合成气直接制低碳烯烃铁基催化剂的研究进展

评述了近年来有关合成气直接制低碳烯烃铁基催化剂的研究进展,重点分析了铁基催化剂的活性相、载体、助剂对催化剂的活性、选择性等方面的影响,并对未来铁基催化剂的发展方向进行了展望。     

合成气直接制低碳烯烃铁基催化剂助剂研究进展

综述了合成气直接制低碳烯烃铁基催化剂助剂的研究进展,主要分析了电子助剂和结构助剂对催化剂结构与性能的影响,认为碱金属、碱土金属、过渡金属、稀土金属及非金属等电子助剂在调变催化剂酸碱性与氧化还原性上各自表现出不同的正作用,抑制了链增长反应,增加低碳烯烃选择性,结构助剂的表面性质与孔道结构可控,方便低碳烯烃从催化剂中扩散,可以减少低碳烯烃的二次加氢副反应。最后指出了催化剂存在的问题并对以后的研究工作进行了展望。     

合成气制低碳烯烃铁基催化剂制备研究现状

论述了合成气制低碳烯烃铁基催化剂的研究现状,并对未来的发展前景进行展望,以期为铁基催化剂的进一步研究提供参考。     

合成气直接制低碳烯烃铁基催化剂研究进展

综述了近年来合成气直接制低碳烯烃铁基催化剂的研究进展,重点介绍了铁基催化剂的制备方法、载体和助剂等对催化剂活性和选择性的影响,并对未来铁基催化剂的发展方向进行了展望。     

负载型铁基催化剂上合成气制低碳烯烃

采用真空浸渍法制备负载型铁基催化剂,并利用X射线衍射(XRD)、H2程序升温还原(H2-TPR)、NH3程序升温脱附(NH3-TPD)和N2物理吸附(BET)实验对催化剂进行表征,并考察了不同载体和助剂对负载型Fe基催化剂上合成气制低碳烯烃反应的影响以及不同反应条件对FeMnK/Al2O3催化剂反应性能的影响。结果表明:Al2O3负载的Fe基催化剂可提高活性组分Fe的分散度和金属载体相互作用,且催化剂焙烧后孔径显著增大,有利于产物低碳烯烃的快速移出,因而比SiO2负载催化剂具有更高的催化活性和低碳烯烃选择性;在Fe/Al2O3中加入Mn和K助剂使活性组分Fe更容易还原,提高了活性组分和助剂的分散度,并降低催化剂的表面酸性,从而提高了CO的转化率和低碳烯烃选择性;FeMnK/Al2O3催化合成气制低碳烯烃反应在空速1 000 h-1,温度350℃,压力1.5 MPa,氢碳物质的量之比1.5的条件下,CO转化率达到97.4%,低碳烯烃选择性为55.9%。     

费托合成制低碳烯烃铁基催化剂研究进展

综述了费托合成制低碳烯烃铁基催化剂方面所取得的研究进展,重点介绍了催化剂活性相、助剂和载体等方面的关键因素,探讨了催化剂制备条件对合成气制烯烃的影响,最后对费托合成直接法制烯烃的研究提出了一些展望。     

合成气直接制低碳烯烃研究进展

评述了近年来有关合成气直接制取低碳烯烃的研究进展,对涉及的费托合成反应、反应机理及限制因素ASF分布进行了总结归纳,着重对较有潜力的催化剂按照活性金属、载体进行了详细的分类,对低碳烯烃选择性的影响因素——催化剂中金属活性组分、助剂及载体孔道结构与酸性的影响进行总结分析,最后考察了目前合成气直接制取低碳烯烃的工艺条件,如反应器类型、反应温度、空速及压力对反应活性及选择性的影响,以期为高选择性、高活性催化剂的研制提供必要的理论参考和实验信息。     

