日本ゼオライト学会 刊行物 Publication of Japan Zeolite Association

ISSN: 0918–7774
一般社団法人日本ゼオライト学会 Japan Zeolite Association
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Zeolite 36(3): 64-74 (2019)
doi:10.20731/zeoraito.36.3.64

解説解説

古典的なASFモデルを打破するジェット燃料直接合成用Co/Ymeso-La触媒Co/Ymeso-La Catalyst for Jet Fuel Direct Synthesis by Breaking the Classical ASF Model

富山大学大学院理工学研究部工学系応用化学Department of Applied Chemistry, School of Engineering, University of Toyama ◇ 〒930–8555富山市五福3190番地

受理日:2019年5月7日Accepted: May 7, 2019
発行日:2019年7月15日Published: July 15, 2019
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近年,FT(Fischer–Tropsch)合成技術を用い,その複雑な反応経路を制御することにより目的生成物の選択性を向上させるという研究が盛んに行われている。筆者らは,修飾されたメソ体ゼオライト-コバルト触媒を用いることにより一酸化炭素と水素の混合ガスである合成ガスから一段階で様々な液体燃料を二次水素化精製処理なしに高い選択率で合成することに成功した。具体的には,メソ細孔を有するY型ゼオライトとコバルト(Co)を組み合わせた触媒を用い,La,Ceなどの修飾によってゼオライトの酸性度と細孔径の調整を行うだけで,ガソリン燃料,ジェット燃料,軽油燃料をそれぞれ74,72,58%という高い選択率で直接合成できた。特に合成ガスからのジェット燃料の一段合成は世界初で成功した。この結果は従来のFT合成における生成物分布の法則であるAnderson-Schulz-Flory(ASF)分布から逸脱したものである。我々は炭素–炭素結合分解寄与度,炭素連鎖成長確率という二つの要素を含むより包括的な新しい生成物分布モデルを確立した。

To tune the product selectivity by controlling the complicated reaction paths is a big challenge in Fischer–Tropsch synthesis. Here, we report an integrated catalytic process for the direct conversion of syngas (CO/H2) into different types of liquid fuels without subsequent hydrorefining post-treatments of Fischer–Tropsch waxes or other hydrocarbon products. Outstanding selectivities for gasoline, jet fuel and diesel fuel as high as 74, 72 and 58% are achieved, respectively, by only using mesoporous Y-type zeolites in combination with cobalt nanoparticles and La, Ce, K promoters. The types of liquid fuels can be readily tuned by controlling the porosity and acid properties of the zeolites with the aid of promoters. The present work offers a simple and effective method for the direct synthesis of different types of liquid fuels. Especially, it is the first time that the jet fuel is synthesized from syngas directly. We further build a new product-distribution model, containing both carbon chain cracking degree and carbon chain propagation probability, for these bifunctional catalysts, which do not obey the classical Anderson–Schulz–Flory (ASF) distribution.

キーワード:Fischer–Tropsch合成;Anderson–Schulz–Flory分布;Y型ゼオライト;二元機能触媒;ジェット燃料

Key words: Fischer–Tropsch synthesis; Anderson–Schulz–Flory distribution; Y-type zeolites; bifunctional catalysts; jet fuel

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