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。     

费托合成钴基催化剂颗粒内的传递反应行为分析

基于费托合成钴基催化剂反应动力学模型,建立了针对费托合成复杂多重反应体系的多组分扩散-反应的颗粒数学模型,以此为基础,考察了费托合成体系中催化剂颗粒尺寸、操作条件及反应物在颗粒内的传递反应行为等对费托合成反应性和产物选择性的影响。结果表明,对于毫米级钴基催化剂,费托合成反应主要发生在催化剂颗粒的外部壳层,0.2R_p～0.3R_p厚度区域(R_p为催化剂半径),低碳烃较易在催化剂颗粒内部产生,重质烃则易在催化剂颗粒表面产生,催化剂内部温升为0.0534℃,不会造成催化剂烧结。升高温度和增大颗粒尺寸抑制烃类产物的链增长,增大压力则有利于产物碳链的增长和重质烃的生成。工业用固定床钴基催化剂颗粒采用圆柱形Φ2×2～Φ4×4 mm(直径×高)最为适宜,CO内扩散有效因子范围为0.15～0.30。     

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-托合成催化剂颗粒的扩散与反应模型

假定费托合成铁基催化剂颗粒孔隙内充满着液体蜡,在费托合成反应条件下研究了催化剂颗粒内的扩散和反应行为。认为反应物从气流主体扩散到催化剂颗粒外表面,再从外表面向催化剂的孔道内部扩散,然后在催化剂内部孔道所组成的内表面上进行催化反应;基于费托合成反应动力学模型和双α-ASF产物分布模型,建立了催化剂颗粒内的扩散与反应数学模型;考察了催化剂颗粒内的扩散反应行为以及反应温度、反应压力与颗粒尺寸对费托合成反应结果的影响;同时讨论了球形催化剂颗粒的内扩散有效因子与Thiele模数的相互关系。结果表明：反应温度与颗粒尺寸对费托合成反应性能有很大的影响,而反应压力对费托合成反应性能的影响不明显;催化剂颗粒的内扩散有效因子随着Thiele模数的增加而减少。     

Fe@C包覆型催化剂的制备及其在费托合成反应中的应用

Fe基催化剂是适用于费托合成反应的一类催化剂,具有成本低和对合成气氢碳比适应性广等优点。将Fe活性中心包覆在碳材料中形成Fe@C包覆结构可抑制纳米粒子团聚或迁移,通过限域效应可显著影响Fe基催化剂的费托合成反应性能。综述了Fe@C型催化剂的结构、主要制备方法、费托合成反应性能及催化剂改性方面所取得的研究进展。对Fe@C包覆型催化剂的发展进行了展望,提出开发获得能准确调控Fe@C核壳粒子纳米结构(缺陷、尺寸)和电子性质的新合成方法,制备目标产物选择性高、稳定性好的Fe基催化剂是今后的研究重点。     

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。     

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。     

浆态床反应器中熔铁催化剂的费托合成反应性能

研究了浆态床反应器中熔铁催化剂的费托合成反应性能,并与固定床反应器进行了比较。实验结果表明,熔铁催化剂在浆态床反应器中具有较好的费托合成反应活性和良好的稳定性;与固定床反应器相比,浆态床反应器中CH4和CO2的选择性明显降低。考察了反应温度、反应压力、合成气空速、合成气n(H2)∶n(CO)对浆态床反应器中熔铁催化剂费托合成反应性能的影响。实验结果表明,适当调变反应条件,可有效提高熔铁催化剂的费托合成反应活性,并使产物分布得到优化。在n(H2)∶n(CO)=1.6、2.0M Pa、250℃、GHSV=3 000h-1的条件下运行900h,浆态床反应器中CO的转化率达92%左右,CH4的选择性为5%左右,CO2的选择性为40%左右。     

浆态床费托合成反应工程与催化剂适用性探讨

综述了浆态床费托合成反应工程的关键技术及适用于浆态床反应器的催化剂的研究进展。重点介绍了合成气的硫含量、催化剂的密度、抗磨损性能及固液分离等浆态床反应器的关键技术;介绍了适用于浆态床反应器的沉淀铁催化剂、钴基催化剂和熔铁催化剂,以期探讨催化剂适用性对反应过程及费托合成工艺的影响规律,为浆态床费托合成反应器的开发及应用提供指导作用。     

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。     

水杨酸甲酯的合成新方法

以水杨酸和甲醇为原料催化合成水杨酸甲酯的实验中,考察了对甲苯磺酸、浓硫酸和N,N-二环己基碳酰亚胺（DCC）、4-二甲氨基毗啶（DMAP）等在反应中的催化活性。结果表明,DCC／DMAP的催化活性高,是较好的酯化反应催化剂,适用于催化合成水杨酸甲酯。还考察了醇酸摩尔比、反应时间和反应温度等条件对合成水杨酸甲酯产率的影响。以DCC／DMAP为催化剂,甲醇与水杨酸摩尔比为1．2：1,在20℃下反应4h,水杨酸甲酯的收率可达到80．2％。     

