无助剂沉淀铁催化剂上F-T合成的研究

研究了高温条件下无助剂沉淀铁催化剂在固定床积分反应器中的F-T合成反应。实验结果表明在实验条件下,随着温度的升高,CO和H2的转化率明显增大;而空速的增加,H2和CO的转化率下降。在压力2.6MPa,空速0.86L·h-1·(g-Fe)-1,H2／CO=2／3,温度260-280℃时,产物中的烃类主要是C5-11,约占烃类总质量的50％,其次是C2-4,约占烃类总质量的25％,再次是C12+,约占烃类总质量的18％,C1占7％。     

沉淀铁催化剂F-T合成宏观反应动力学模型

该工作为CO+H_2两段法合成汽油工艺中的一般F-T合成宏观反应动力学研究。采用原颗粒Fe-Cu—K沉淀铁催化剂与内循环反应器。实验设计为正交法,其温度变化范围为:230～260C;压力:1.5～3.0MPa;空速:250～1000h~(-1);原料气中H_2/CO:1.0～2.5。在此研究范围内,观察到水的抑制作用,但无二氧化碳的抑制作用。宏观动力学模型与实验数据拟合得较好且与本征动力学的形式相同,即 -R_(H_2+CO)=(1.568×10~2exp(-8839/RT)p_(H_2)p_(CO))/(p_∞+6.819×10~(-8)exp(8556/T)p_(H_2O))     

喷雾干燥铁催化剂F-T合成反应的研究

采用转环式无梯度反应器对沉淀 -喷雾干燥技术相结合制备的 Fe- Cu- K- Si O2 催化剂在反应温度 2 5 0℃～ 2 80℃ ,压力 0 .5 MPa～ 1 .5 MPa,H2 /CO比 0 .1 9～ 1 .35和原料气空速 1 0 0 0h-1～ 2 5 0 0 h-1的条件下对 Fisher- Tropsch合成反应性能进行了考察 .结果表明 ,该催化剂具有较高的 F- T反应活性和水煤气交换 ( WGS)反应活性 ,产物烃分布显示出高的烯烃选择性 ,说明该条件有利于初级烯烃的脱附和低碳烃的生成 ,一定程度上减少了烯烃再吸附的链增长反应 .还考察了各种反应条件对产物碳数分布的影响 ,并观察到了运行过程中催化剂较低的失活速率 .     

沉淀铁催化剂磨损强度测试方法

综述了沉淀铁催化剂磨损强度常用的测试方法,主要介绍了空气喷射法、旋转磨损筒法、超声波法和浆态床法等。总结了沉淀铁强度测试的研究现状,并对强度测试的研究提出了一点建议。     

超声波法研究F-T合成铁基催化剂机械强度

采用超声波法研究了微颗粒催化剂磨损机械强度及其磨损机制,考察了超声介质、超声功率、固液比和超声时间等对磨耗率的影响,并在相同测试条件下,比较了熔铁催化剂和沉淀铁催化剂磨耗强度。结果表明,熔铁催化剂还原后耐磨强度略降,与此相反,沉淀铁催化剂还原后耐磨强度略有提高。由球磨法得到的熔铁催化剂存在较多微细粉末的粘附与团聚,影响测定结果,但熔铁催化剂的耐磨强度高于沉淀铁催化剂。基于形态和粒度分布的研究表明,超声波作用下熔铁催化剂主要磨损机制为剥层磨损,沉淀铁催化剂为体断裂或破碎机制。     

无梯度反应器中沉淀铁催化剂FT合成反应研究

在转篮式无梯度反应器中对喷雾干燥沉淀铁催化剂进行了 Fischer- Tropsch( FT)合成反应研究 .结果表明 :反应温度对 C1～C2 烷烃生成速率的影响比对 C3 ～ C4烷烃的大 ,对 C3 ～ C4烯烃生成速率的影响比对 C3 ～ C4烷烃的大 ;H2 /CO进料比对 C3 ～ C4烷烃和 C2 ～ C4稀烃的作用是先促进后抑制 ;提高反应压力对 C1～ C4烷烃和 C2 ～ C4烯烃的生成具有促进作用 .产品的烃分布为典型的双α分布 ,交点在 C6,α1为 0 .5 5 ,α2 为 0 .89     