合成气制低碳烯烃铁催化剂活性相的研究进展

近年来,合成气制低碳烯烃铁基催化剂的研究备受广大研究者关注,但催化剂的活性相备受争议。大多数研究者认为碳化铁是合成气制低碳烯烃的活性相。本文归纳总结了近些年研究者对活性相碳化铁的研究,重点阐述了催化剂及其活性相的制备方法、还原气体、渗碳温度等因素对形成碳化铁的影响以及活性相碳化铁及暴露于催化剂表面的碳化铁晶面对合成气制低碳烯烃催化性能及产物分布的影响。今后工作的重点是进一步制备和研究不同结构的碳化铁活性相对目标产物的调控。此外,碳化铁的晶面对产物分布的影响也是未来的研究方向。     

钌基催化剂用于直接法合成气制低碳烯烃反应

以γ-Al₂O₃为载体,通过等体积浸渍法制备钌基催化剂,用其进行催化CO加氢,研究制低碳烯烃反应中钌基催化剂的催化性能,考察催化剂的焙烧温度、工艺条件及碱金属助剂Na对钌基催化剂CO加氢反应的影响。结果发现,焙烧温度400 ℃制备的钌基催化剂具有最大的比表面积,在反应温度220 ℃、反应压力1.0 MPa和空速1 500 mL·(h·g)^-1条件下,可以保证较高的CO转化率及低碳烯烃选择性。碱金属助剂Na提高了催化剂催化活性,Na质量分数为4%6%时,钌基催化剂表现出最佳的CO转化率及低碳烯烃选择性。     

合成气直接制备低碳烯烃催化剂研究进展

以合成气一步法制备低碳烯烃的催化剂研发进展为切入点,归纳总结了一步法制备低碳烯烃的几类催化,包括双功能催化剂、铁基催化剂和钴基催化剂;重点阐述了设计合成催化剂过程中其性能的影响因素,如催化剂活性组分、载体、助剂、结构设计及制备方法;此外,还指出当前合成气一步法制备低碳烯烃催化剂的攻关难点,即克服产物分布影响、增加低碳烯...     

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。     

合成气直接催化转化制低碳烯烃研究进展

合成气直接催化转化制乙烯、丙烯等低碳烯烃因具有原料来源广泛、流程较短等优点,成为目前合成气催化转化和烯烃制备技术的一个重要发展方向。本文首先介绍了合成气经费托合成直接制备低碳烯烃的路线（FTO）,简单概括了铁基和钴基催化剂的研究进展以及催化反应机理。随后重点综述了近年来提出并发展的基于双功能催化体系的合成气直接制低碳烯烃路线（STO）,详细阐述了金属氧化物的组成、配比等以及分子筛的酸性、孔道等性质对反应性能的影响,同时讨论了双功能催化体系以乙烯酮或甲醇/二甲醚为关键中间体的催化反应机理。最后对双功能催化体系的研究方向和挑战进行了展望。     

Research progress of coke deposition on catalyst during methanol conversion to olefins

介绍了SAPO-34分子筛催化甲醇制烯烃反应时催化剂的积炭机理,催化剂物化性能、反应工艺条件对催化剂积炭行为的影响,积炭和烧炭动力学研究成果。总结显示,导致SAPO-34失活的积炭物种为蒽、菲、芘等稠环芳烃。适当降低分子筛酸密度、减小粒径,可减缓积炭失活速率。随着反应温度升高,催化剂积炭量呈指数规律增长,反应初始阶段的积碳生成速率很快,随后趋于平缓;增加剂醇比,催化剂上积炭量降低;增加原料中水含量,反应初期催化剂积炭量明显降低,但随着反应进行,水的效果逐渐减弱。积炭燃烧速率与氧气分压、催化剂积炭量成正比。对甲醇制烯烃反应过程中催化剂上的积炭问题进行系统分析,为确定催化剂改进方向,延长催化剂寿命、提高低碳烯烃选择性而合理控制反应和再生工艺条件提供依据。     

