费托合成产物分布的实验研究

将费托合成传统的多级冷却产物收集改进为一级冷却收集,气相产物(C_1~C_(30)烃和醇等)经高温管路直接在线分析,液相蜡(C_(10)~C_(70)烃类)离线分析,气相和液相产物均通过内标法精确计量。检验了气相组分高温在线分析方案的准确性和稳定性,通过该精简高效的实验装置获取了工业铁基催化剂更真实的烷烃、烯烃和有机含氧化合物的产物分布,并给出一种适用于本工业铁基催化剂的烃分布关联模型。另外,通过Aspen plus建模估算了液相产物放样闪蒸损失以及分离器中滞留水量随操作工况的变化情况。结果表明,实验操作中的放样闪蒸损失量可以忽略不计;液相滞留水会对产物分布C_(10)~C_(20)区域造成鼓包影响,气液分离器应在高温低压下操作以避免水在液相蜡里的滞留。     

费托合成催化剂的研究进展

围绕费托合成反应产物分布的有效调控这一关键科学问题,综述了近年来在该反应催化剂的设计和研制方面所取得的重要研究进展针对载体(特别是具有规则孔道结构的分子筛或碳材料等)的孔道效应、各类助剂的本质等催化剂方面的关键因素对铁、钴和钌基催化剂的活性及产物选择性的影响进行了系统分析,并探讨了相关体系中的活性金属尺寸效应。还概述了最近在费托合成反应中涌现的新催化材料、新催化剂制备方法和新反应体系。     

费托合成浸渍钴基催化剂的研究

采用浸渍法制备钴基催化剂,对催化剂进行了XRD表征。考察了反应温度、空速对催化剂费托合成反应性能的影响,催化剂的500 h稳定性实验结果表明催化剂具有很高的活性和稳定性。     

费托合成钴基催化剂载体研究进展

综述了费托合成钴基催化剂载体的最新研究进展,详细分析了金属氧化物(如SiO_2、Al_2O_3、TiO_2和ZrO_2等)、分子筛、新型碳材料(如活性炭、碳纳米纤维、碳纳米管、碳化硅、石墨烯等)载体对钴基催化剂的还原度、分散度、催化活性和选择性等的影响。在此基础上,提出了钴基催化剂载体存在的问题和未来发展方向。     

费托合成钴基催化剂预处理研究进展

介绍了近年来钴基催化剂在费托合成反应中预处理方面的研究进展。重点评述了预处理气氛、预处理温度以及还原-氧化-还原预处理手段对负载型钴基催化剂结构以及费托合成反应活性的影响,并对今后催化剂的研究提出了一些建议。     

费托合成钴基催化剂研究进展

综述了费托合成钴基催化剂及其失活原因的研究进展,阐述了催化剂的活性组分、载体、催化助剂等对反应活性和产物选择性的影响,分析了钴基催化剂失活原因,认为中毒、钴晶粒烧结、碳效应、钴再氧化、钴—载体形成化合物、机械磨损都会不同程度造成催化剂失活。     

费托合成Co基催化剂预处理研究进展

预处理对于费托合成技术具有极其重要的作用,综述了Co基催化剂预处理方法(预处理温度、预处理气氛、还原-氧化-还原、还原-碳化-还原和特殊处理方法)的研究进展,讨论了预处理对Co基催化剂的晶粒尺寸、晶相结构、还原度和分散度、稳定性和费托反应性能的影响,并对今后催化剂的研究提出了一些建议。     

钴基费托合成催化剂活性及选择性影响因素分析

费托合成技术是一种重要的气变液(GTL)技术,其关键是研发高活性、高选择性、性能稳定、使用寿命长的催化剂。目前应用的费托合成催化剂主要有铁基和钴基催化剂两大类。钴基催化剂因其活性高,选择性好,性能稳定,受到越来越多的关注。本文介绍了钴基催化剂的特点和发展状况,分析了影响其活性和选择性的因素。     

