主题：【原创】萨索故事（39） -- 橡树村

费托合成催化剂有一个麻烦事，就是怕硫。很多催化剂都怕硫。很多催化剂起作用的组分，都是金属或者金属氧化物，而硫可以很强的和金属结合，从而使得这个反应位丧失活性，导致催化剂中毒。二次大战时期，并没有非常有效的除硫手段，所以催化剂的寿命普遍不长。而钴的价格比铁高出很多，并且更加不耐硫，所以使用寿命比较短。价格高，而且寿命还短，即使活性高，从商业角度来看也不是很合算的。实际上催化剂的成本在合成油的生产成本中占有不小的比例。所以萨索在五十多年前考察技术的时候，就没有选择钴催化剂。无论是高温合成汽油还是低温合成柴油，萨索选用的，都是铁催化剂。

同样是铁催化剂，高温反应和低温反应式用的催化剂是不一样的。还记得吗？高温费托合成反应使用的反应器形式是流化床。萨索一开始使用的是循环流化床，后来自己研究成功了固定流化床。流化床里面催化剂的磨损非常严重，所以需要催化剂非常的结实。铁的什么形式最结实呢？金属么。所以萨索的流化床使用的是熔融铁催化剂。大致的说，就是按照配方（当然不全是铁了，还有一些助剂什么的），把主要成分配好了，在高温下融化，然后再冷却得到的。冷却的时候得到的当然不是整块金属，那不就成了炼铁了么？通过工艺控制，得到的是微小的带有孔隙的颗粒，基本上就是铁渣子。铁渣子还是比较经磨的，虽然也有一些问题。当然了催化剂太经磨了，对于反应器本身的要求就高了。萨索的流化床反应器的一些经常与催化剂接触的地方，使用的是陶瓷。

由于需要保持金属的性质，这个铁渣子催化剂可以改型的余地不大。这样的催化剂，反应的阿尔法值比较低，就是说生产的产物比较轻。并且金属颗粒的反应活性不是很好，这就需要提高反应温度来加快反应速度。这样这个催化剂就正好应用于流化床反应器。你看，催化剂本身耐磨，产物基本上是气体，没有再合适的了。

用于低温费托合成反应，熔融铁催化剂就不行了。低温费托合成反应的反应温度低，一般在200-260摄氏度。温度低反应速度就低，熔融铁就不合适了。这时候就需要把金属氧化物做成一定结构的固体，还原以后使用。铁呢，就需要得到氧化铁。不同方法得到的氧化铁有很大的不同，结构也有区别，这里面就有一些技巧了。最好的，要求还原以后的催化剂结构里面有很多的孔道，这样暴露在催化剂表面的金属就多。为什么呢？只有在催化剂表面的金属才能参加反应，催化剂内部，气体达不到的地方，仅数十枚游泳的。参与反应的金属多了，活性就大了。并且，由于制备方法灵活，这样得到的催化剂可以有很多种的改性方法。

设计催化剂的人就非常喜欢这样的催化剂，随便选几个元素加进去，看看反应结果的变化趋势就能发个文章，很划算的。要是碰巧发现什么有商业价值的规律，还能顺便发个财。因此氧化物催化剂被研究得比较彻底，结果呢，低温费托合成使用的铁催化剂就比较复杂，有很多种的助剂，有的时候助剂的比例很高。氧化铁本身的结构可以改动的余地也不大，还原了以后，结构还会塌陷，所以的，有时候还需要把氧化铁放到其他多孔结构的氧化物的上面，借助其他氧化物的结构，来提高在表面的金属的比例。这种提供结构的东西，叫做催化剂载体。常用的载体是氧化硅和氧化铝，最近也有使用氧化钛的。其他还有一些没有商业应用的各种各样的载体。载体有的时候不仅仅是个结构工具，有的载体本身还有一定的催化剂作用。

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