铁基费托合成催化剂研究进展

综述了近十年来铁基催化剂在费托合成反应中的研究进展,探讨了铁基催化剂活性组分的确定及影响铁基催化剂活性组分的因素,对比了3种催化剂制备方法（熔融法、沉淀法、负载法）和5种催化剂载体（氧化物、分子筛、碳材料、双孔材料和核壳材料）对费托合成反应性能的影响,从反应活性、选择性和反应稳定性3个方面阐述了助催化剂在费托合成反应中的作用。分析认为：碳化铁是铁基费托合成催化剂的活性组分;在铁基催化剂的制备过程中,选择适宜的制备方法、载体、助催化剂,可以达到提高费托合成反应活性、目的产物选择性和反应稳定性的效果。提出合成特定结构碳化铁、进一步研究铁基催化剂反应机理仍是未来研究的重点。     

Y分子筛处理方式对催化剂及费托蜡加氢裂化性能的影响

选择Ni／W为加氢金属组分,金属改性Y和Al2O3作为载体,制备不同金属溶液处理加氢裂化催化剂,采用加氢金属溶液调节NH4Y分子筛的物化性质,考察金属预处理方式对催化剂物性结构及加氢裂化反应性能的影响。结果表明,经金属溶液处理后,催化剂活性和柴油选择性比非金属溶液处理的催化剂均有显著提高。NH4Y分子筛经过偏钨酸铵溶液处理后,W^6＋进入分子筛孔道或笼内,与酸性位形成较强的离子键,降低催化剂的B酸,同时使金属离子与酸性位点间的距离适当减小,使得费托蜡加氢裂化在高转化率下得到较好的柴油选择性。     

分子筛负载铂催化剂上四氢萘加氢裂解反应行为

四氢萘是多环芳烃加氢转化的产物或者中间体,其加氢裂解行为和规律的研究在重芳烃转化和脱除领域有着重要的意义。采用等体积浸渍法制备得到了氧化铝负载贵金属(Pt,Ir和Pd)催化剂和酸性分子筛(MOR和ZSM-5)负载铂双功能催化剂,考察了它们催化四氢萘加氢裂解的反应行为。氧化铝为载体时金属催化剂表面主要发生加氢及脱氢反应,其中金属Pt表现出最高的加氢和脱氢活性。双功能催化剂上四氢萘发生加氢裂化、异构化、氢转移及烷基化等复杂反应,金属Pt通过氢溢流作用提高了分子筛Br?nsted酸活性从而提高催化剂加氢裂解活性和选择性,但过量金属Pt会加剧苯环加氢而不利于单环芳烃的生成。分子筛孔道的限域作用对四氢萘的反应活性及产物分布有重要影响,相比Pt/ZSM-5催化剂,Pt/MOR表现出更高的裂解活性及异构化选择性。Pt/MOR催化剂上四氢萘加氢裂解主要通过异构-裂解路径进行,异构化活性及异构体构型决定了裂解活性及产物的分布。     

γ-Al_2O_3性质对费托蜡加氢裂化反应性能的影响

选取2种不同氧化铝作为载体制备催化剂,利用费托蜡加氢裂化小试装置评价2种加氢裂化催化剂对反应性能的影响,同时采用低温氮气吸脱附、X射线衍射和吡啶-红外漫反射等表征手段对2种氧化铝及其加氢裂化催化剂的结构和物化性质进行分析。结果表明,Cat.-B催化剂重质蜡油转化率为98.46%,轻质燃料油选择性为92.76%;而Cat.-A催化剂重质蜡油转化率为94.7%,轻质燃料油选择性高达95.58%,表现出优异的催化活性。因此,具有更大的介孔孔道和孔径的A型氧化铝更适合作费托蜡加氢裂化催化剂的载体。     

煤焦油中多环芳烃菲、蒽加氢裂化的研究进展

主要对国内外研究者在煤焦油中含量较高的重质组分菲和蒽催化加氢裂化方面的研究工作进行了总结,综述了分子筛及其负载型催化剂、Al_2O_3负载型催化剂、碳基负载型催化剂及其他负载型催化剂和反应条件对菲和蒽加氢催化转化过程的转化率、产物选择性的影响,以及过程反应机理,并指出开发含分子筛结构、具有较大孔径和比表面积,合适的L酸位和B酸位的高效加氢裂化双功能催化剂,是实现煤焦油催化加氢轻质化的重要技术途径。     