Eu助剂对费托合成FeCuSi催化剂的影响

采用共沉淀法制备了不同铕(Eu)含量的铁基催化剂,并用N_2低温吸附、XRD、H_2-TPR、CO-TPD和H_2-TPD等技术进行表征,在固定床反应器中评价催化剂费托合成反应催化性能。结果表明,在FeCuSi催化剂中,Eu的添加能够明显增加Fe物种的分散度,改善催化剂的还原性能,促进CO及H_2在催化剂表面的吸附,从而影响催化剂的催化效果。在325℃、1.0MPa、9000h~(-1)的反应条件下,nEu:nFe为0.02的催化剂100Fe_6Cu_3Si_2Eu,CO转化率为94.9%,烃分布中甲烷为13.1%、C_2～C_4烯烃为21.2%。     

固定床费托合成Co/SiO2催化剂研究

系统考察了载体粒径大小、添加助剂、及活性组分的不均匀分布对Co/SiO2催化剂反应性能的影响.结果表明随着粒径的增大,由于扩散控制的影响,催化剂的活性快速下降.采用添加助剂、制备"蛋壳"型催化剂可大幅提高其费托反应活性.所制备的含助剂"蛋壳"型催化剂Co/SiO2在温度230℃,压力1.2 MPa,空速500 h-1条件下,CO转化率为74.17%,C+5选择性为85.55%.     

改进型铜基甲醇合成催化剂NC208的DTA研究

对改进型铜基催化剂进行了研究，活性评价结果表明，改进型铜基甲醇合成催化剂ＮＣ２０８（Ｃｕ－Ｚｎ－Ａｌ－Ｍ１２）初始活性比工业催化剂Ｃ２０７（Ｃｕ－Ｚｎ－Ａｌ）提高约１８％；耐热试验后比Ｃ２０７提高约４６％。两种催化剂的ＤＴＡ对比试验显示，工作态ＮＣ２０８催化剂热稳定性明显优于Ｃ２０７；ＮＣ２０８催化剂前驱体含Ｃｕ（ＮＯ３）２·３Ｃｕ（ＯＨ）２、Ｚｎ５（ＯＨ）６（ＣＯ３）２和（ＣｕＺｎ）（ＯＨ）２ＣＯ３等成分比Ｃ２０７多，其分解温度小于３５０℃；ＮＣ２０８催化剂还原最高温度为２３５℃。     

一次还原气氛对还原-氧化-还原预处理Co/SiO_2催化剂费托合成反应性能的影响

采用X射线衍射、元素分析、透射电子显微镜、Raman光谱、热重分析和H_2-程序升温还原等方法研究了一次还原气氛(H_2、CO、合成气、先H_2后CO、先CO后H_2)对还原-氧化预处理Co/SiO_2催化剂结构的影响,并考察了再经H_2二次还原后催化剂的费托合成反应性能。表征结果显示,一次还原气氛为H_2或先H_2后CO时,催化剂的活性相主要是面心立方钴,后者积碳严重;一次还原气氛为CO、先CO后H_2或合成气时,催化剂中出现面心立方钴和六方钴的混晶,前两者有积碳生成。费托合成反应结果表明,一次还原气氛分别为H_2、CO和合成气时,催化剂活性相近;一次还原气氛为先CO后H_2时,CO转化率最高(67.55%);一次还原气氛为H_2时,甲烷选择性最低(7.49%)。     

合成甲醇铜系催化剂前体物相的研究

用ＸＲＤ研究了负载型铜系催化剂前体中碱式碳酸盐物相以及在沉淀过程中形成活性物相的条件，并寻找前体物相的结构与混合氧化物催化性能的关系。与传统共沉淀法相比，它除了具有共同的水滑石、孔雀石、水锌矿外，还生成有Ｃｕ、Ｚｎ共晶的单斜绿铜锌矿（ｒｏｓａｓｉｔｅ）。由于Ｃｕ、Ｚｎ共晶，使得在反应合成甲醇时，能更好地发挥Ｃｕ、Ｚｎ间的协同作用，更有利于合成反应的进行，其反应活性较一步共沉淀提高１０％，且最佳活性温度下降２０℃     

费托合成反应动力学研究的回顾与展望

综述了费托合成反应动力学 /模型的研究概况 ,并根据费托合成反应动力学的最新研究进展和目前煤 /天然气通过费托合成的优化利用途径而逐步走向工程化的需求 ,指出了将来费托合成反应动力学工作开展的重点     

