Fe-Co/SiO_2双金属催化剂上费托合成反应的研究

采用浸渍法制备Fe-Co/SiO2双金属催化剂,考察了不同反应温度、压力、空速下催化剂的反应性能。实验结果表明,在230~300℃的温度范围内,随反应温度升高,催化剂活性提高,甲烷选择性上升,水煤气变换程度逐渐增大,而C2~C4烯烃/烷烃比和C5+选择性下降;压力增加有利于反应活性的提高和重质烃的合成,当压力大于1.5MPa后,CO的转化率、水煤气变换程度、C5+选择性C2~C4烯烃/烷烃比变化不太明显;随空速增加,CO转化率下降,产物中低碳烃含量增加,说明高空速不利于重质烃的生成。XRD结果表明反应前催化剂主要成分为Co3O4和Fe2O3,反应后则为Fe-Co合金。     

ZrO_2改性Co/活性炭催化剂对浆态床Fischer-Tropsch合成反应的催化性能

考察了ZrO2改性Co/活性炭(Zr-Co/AC)催化剂在浆态床反应器中的Fischer-Tropsch合成反应性能及反应条件对催化剂活性和选择性的影响。实验结果表明,适量添加ZrO2助剂可明显提高Co/AC催化剂对Fischer-Tropsch合成反应的催化活性,降低甲烷的选择性并提高C5+烃的选择性。当Zr-Co/AC催化剂(Co质量分数为15%)中Zr的质量分数由0增加到6%时,CO的转化率从36.4%增加到67.9%,甲烷选择性从15.4%降低到10.1%,而C5+烃的选择性从71.4%增加到79.3%。当Zr-Co/AC催化剂中Co质量分数为15%、Zr质量分数为2%时,适宜的反应条件为:温度493～503K、压力2.5～3.5MPa、气态空速500～2000h-1、催化剂在浆态液中的体积分数为2.50%。在此条件下催化剂的活性和C5+烃的选择性较高。     

CeO2-W-Mn/SiO2催化剂的OCM反应活性及其表征

报道了CeO2改性的W-Mn/SiO2催化剂在甲烷氧化偶联反应中(OCM)的优异催化性能,考察了反应温度对CeO2-W-Mn/SiO2催化剂反应性能的影响.结果表明,CeO2-W-Mn/SiO2催化剂在烷氧比4、温度800℃、空速9942 h-1的条件下,可以得到30.29%的甲烷转化率和79.98%的C+2烃选择性,并有少量C3烃产出,而且具有良好的低温活性,在710℃下,可得到11.5%的甲烷转化率和86.7%的C+2选择性.CeO2改性的W-Mn/SiO2催化剂之所以显示出如此优异的催化活性与CeO2的加入使W-Mn/SiO2催化剂的储氧能力得到提高有关,虽然CeO2的加入增强了W-Mn/SiO2催化剂的储氧能力,但过高的CeO2含量会造成活性组分Mn在催化剂表面聚集.     

Sm2O3和La2O3对甲烷氧化偶联反应的促进作用

研究了在Li2SO4/MgO催化剂中引入少量Sm2O3和La2O3对甲烷氧化偶联反应的影响,并考察了催化剂的稳定性能。结果发现,在Li2SO4/MgO催化剂中引入少量Sm2O3可以提高催化剂活性和生成C2烃的选择性,而加入少量La2O3会降低甲烷转化率。经500h活性考察,Li2SO4/Sm2O3.MgO催化剂表现出良好的稳定性,具有深入研究的价值。     

Sm_2O_3和La_2O_3对甲烷氧化偶联反应的促进作用

研究了在Li2 SO4/MgO催化剂中引入少量Sm2 O3 和La2 O3 对甲烷氧化偶联反应的影响 ,并考察了催化剂的稳定性能。结果发现 ,在Li2 SO4/MgO催化剂中引入少量Sm2 O3 可以提高催化剂活性和生成C2 烃的选择性 ,而加入少量La2 O3 会降低甲烷转化率。经 5 0 0h活性考察 ,Li2 SO4/Sm2 O3 ·MgO催化剂表现出良好的稳定性 ,具有深入研究的价值。     