双功能催化剂在合成气一步法制低碳烯烃中的研究进展

双功能催化剂能够有效地突破费托合成中烯烃选择性限制,实现了高的低碳烯烃选择性,成为合成气一步法制低碳烯烃的研究热点。详细综述了近五年来金属氧化物/分子筛双功能催化剂的制备、构效关系、催化机理的研究进展,并对双功能催化剂的进一步发展方向进行了展望。     

One-step conversion of syngas to light olefins over bifunctional metal-zeolite catalyst

Light olefins(C_2–C_4) are fundamental building blocks for the manufacture of polymers, chemical intermediates,and solvents. In this work, we realized a composite catalyst, comprising Mn_xZr _yoxides and SAPO-34 zeolite,which can convert syngas(CO + H_2) into light olefins. Mn_xZr_yoxide catalysts with different Mn/Zr molar ratios were facilely prepared using the coprecipitation method prior to physical mixing with SAPO-34 zeolite. The redox properties, surface morphology, electronic state, crystal structure, and chemical elemental composition of the catalysts were examined using H_2-TPR, SEM, XPS, XRD, and EDS techniques, respectively. Tandem reactions involved activation of CO and subsequent hydrogenation over the metal oxide catalyst, producing methanol and dimethyl ether as the main reaction intermediates, which then migrated onto SAPO-34 zeolite for light olefins synthesis. Effects of temperature, pressure and reactant gas flow rate on CO conversion and light olefins selectivity were investigated in detail. The Mn_1Zr_2/SAPO-34 catalyst(Mn/Zr ratio of 1:2) attained a CO conversion of 10.8% and light olefins selectivity of 60.7%, at an optimized temperature, pressure and GHSV of 380 °C, 3MPa and 3000 h~(-1) respectively. These findings open avenues to exploit other metal oxides with CO activation capabilities for a more efficient syngas conversion and product selectivity.     

聚苯胺衍生碳材料负载的Fe基合成气直接制低碳烯烃催化剂：载体碳化温度的影响

低碳烯烃是重要的基础化工原料,广泛应用于中间体和聚合物的生产。开发非石油路线的合成气直接制取低碳烯烃工艺具有重要的意义。在CO加氢反应中,载体对催化剂的性能影响显著。通过等体积浸渍法制备了不同碳化温度的聚苯胺（PANI）衍生碳材料负载的Fe基催化剂,考察了碳化温度对负载型Fe基催化剂CO加氢性能的影响。结果表明,随着PANI衍生碳材料碳化温度的升高,低碳烯烃选择性和烯烷比均有所升高;Fe₂₀/NC-800催化剂表现出最好的低碳烯烃选择性（41.05%）。通过扫描电子显微镜（scanning electron microscope,SEM）、Raman光谱（Raman spectrum）、X射线光电子能谱（X-ray photoelectron spectroscopy,XPS）对载体表面研究,发现随着碳化温度提高,载体形貌变化较小,但载体石墨化程度增高,载体总含氮量减少,吡啶氮增加,季氮减少,吡咯氮小幅降低后再升高。此外,通过XPS和原位X射线衍射（in situ XRD）等对催化剂表面和体相结构的表征发现,碳化温度的提高导致载体表面高结合能N物种减少,对Fe供电子作用增强,弱化了载体-金属间相互作用,促进了活性金属Fe的还原、碳化及团聚能力,进而促进了低碳烯烃的生成。     

Behaviors of coke deposition on SAPO-34 catalyst during methanol conversion to light olefins

The deposition of coke on SAPO-34 during methanol conversion to olefins at temperatures of 623–823 K was observed to be fast initially but moderate in the later stage. Micropores are blocked badly at coke contents of above 4 wt.%. The coke deposition influences olefins selectivity significantly and selectivities of ethylene plus propylene reach maximum at a coke content of about 5.7 wt.%. The coke formation can be attenuated by the presence of water, but the effect of water weakens gradually with the progress of the reaction. A model relating the coke content over SAPO-34 to cumulative amount of methanol fed to the catalysts is proposed and proved the validity to estimate the coke content on SAPO-34 at different reaction conditions. The coke deposited at different reaction temperatures has different compositions.