费托合成沉淀铁催化剂性能的研究进展

费托合成（F-F合成）是实现煤间接液化技术的重要环节之一,其关键是开发高活性、选择性和稳定性的催化剂。目前应用的费托合成催化剂主要有铁基和钴基催化剂。铁基催化剂因价格低廉、催化活性和水煤气变换反应（WGS）活性高以及助剂效果明显,而在费托合成催化剂中占有重要的地位。本文对近几年铁基催化剂的特点和发展状况进行了评述,着重分析了催化剂制备过程、助剂和还原活化对其活性和选择性的影响。     

熔铁催化剂超临界相费托合成的研究

在固定床反应器上进行了熔铁催化剂在超临界介质存在条件下的费托合成,并与气相费托合成进行对比。结果表明,由于超临界介质具有类似气体的传质速率和类似液体的溶解能力和热容,减小了催化剂床层过热,减少了催化剂床层积炭,增加了合成气在催化剂表面浓度,促进了产物的脱附,使CO转化率提高,α-烯烃选择性和C5＋选择性增加,甲烷选择性减小。实验考察了温度、压力、合成气比例、合成气空速对超临界相费托合成反应的影响。发现当反应温度或压力低于介质的临界温度及压力时,反应性能迅速下降,说明介质仅在其临界点以上才表现出优良的超临界性能。其他反应条件对超临界相费托合成反应性能的影响类似气相费托合成。     

温度敏感型铁催化剂上F-T合成本征动力学

针对F-T合成铁催化剂对温度敏感的特点,提出了使催化剂活性在高温条件下先“钝化”,用集总法处理F-T合成动力学数据的新的研究方法及数学模型。采用固定床反应器对共沉淀型Fe-Cu-K工业催化剂F-T合成本征动力学进行了研究,求得本征动力学方程,为工业催化剂的进一步放大以及反应器的设计提供了理论依据。     

费托合成熔铁催化剂对液体产物的影响

实验考察了温度、压力、H2/CO和空速等不同操作条件对固定床熔铁催化剂费托合成液态产物的影响,得出了液态产物在不同操作条件下的时空产率、烃类产率、含碳量(C5～C13)、烯烷比及正构烷烃与支链烷烃(正支比)的一些变化规律。     

沉淀型Fe-Mn工业催化剂的F-T反应性能

在积分固定床反应器中系统考察了用于Fischer-Tropsch(F-T)合成的沉淀型Fe-Mn工业催化剂的性能.首先对催化剂进行了2000h的稳定性测试,然后在不同反应温度、原料气H₂/CO比、空速和总压下考察其反应性能.结果表明,在2000h的运行过程中,该催化剂活性和选择性较平稳,失活速率较小,且在较高的反应温度下失活速率更小,显示出该催化剂具有良好的长期稳定性;经2000h的运行后,该催化剂仍表现出较高的反应活性和稳定性,同时,还保持着较高的低碳烯烃和C₅₊选择性.此外,当反应条件在一定范围内发生变化时,低碳烯烃和C₅₊选择性变化不大,说明该催化剂具有良好的可操作性.     

操作参数对费托合成液态烃影响的研究

熔铁催化剂对 F- T( Fischer- Tropsch)合成具有较高的活性 ,耐磨强度好 ,价格低廉 ,至今在 F- T合成中仍具有相当重要的地位 .F- T合成液相产物中的化学族组分的相对含量及烷、烯烃的分布是考察操作条件的重要指标 ,通过熔铁催化剂在单管固定床反应器中的 F- T合成反应 ,对不同工艺参数条件下所得产物中的液态烃进行色谱分析后 ,得到了合成的液态烃产物随操作参数的变化规律 ,尤其是得出了液态烃产物中的烯 /烷的相对变化的规律 .     