多级孔分子筛在重油加氢裂化催化剂的应用进展

分子筛是加氢裂化催化剂关键组分,其性质影响着加氢裂化反应效率和产品分布。微孔分子筛的孔结构降低了大分子反应物的扩散效率和酸中心的可及性,不宜直接用作加氢裂化催化剂的载体。本文从分子筛的孔结构和酸中心可及性的角度出发,介绍了具有多级孔体系的分子筛和具有核壳结构分子筛的加氢裂化性能。与相应的参比剂比较,分子筛的多级孔结构能大幅提高反应物种的扩散效率和酸中心的可及性,呈现出更好的催化活性、稳定性以及目标产物选择性。此外,金属加氢活性中心与分子筛裂化活性中心的合理调配,也是多级孔分子筛在重油加氢裂化应用中面临的挑战。     

核壳结构催化剂在费托合成中的应用

由于费托合成反应产物分布广泛,要求催化剂具有较好的目标产物选择性。近年来,具有核壳结构的双功能催化剂在费托合成反应中的应用受到越来越多的关注。核壳结构催化剂利用壳层的独特性质对核催化剂进行保护或对从内核扩散出来的反应产物进行二次催化,达到提高催化剂的活性、稳定性或目标产物选择性的目的。结合不同材料的壳层,介绍了核壳结构催化剂的制备方法及其应用于费托合成反应评价的研究结果,并在此基础上展望了费托合成核壳催化剂的研究发展趋势。     

催化剂制备与研究 中低温煤焦油加氢裂化催化剂的表征与分析

通过对反应前后的煤焦油加氢裂化催化剂进行表征与分析,研究影响中低温煤焦油加氢催化剂失活的原因,以煤焦油组分特点为依据,分别考察加氢裂化催化剂的活性元素、积炭、金属沉淀、分散度和中心酸性等对催化剂寿命的影响。结果表明,煤焦油加氢催化剂的失活原因主要为积炭失活、金属沉积和水热失活;催化剂中较低的金属钙含量、良好的水热稳定性及较低的L酸含量有利于催化剂寿命的提高。     

合成气直接法制取低碳烯烃铁基催化体系研究进展

合成气直接法制取低碳烯烃因具有原料易得、流程简单和能源效率高等优势,成为了目前合成气应用领域一个新的热门研究方向。直接法转化方式主要有经由费托合成反应直接制取低碳烯烃（FTO）路径和经由氧化物-分子筛（OX-ZEO）过程直接制取低碳烯烃的双功能催化路线。本文简述了合成气制取低碳烯烃的主要工艺流程,重点聚焦在近年来费托合成反应直接制取低碳烯烃过程中铁基催化体系的研究进展,主要讨论了通过费托合成反应制取低碳烯烃中的反应机理,以及活性相、助剂和载体等因素对铁基催化剂反应性能的影响。此外,指出了当前研究存在的高低碳烯烃选择性与高反应活性难以兼得,产物中甲烷选择性过高等不足之处并对合成气直接法制取低碳烯烃的发展方向进行了展望。     

苯加氢烷基化合成环己基苯催化剂研究

以分子筛为载体,采用等体积浸渍法制备具有双功能的分子筛催化剂.以苯为原料,在双功能催化剂的作用下采用加氢烷基化的方法合成环己基苯(CHB).考察了不同载体酸性、反应温度、氢气压力和催化剂的金属担载量等因素对反应的影响.实验结果表明:Ru/Hβ双功能催化剂为最佳的催化剂,最佳反应条件为:2.5 MPa氢气压力,200℃下反应4h.在此条件下苯的转化率可达67.6％,CHB的选择性可达47.8％.催化剂的金属活性和酸性是苯加氢烷基化的关键.     

F-T合成蜡油加氢裂解反应过程研究进展

通过F-T合成生产液体燃料是转化利用煤、天然气和生物质并解决石油短缺问题的一种有效途径,采用轻度加氢裂解F-T合成过程中产生的高沸点蜡油可以生产清洁优质的柴油和喷气燃料。本文对近年F-T合成蜡油加氢裂解的研究进展进行了综述,简要介绍了F-T合成蜡油加氢裂解的反应机理,讨论了集总动力学和单事件动力学在F-T合成蜡油加氢裂解中的应用情况,对F-T合成蜡加氢裂解催化剂体系以及反应影响因素进行了分析。反应精馏工艺可以提高F-T合成蜡加氢裂解高转化率时柴油的选择性,除了开发更高效的催化剂以外,F-T合成蜡油加氢裂解反应精馏的研究与应用将具有重大前景。     

负载型Co基F-T合成催化剂中贵金属助剂促进作用的研究进展

在负载型Co基催化剂中添加少量贵金属助剂能显著影响催化剂活性、选择性与稳定性。贵金属助剂的添加提高了Co活性组分的还原度与分散度,增加了催化剂表面的活性位数目,改变了催化剂的几何结构和电子结构,影响CO、H₂或中间产物的吸附活化行为,抑制催化剂积炭和金属Co小粒子的再氧化。综述贵金属助剂对催化剂活性中心性质、反应物的吸附活化行为和催化剂反应稳定性的影响。     