低碳烃在Zn/PLC上的芳构化反应性能

评价了丙烷和C4烃在Zn/PLC催化剂上的芳构化反应活性 ,并与Zn/HZSM 5催化剂进行了比较。结果表明 ,丙烷和C4烃在Zn/PLC催化剂上具有一定的反应活性 ,但其芳烃选择性低于Zn/HZSM 5催化剂 ,这主要是由于PLC和HZSM 5作为载体的酸性特征及孔结构不同所造成的。在Zn/PLC催化剂上 ,丙烷芳构化主要转化为苯 ,C4烃芳构化主要转化为二甲苯。而在Zn/HZSM 5催化剂上 ,丙烷和C4烃芳构化主要转化为甲苯。Ga3 + 或Pt4+ 的引入明显改善了Zn/PLC催化剂的丙烷和C4烃芳构化性能。     

锆助剂对F-T合成Co/Al2O3催化剂的影响

考察了助剂ZrO2添加量对Co/Al2O3催化剂F-T合成反应性能的影响,并通过程序升温还原和程序升温脱附等技术对催化剂进行了表征.结果表明,助剂锆的加入对Co的分散度影响不大;添加一定量的ZrO2可以改善催化剂的还原性能,使催化活性显著提高,但ZrO2的加入对CH4、CO2和C5+烃的选择性影响不大.在一定反应温度区内,CO转化率随反应温度的增加而显著增加,但CH4和C5+烃的选择性变化不大.     

钙盐助剂对ZrO_2催化CO加氢合成i-C_4烃的影响

考察了几种钙盐助剂对ZrO2 催化CO加氢合成i C4烃的影响。ZrO2 的制备采用普通沉淀法 ,助剂的添加采用机械混和法。CaF2 和CaSO2 表现出良好的助剂效应 ,在提高烃类产物中i C4烃的选择性的同时 ,保持着较高的反应活性。而CaCl2 ,Ca(NO3) 2 ,Ca(BO2 ) 2 等钙盐助剂却产生负效果 ,烃类产物中甲烷等低碳烃类的选择性大大增加 ,而i C4烃的选择性降低。催化剂酸碱表征结果表明 ,催化剂表面酸碱性对催化剂的催化性能有很大的影响。催化剂上适宜数量的酸碱量和酸碱比例是影响CO加氢合成i C4烃的非常重要的因素。     

纳米La_2O_3催化剂上低温甲烷氧化偶联和乙烷氧化脱氢

采用沉淀法制备了纳米La2O3催化剂,并考察了该催化剂对甲烷氧化偶联和乙烷氧化脱氢反应的催化性能。实验结果表明,对于甲烷氧化偶联反应,在450℃、气态空速(GHSV)=7.5L/(g.h)、n(CH4)∶n(O2)=3.0的条件下,甲烷转化率和C2烃收率分别达到26.6%和10.8%,比商品化的La2O3催化剂的启动温度低100℃,具有较好的低温甲烷氧化偶联反应性能;对于乙烷氧化脱氢反应,在450℃、GHSV=10L/(g.h)、n(C2H6)∶n(O2)∶n(N2)=1∶1∶4的条件下,乙烷转化率和乙烯收率分别为49.1%和25.9%,明显优于商品化的La2O3催化剂。对纳米La2O3催化剂的表征结果显示,沉淀法制备的纳米La2O3催化剂颗粒较小(粒径30~50nm)、比表面积较大(12.0m2/g),具有较强的吸附O2能力,因此能在较低温度下活化甲烷和乙烷,具有较好的低温催化性能。     

低碳烃在Zn／PLC上的芳烃化反应性能

评价了丙烷和C4烃在Zn/PLC催化剂上的芳构化反应活性，并与Zn/HZSM-5催化剂进行了比较，结果表明，丙烷和C4烃在Zn/PLC催化剂上具有一定的反应活性，但其芳烃选择性低于Zn/HZSM-5催化剂，这主要是由于PLC和HZSM-5作为载体的酸性特征及孔结构不同所造成的，在Zn/PLC催化剂上，丙烷芳构化主要转化为苯，C4烃芳构化主要转化为二甲苯。而在Zn/HZSM-5催化剂上，丙烷和C4烃芳柄化主要转化为甲苯。 Ga^3 或Pt^4 的引入明显改善了Zn/PLC催化剂的丙烷和C4烃芳构化性能。     