浆态相费托合成反应铁基催化剂的磨损研究

在催化剂磨损现象和强度理论的基础上,对浆态相费托合成反应中的铁催化剂的磨损机制进行了描述,侧重对系列雷尼铁催化剂的磨损规律加以研究,结果表明雷尼铁的磨损是因为其发达的孔结构,反应条件下沿狭缝形的孔发生破裂,但是并不致使继续粉化,而且其粒度的变化对浆态相费托合成反应活性影响很小,反应结束后的分离性能也显著优于沉淀铁催化剂。     

氨合成催化剂母体相组成对还原性能的影响

采用Shimadzu DT-40型热分析仪,研究了不同原始铁氧化物组成对氨合成熔铁催化剂的还原性能的影响。发现催化剂的还原性能和活性与母体相组成的关系具有相似的规律性。当母体中两种物相共存时,催化剂的还原过程是按物相分阶段依次进行的,其结果使还原速度变慢,还原温度升高,亦使还原后催化剂的活性降低。氨合成催化剂的还原性能与其活性具有一致性,愈易还原的催化剂,其活性亦愈高。研究结果表明,在熔铁催化剂中,Fe_(1-x)O基氨合成催化剂还原速度最快、还原温度最低,其活性亦最高。     

ON THE EFFECTS OF SYNGAS COMPOSITION AND WATER-GAS-SHIFT REACTION RATE ON FT SYNTHESIS OVER IRON BASED CATALYST IN A SLURRY REACTOR

Water gas shift reaction plays an important role in the Fischer-Tropsch synthesis reaction over iron-based catalysts. A slurry reactor model which accounted for the kinetics of both Fischer-Tropsch synthesis and water gas shift reaction was used to investigate the effects of hydrogen to carbon monoxide ratio, water vapor concentration and reactor temperature on synthesis gas conversion. The model was used to determine optimum concentration of water in the feed gas. For a given reactor temperature, the optimum concentration of water in the feed gas was found to increase with decreasing hydrogen to carbon monoxide ratio. The optimum concentration of water in the feed gas was found to decrease with increasing reactor temperature. Increasing the water gas shift reaction rate improved syngas conversion for low reaction temperatures.     

晶种对TS-1分子筛干胶合成及其催化性能的影响

以发烟硅胶为硅源,以钛酸正丁酯为钛源,以四丙基氢氧化铵(tetrapropylammonium hydroxide,TPAOH)为模板剂,采用干胶转化法,在添加晶种的条件下,合成了一系列TS-1(titanosilicalite-1)分子筛.通过X射线粉末衍射及扫描电镜表征材料的性能.结果表明:晶种的添加及晶种的选择对TS-1分子筛的结晶度、晶粒尺寸和催化性能产生明显的影响.当摩尔比n(TPA+)/n(Si)=O.05时,不加任何晶种,正己烯的转化率只有11.9%;当加入活性晶种后,正己烯的转化率为23.6%,提高了约12%.对于焙烧晶种合成的样品,活性也有很大提高,烘干晶种与活性晶种合成的产品性能相当.活性晶种的引入,可以在保持TS-1催化性能基本不变的条件下明显减少模板剂用量,较大幅度地降低TS-1分子筛的合成成本.     

Fe1—xO基氨合成催化剂还原性能的研究

具有维氏体（Ｗｕｓｔｉｔｅ）相结构的Ｆｅ１－ｘＯ基催化剂低温还原性能明显优于传统的Ｆｅ３Ｏ４基催化剂，其还原诱导期短。在干气氛条件下，Ｆｅ１－ｘＯ基催化剂还原动力学可用“壳－核模型”描述。空速和温度明显影响Ｆｅ１－ｘＯ基催化剂的活化，而压力影响不如它们显著。在工业还原过程中宜采用“低温、低压、高空速、高氢”的操作原则