Development of Innovative Fe-based FT-syn Catalyst to Produce Carbon-Neutral Liquid Fuel

开发创新型铁基 FT-syn 催化剂来生产碳中性液体燃料

• 批准号: 22K05001
• 负责人: 隈部 和弘
• 金额: $ 2.41万
• 依托单位: Gifu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K05001/
• 关键词: FT合成; 鉄; 触媒; オレフィン; パラフィン; 廃鉄釘; コバルト; カーボンニュートラル; BTL; 液体燃料; Fe系触媒

本研究の目的は，これまで化学原料用のオレフィンを製造するために用いられてきたFe系FT合成触媒を，FT合成においてパラフィンが主成分となるようにBTL用の安価なFe系FT合成触媒の開発を行い，BTLプロセスの低コスト化・早期の実用化を目指すことである．今年度は触媒開発のベースとなる，協力企業から入手した実際の建築廃木材含有廃鉄釘の腐食後の酸化状態や表面状態をSEM-EDXやXRDを用いて分析・物性評価を行い，それを基に試薬から数種類の物性の異なる「人為的に作製した模擬廃鉄釘」の触媒調製を試みた．調製された実廃鉄釘腐食触媒および模擬廃鉄釘触媒を固定層として用いたFT合成実験を行い，生成ガスおよびFT合成油を分析することにより，実廃鉄釘触媒を用いた場合のFT合成においてパラフィンが主成分となるメカニズム，特に，「実廃鉄釘触媒のどの物性」が影響を与えているのかを解明した．その結果，（1）実廃鉄釘腐食触媒は主成分のFe以外にZn，Si，Co，Al元素の酸化物が含有していることがわかったので，それを基に（2）人為的に作製した模擬廃鉄釘，（3）2Co/Fe2O3，（4）4Co/Fe2O3触媒を含浸法で調製して触媒還元後にFT合成実験を行ったところ，（2）の触媒でのCO転換率は91%，（3）の触媒では90%，（4）では95%であった．COからのC7-C18炭化水素液体燃料選択率は（2）では33%，（3）31%，（4）29%であった．そのうち，オレフィン（O）：パラフィン（P）比率は（2）では3.4:6.6，（3）5.1:4.9，（4）3.7:6.3であった．（2）-（4）の模擬廃鉄釘触媒のBET比表面積等の物理特性がほぼ同じであることから，実廃鉄釘触媒含有のCoがFT合成においてパラフィンが主成分となるメカニズムに起因していると考えられた．

The purpose of this study is to provide guidance for the development of Fe-based FT synthesis catalysts for chemical raw materials, for the development of Fe-based FT synthesis catalysts for BTL, and for the early application of BTL. This year, the catalyst development and development of the company began in the real time construction of wood containing iron nails after corrosion acidification state and surface state SEM-EDX and XRD analysis of the use of physical properties evaluation of the study, and the basis of the test, a number of types of physical properties of different "artificial" and simulation of iron nails catalyst modulation test. The preparation of iron nail corrosion catalyst and simulated iron nail catalyst is carried out in the FT synthesis process, and the production of iron nail corrosion catalyst and FT synthesis oil is analyzed. The results are as follows: (1) the acid compound containing Zn, Si, Co, Al elements other than Fe as the main component of the corrosion catalyst for iron nails;(2) artificial preparation of simulated iron nails;(3) preparation of 2Co/Fe2O3,(4) preparation of 4Co/Fe2O3 catalysts by impregnation method;(2) CO conversion rate of the catalyst for FT synthesis;(3) catalyst conversion rate of 90%.(4) 95%. CO The ratio is (2) 3.4:6.6,(3) 5.1:4.9,(4) 3.7:6.3. (2)-(4) The physical characteristics of BET specific surface area of simulated iron nail catalyst are the same, and the cause of FT synthesis of Co contained in iron nail catalyst is the same.