣相色譜定量；液體產(chǎn)物用環(huán)己垸萃取后擦用氣相色譜定量(十氫萘作為內(nèi)標(biāo))。所得的產(chǎn)物可與催化劑體系自動分相，其中產(chǎn)物中可用的C5+組分含量也較高(70.8-79.8%)，烯烴含量較高。同時(shí)，鐵催化劑具有磁性，易于分離回收，因而該催化劑體系具有很好的工業(yè)應(yīng)用前景。權(quán)利要求1、一種鐵催化劑體系，是由Fe催化劑和液體介質(zhì)形成的均勻分散體系；所述Fe催化劑是按如下方法制備的將Fe鹽溶解于溶劑中，形成Fe鹽溶液，用NaBH4或KBH4還原鐵鹽，去除溶劑，得到所述Fe催化劑；所述液體介質(zhì)為液態(tài)聚合物或在1個(gè)大氣壓下沸點(diǎn)大于等于150℃的醇。2、根據(jù)權(quán)利要求l所述的鐵催化劑體系，其特征在于所述鐵催化劑體系中鐵催化劑的量以所述鐵鹽中的F^+和F一+的總濃度計(jì)，為0.01-10mol/L;優(yōu)選為0.025-0.12mol/L。3、根據(jù)權(quán)利要求l所述的鐵催化劑體系，其特征在于所述l個(gè)大氣壓下沸點(diǎn)大于等于15(TC的醇的分子中羥基數(shù)目大于等于2;所述醇優(yōu)選為乙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、二甘醇和三甘醇中的至少一種；所述液態(tài)聚合物為聚乙二醇；所述聚乙二醇優(yōu)選為聚乙二醇200和/或聚乙二醇400。4、根據(jù)權(quán)利要求l所述的鐵催化劑體系，其特征在于所述Fe催化劑的粒徑為l-50nm，優(yōu)選為2-20nm。5、根據(jù)權(quán)利要求l所述的鐵催化劑體系，其特征在于所述Fe鹽選自下述六種鐵鹽中的至少一種FeCl2.4H20、FeCl3.6H20、FeS04.7H20、FeCl3、Fe(N03)3和Fe2(S04)r9H20;所述Fe鹽溶液中鐵鹽中的Fe2lQFe3+的總濃度為0.1-2mol/L，優(yōu)選為0.2-0.3mol/L。6、根據(jù)權(quán)利要求l所述的鐵催化劑體系，其特征在于所述Fe鹽溶液的溶劑選自水或有機(jī)溶劑；所述有機(jī)溶劑優(yōu)選為乙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、聚乙二醇200或聚乙二醇400。7、一種進(jìn)行費(fèi)托合成反應(yīng)的方法，是將CO和H2在催化劑作用下進(jìn)行催化反應(yīng)，所述催化劑為權(quán)利要求1-6中任一所述的鐵催化劑體系。8、根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于所述催化反應(yīng)的反應(yīng)溫度為100-220°C;優(yōu)選為120-150°C，尤其優(yōu)選為15(TC。9、根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的方法，其特征在于所述CO和H2的總壓力為O.l—lOMpa;優(yōu)選為l-5Mpa;尤其優(yōu)選為3Mpa。10、根據(jù)權(quán)利要求7-9中任一所述的方法，其特征在于所述催化反應(yīng)中，H2與CO的摩爾比為0.5-3;優(yōu)選為l-2;尤其優(yōu)選為1.5或2.0。全文摘要本發(fā)明公開了一種進(jìn)行費(fèi)托合成反應(yīng)的方法及其專用鐵催化劑體系。該鐵催化劑體系，是由Fe催化劑和液體介質(zhì)形成的均勻分散體系；所述Fe催化劑是按如下方法制備的將Fe鹽溶解于溶劑中，形成Fe鹽溶液，用NaBH₄或KBH₄還原鐵鹽，去除溶劑，得到所述Fe催化劑；所述液體介質(zhì)為液態(tài)聚合物或在1個(gè)大氣壓下沸點(diǎn)大于等于150℃的高沸醇。本發(fā)明進(jìn)行費(fèi)托合成反應(yīng)的方法，是將CO和H₂在催化劑作用下進(jìn)行催化反應(yīng)，所用催化劑即為本發(fā)明的鐵催化劑體系。在該催化劑下進(jìn)行的費(fèi)托合成反應(yīng)，產(chǎn)物與催化劑體系自動分相，其中可用的C₅₊組分含量也較高(70.8-79.8％)，CO₂選擇性低，烯烴含量較高。鐵催化劑具有磁性，易于分離回收，因而該催化劑體系具有很好的工業(yè)應(yīng)用前景。文檔編號C07C1/00GK101385974SQ20081022395公開日2009年3月18日申請日期2008年10月10日優(yōu)先權(quán)日2008年10月10日發(fā)明者元寇,肖超賢,范小兵,寧顏申請人:北京大學(xué)