甲烷-二氧化碳制C_2烃研究进展

介绍了一种新的甲烷 二氧化碳共活化的反应途径—甲烷 二氧化碳制C2烃,综述了催化剂体系以及反应机理的研发现状,并对其发展前景进行了展望。     

天然气制C_2烃新工艺

采用新型多尖端旋转电极,通过改变反应物流率和输入功率,考察了甲烷在常压辉光等离子体中偶联反应的转化率、C2烃的收率、C2烃的选择性、空时能量密度、能量效率和放电功率的变化。结果表明,当输入功率为84W、甲烷与氢气的流率为20ml/min时,甲烷的转化率为74 2%,相应的C2烃收率为70 7%,C2烃选择性为95 3%。     

助剂CeO2对Co／Al2O3催化剂上F-T合成反应性能的影响

在用于F-T合成的Co/Al2O3催化剂中加入少量助剂,能够提高CO转化率和C5 烃选择性。主要考察了助剂CeO2添加量和催化剂焙烧温度等因素对F-T合成反应的影响,并通过程序升温还原(TPR)、程序升温氧化(TPO)及X射线衍射(XRD)等手段对催化剂进行了表征。反应结果表明,在Co/Al2O3催化剂中加入少量CeO2(n(Ce)/n(Co)=0.1-0.14),能够有效提高催化剂的催化活性和C5 烃选择性;焙烧温度则以相反的趋势控制F-T反应活性和链增长几率;助剂的加入降低了催化剂的起始还原温度,改善了催化剂的还原性能。但是,催化剂的积碳量有所增加,经10h反应后,催化剂上存在两种类型的积碳。     

催化剂活化压力对费托合成反应影响的研究

采用中国神华自主知识产权低温浆态床费托合成工业沉淀铁系催化剂SFT418-7,在神华浆态床费托合成催化剂评价中试装置(CEU)上实施了经不同活化压力处理的催化剂对费托合成反应性能影响试验。结果表明,2.8 MPa压力下还原处理的催化剂较0.5 MPa压力活化处理的催化剂合成气(H2+CO)总转化率高,CO转化率和H2转化率均略高,而C+,C3+和C5+时空产率及合成气产油率却有所降低,碳有效利用率相对降低,其原因主要受CO2选择性增加引起。催化剂活化压力提高后,反应产物CH4选择性显著增加,烃类中C3+和C5+产物选择性下降,表明提高压力活化情况下,催化剂表面水煤气变换反应活性相增加,费托合成反应向碳链缩短方向转移。     

甲烷和氮气在微波等离子体下的转化研究

运用微波等离子体技术研究了甲烷和氮气的化学反应。考察了反应条件对产物选择性和甲烷转化率的影响。甲烷转化率随着微波输入功率的增大和反应物配比 (n(CH4) /n(N2 ) )的减小而增大 ;在最佳条件下 ,甲烷转化率达96 2 %。HCN选择性随着n(CH4) /n(N2 )比的增大而降低 ;在n(CH4) /n(N2 ) <0 995时 ,HCN为主产物 ,且HCN的选择性随微波输入功率的增大而减小 ,在最佳条件下 ,HCN选择性达 91 4% ;在n(CH4) /n(N2 ) >0 995时 ,C2 H2 为主产物 ,然而HCN选择性随着微波输入功率的增大而增加。C2 H2 选择性随着微波输入功率的增大而增加 ,随着n(CH4) /n(N2 )的增大出现极大值 ;在最佳条件下 ,C2 H2 选择性达 72 77%。C2 H2 和C2 H6 的选择性随着微波输入功率的减小和n(CH4) /n(N2 )的增大而增加。对甲烷、氮气等离子体的电子温度和电子密度进行了诊断 ,并运用自由基反应理论解释了反应条件对甲烷转化率和产物选择性的影响。     