CO加氢合成甲醇Cu-Mn/ZrO_2催化剂反应性能的研究

考察了在Ｃｕ／ＺｒＯ２催化剂中添加Ｍｎ助剂对提高ＣＯ＋Ｈ２合成甲醇反应性能的影响。结果表明，Ｍｎ的添加提高了ＣＯ＋Ｈ２反应合成甲醇的活性；升高反应温度会提高Ｃ２＋醇的选择性，反应压力的增加也有类似的作用；Ｍｎ助剂具有明显的促进ＣＯ加氢反应碳链增长的作用。ＸＲＤ研究表明，Ｍｎ和Ｃｕ之间形成了复合氧化物，ＴＰＲ研究也表明上述两种金属之间存在着一定的相互作用，同时Ｍｎ还促进了Ｃｕ的还原。     

CO_2加氢制低碳烯烃Fe/Silicalite-2催化剂研究 Ⅲ.K-Fe-MnO/Silicalite-2催化剂性能考察

研究开发了一种具有高催化活性和高低碳烯烃选择性的Ｋ－Ｆｅ－ＭｎＯ／Ｓｉ－２担载型催化剂；考察了Ｖ（ＣＯ２）／Ｖ（Ｈ２）比、反应温度、反应气空速和反应压力对Ｋ－Ｆｅ－ＭｎＯ／Ｓｉ－２催化剂ＣＯ２加氢反应制低碳烯烃选择性及催化活性的影响；考察催化剂稳定性及再生性能，对催化剂进行差热－热重分析结果表明，Ｋ－Ｆｅ－ＭｎＯ／Ｓｉ－２催化剂具有很好的催化稳定性能。     

Modeling of Fischer-Tropsch synthesis product over an industrial fe-mn catalyst in a spinning basket reactor

Terms of process conditions such as H₂/CO ratio, space velocity, pressure, and temperature and their effects on the Fischer-Tropsch product model were studied using a statistical approach. The effect of the operating parameters and the interaction between them and, the product models, were investigated. The models that can predict the reaction's product were determined. Through these models, the optimal conditions can be adjusted so that the most optimal product can be obtained. The maximum optimal product for oil, wax and water are 16.473(g), 33.572(g) and 40.285(g), respectively. Also, the most effective interactions for products are H₂/CO ratio and space velocity.     

铜基催化剂上富二氧化碳合成气制甲醇的研究

采用两步共沉淀法制备了一种铜基催化剂,在微反装置上评价了反应条件对其催化富CO2合成气合成甲醇反应的影响。结果表明,随温度升高,CO转化率和甲醇时空收率都出现一个极大值,而CO2转化率呈上升趋势;在实验允许的范围内,增大压力是提高CO和CO2转化率和甲醇时空收率的有效手段;提高原料入塔气中H2含量,可提高CO和CO2的转化率,但甲醇时空收率下降;提高空速,可提高甲醇时空收率,但CO和CO2转化率下降。     

助剂对F－T合成Fe－Mn共沉淀催化剂的影响 Ⅳ．催化剂F－T合成反应性能的研究

用微型固定床反应器，在中压（１．１ＭＰａ）条件下考察了助剂Ｌａ、Ｖ、Ｚｎ、Ｋ对共沉淀Ｆｅ－Ｍｎ催化剂ＣＯ＋Ｈ２合成反应性能的影响。反应结果表明，助剂Ｌａ、Ｋ的加入均使ＣＯ＋Ｈ２转化率降低，烃的选择性提高，产物中ＣＨ４减少，Ｃ５＋增多，产物平均分子量增大，同时烯烷比也提高，但是助剂Ｋ使催化剂失活较快；助剂Ｖ使ＣＯ＋Ｈ２的转化率降低，使产物中ＣＨ４增加，Ｃ５＋减少，Ｖ对烯烷比影响不明显，但提高了合成反应的稳定性；助剂Ｚｎ使ＣＯ＋Ｈ２的转化率提高，产物中ＣＨ４和Ｃ５＋的含量都减少，Ｃ２～Ｃ４烃明显增加，烯烷比降低。