过滤技术在油浆分离中的应用

在催化裂化、加氢裂化等催化反应过程中,产品油浆中催化剂细粉不仅会导致下游设备的腐蚀和堵塞,也限制和降低了其直接作为产品、副产品的应用领域和经济价值。而对于低温费托合成反应而言,将费托合成蜡从气液固三相的浆态床反应器内分离出来,是整个费托合成工艺的的技术难点和关键之一。由此看出,油浆分离和净化技术的选择关系到以上催化反应的稳定运行和产品质量。本文回顾了目前国内外油浆过滤技术的研究及工业应用现状,总结了以美国MOTT公司为代表的金属烧结粉末和Pall公司为代表的金属烧结丝网两种主流滤芯的机械加工特性和过滤精度等特点,从操作条件、分离效率、反冲洗方式等方面进行比较,分析了各种油浆过滤技术的工艺特点,以及过滤工艺与参数对过滤效果和过滤技术选择的影响,可以为传统石油化工油浆过滤以及费托合成浆态床过滤分离技术在滤芯和过滤工艺选择等方面提供参考。     

加氢裂化催化剂研究进展

加氢裂化技术具有使原料油轻质化和直接生产清洁燃料及优质化工原料功能的工艺技术,是炼油工业中的绿色环保技术。随着全球石油趋向重质化、劣质化、环保法规日益严格、石油产品需求结构发生改变和中间馏分油需求的增加,促使对加氢裂化技术开发的深入。加氢裂化催化剂是加氢裂化技术的核心。我国现已拥有化工原料型、中间馏分油、尾油型和无定形催化剂的生产技术,UOP公司在加氢裂化段主要开发了灵活型、多产石脑油型以及多产中间馏分油型3大类催化剂;Chevron公司是最早开发加氢裂化技术的公司,开发了非贵金属无定形、非贵金属分子筛和贵金属分子筛3大类加氢裂化催化剂;Albemarle公司开发了KF-860加氢裂化预处理催化剂;Criterion公司开发了新型氧化铝载体,重点调节活性金属与载体之间的作用力,开发了新一代加氢预精制催化剂DN-3630。在新一代催化剂研发中,注重对微孔分子筛的开发和改性,使研制的催化剂具有很好的活性和稳定性等综合性能,由于微孔分子筛和介孔分子筛在酸性和孔结构上达到互补,随着介孔分子筛和微孔分子筛的相结合,微孔-介孔复合材料给加氢裂化催化剂的研发带来了新的发展机遇。     

F-T合成Co基催化剂研究进展

由于日趋严重的石油危机,寻找一种石油替代品显得尤其重要。F-T合成反应是将含碳资源转化成液体燃料的核心技术,关键是开发活性高、选择性高和稳定性好的催化剂。而Co基催化剂被认为是F-T合成最有前途的催化剂。综述了近年来Co基催化剂F-T合成反应的研究进展,重点介绍Co基催化剂的载体、助剂、制备方法和前驱体等方面对催化剂活性和选择性的影响,认为未来Co基催化剂的发展方向是增加催化剂活性和对重质烃的选择性,减少甲烷和 CO₂ 排放,研究趋势将是催化剂的复合化和多功能化。     

Fischer-Tropsch synthesis: Relations between structure of cobalt catalysts and their catalytic performance

Fischer-Tropsch synthesis has been experiencing a strong revival in recent years, due to the resource utilization considerations and environmental concerns. Cobalt supported catalysts represent the optimal choice for the synthesis of long-chained hydrocarbons from syngas with high H₂/CO ratio. This paper reviews the state of the art related to the influence of cobalt particle size and cobalt phase composition, catalyst support and support texture, and promotion with noble metals on Fischer-Tropsch reaction rates, hydrocarbon selectivity and catalyst stability. Possible mechanisms of catalyst deactivation and modification of cobalt active sites during the reaction are also discussed. Several requirements to the design of cobalt Fischer-Tropsch catalysts have been specified.     

氧化物助剂对费托合成钴基催化剂的促进作用

氧化物助剂促进的钴基催化剂具有费托合成反应活性和长链烃选择性高等特点,是高选择性地获得馏分油的关键,具有良好的应用和研究价值。本文针对氧化物助剂对钴基催化剂的促进作用,综述了氧化物助剂对钴基催化剂的结构、稳定性以及费托合成反应性能的影响,详细分析了氧化物助剂对钴基催化剂的还原性能和分散度的影响, 同时介绍了影响氧化物助剂促进作用的因素,重点讨论了氧化物助剂的促进作用机理。并对如何更好地发挥氧化物助剂在钴基催化剂中的促进作用进行了展望：应加强氧化物助剂对钴基催化剂促进作用机理的基础研究,并且重视影响氧化物助剂促进作用的因素。