载体制备方法对Co/TiO_2/SiO_2催化剂结构及费托合成反应性能的影响

分别采用浸渍法、沉淀法、醇盐水解法、水解回流法制备TiO2/SiO2复合氧化物,采用等体积浸渍法制备费托合成Co/TiO2/SiO2催化剂。通过XRD、Raman、FT-IR、TPR等表征手段考察载体制备方法对催化剂结构的影响,通过费托合成反应考察载体制备方法对催化剂反应性能的影响。实验结果表明,载体中TiO2的引入,调整了钴与SiO2之间的相互作用,使钴物种实现了适宜的还原度与分散度,进而提高了催化剂的费托合成反应活性,降低了甲烷的选择性并提高了C5+烃的选择性。     

M-Mn-W/SiO_2/堇青石整体式催化剂及其甲烷氧化偶联反应性能

以Na2WO4、Mn、M(M=Ce,Bi,Sr,La)为活性组分,采用浸渍法制备了一系列M-W-Mn/SiO2/堇青石整体式催化剂。在微型固定床反应器中对催化剂的甲烷氧化偶联反应性能进行了评价。采用XRD和TPR对催化剂的结构进行了表征。考察了反应条件对催化性能的影响。催化活性评价结果表明,在较大的空速下,M-W-Mn/SiO2/堇青石整体式催化剂具有较好的甲烷氧化偶联反应性能,其中活性最好的4%Ce-5%Na2WO4-2%Mn/SiO2/堇青石整体式催化剂,在甲烷转化率为32.9%时,甲烷转化率和C2烃选择性之和可达82.9%。XRD结果显示,M-W-Mn/SiO2/堇青石整体式催化剂除了堇青石的特征峰以外,存在α-方石英、Na2WO4、Mn2O3以及一些氧化物的物相。TPR结果显示,催化剂的各活性组分之间存在一定的相互作用,从而对催化剂的甲烷氧化偶联催化反应的性能有不同的影响。     

加压下甲烷氧化偶联反应工艺条件的研究

报道了Na W Mn催化剂加压条件下的甲烷氧化偶联反应性能 ,详细考察了反应条件对Na W Mn催化剂反应性能的影响。结果表明 ,Na W Mn催化剂在较高压力条件下依然具有良好的甲烷氧化偶联反应性能 ,在烷氧比 8、温度 75 0℃、空速 1 5× 10 5h 1、压力 0 6MPa无稀释气的最佳实验条件下 ,可以得到 16 %的甲烷转化率和 82 %的C2 + 烃选择性。催化反应性能强烈地依赖于反应的操作条件     

Fe-Co-K/SiO_2催化剂对Fischer-Tropsch合成反应的催化性能

采用浸渍法制备了Fe-Co-K/SiO2催化剂,在连续流动固定床反应器上考察了反应温度、反应压力、重时空速和n(H2)∶n(CO)对该催化剂催化Fischer-Tropsch合成反应性能的影响。实验结果表明,随反应温度的升高,催化剂的活性提高,CO转化率和CH4选择性增大,重质烃(C 5+)选择性减小;升高反应压力有利于提高CO转化率和重质烃选择性;增大重时空速不利于重质烃的生成,同时CO转化率减小,CH4选择性增大;随n(H2)∶n(CO)的增大,CO转化率和CH4选择性增大,重质烃选择性减小。Fe-Co-K/SiO2催化剂用于Fischer-Tropsch合成反应较适宜的工艺条件为:反应温度503～513 K、反应压力1.5 MPa、重时空速600～800 h-1、n(H2)∶n(CO)=2.00。     

Ru/C在CO2加氢中碳载体的甲烷化和气化行为的研究

在对γ-Al2O3、SiO2和活性炭负载钌催化剂的CO2加氢性能研究基础上,研究了在CO2和氢气气氛中活性炭的甲烷化和气化行为.结果表明,在钌催化作用下的CO2加氢反应中,CO2的转化率和甲烷选择性都很高.在加氢过程中,活性炭与氢气的甲烷化反应和与CO2的气化反应都会导致Ru/C催化剂的流失.活性炭与CO2的气化反应是一个很显著的反应,但是同时也会因为氢气的存在而受到抑制.