铜－锌系共沉淀催化剂制备与催化性能研究

研究了Ｃｕ－Ｚｎ系合成醇类催化剂的共沉淀方式、温度、陈化时间及对其母体（氧化物形式）的超声作用、共沉淀复盐形式的物理性质等对催化剂催化性能的影响。ＸＲＤ、ＩＲ及表面分析结果表明，共沉淀条件与催化剂复盐物及母体的物相、晶粒大小及其比表面密切相关。作者对催化剂复盐物、母体的物理性质以及催化剂的催化性能与共沉淀条件进行了关联和讨论。     

负载型氧化物固体超强酸改性的研究进展

负载型氧化物固体超强酸是近年来发展的一种新型催化材料。对许多化学反应有较好的催化活性、选择性及重复使用性能,并可催化许多均相反应难以进行的各种化学反应。综述了国内外此类催化剂改性研究的最新进展。阐述了改进制备过程完成催化剂改性的方法。详细说明了载体中引入纳米材料、金属和金属氧化物、分子筛等对催化剂活性和稳定性的影响。最后展望了负载型氧化物固体超强酸催化剂的发展前景。     

铜－锌系共沉淀催化剂制备与催化性能研究

研究了Ｃｕ－Ｚｎ系合成醇类催化剂的共沉淀方式、温度、陈化时间及对其母体（氧化物形式）的超声作用、共沉淀复盐形式的物理性质等对催化剂催化性能的影响。ＸＲＤ、ＩＲ及表面分析结果表明，共沉淀条件与催化剂复盐物及母体的物相、晶粒大小及其比表面密切相关。作者对催化剂复盐物、母体的物理性质以及催化剂的催化性能与共沉淀条件进行了关联和讨论。     

对二甲苯氧化非溴催化体系研究新进展

综述了用于对二甲苯氧化的不同非溴催化体系的研究进展情况,详细介绍了不同非溴催化剂的制备和催化性能。溴蒽类催化剂的活性较低,相应的研究也较少。非溴催化体系的研究主要集中于氮氧自由基催化剂。氮氧自由基催化剂是非常有效的对二甲苯氧化催化剂,活性高、环境友好,具有很大的工业化潜力。氮氧自由基催化剂与反应产物可通过结晶和萃取技术进行分离。     

高掺渣油比催化裂解催化剂RMMC-1的开发

为提高多产低碳烯烃催化剂应对装置掺炼渣油的能力,开发了新一代催化裂解催化剂RMMC-1。RMMC-1采用大孔结构（9～13 nm）的基质,改善催化剂孔分布,强化基质的炭捕集区来提高催化剂活性中心可接近性,增加对渣油等大分子烃的一次裂化。RMMC-1催化剂对渣油等重质油的催化裂解能力强,实现多产丙烯目的的同时,液态产品质量略有改善。     

主要石油化工催化剂的研发进展

综述了近年来国内外石化公司及科研机构在主要石油化工催化剂领域的研究开发现状,包括乙烯/丙烯催化剂、苯乙烯催化剂、甲苯歧化及烷基转移催化剂、环氧乙烷催化剂、丙烯腈催化剂;分析了绿色催化工艺、新原料替代路线以及新型催化材料的开发应用等当前石油化工催化剂领域的热点和重点问题;提出注重发展绿色工艺及原料替代过程催化剂、提高催化剂生产过程技术水平,从而提升我国催化剂产业的竞争力。     

从现代聚烯烃工业之发展看催化材料的技术进步

催化新材料与烯烃聚合工艺组成了现代聚烯烃工业的发展基础,而开发高附加值的高性能聚烯烃材料已逐渐成为推动本行业技术进步的最重要的驱动力。另外,“组合技术”的观念从催化材料、聚合工艺、产品结构以及高通量快速筛选等方面都得到充分体现。从组合技术、高性能化、给电子体与载体技术以及单活性中心催化剂等方面简述催化新材料的技术进步及其在现代聚烯烃工业发展中不可替代的重要作用。     

用碳化铁超微粒子催化剂F－T合成反应催化性能的评价及反应条件的选择

在碳化铁超微粒子（ＵＦＰ）催化剂制备的基础上，采用内径５ｍｍ连续流动加压固定床微型反应器对该催化剂性能做了系统评价，在无原料气循环条件下的试验结果表明，在１．５ＭＰａ、３２０℃和空速（ＶＨＳＶ）约６００ｈ－１条件下，反应２０ｈ达到催化剂活性稳定期，测得２０—４８ｈ期间ＣＯ的平均转化率达９６．１％，丙烯在气相产物中的平均摩尔百分含量可达６７．３％。同时讨论了反应温度、压力、原料配比、还原温度等对催化剂活性和选择性的影响。与国内外现有的Ｆ－Ｔ合成催化剂相比，碳化铁超微粒子催化剂是一种催化活性高、选择性强、反应条件温和的新型催化剂     

烷基化反应沸石催化剂寿命的影响因素

通过对相同催化剂在加速失活和工业操作失活后两个催化剂样品结炭物质的剖析和各种性能的比较，阐明用加速失活实验判断烯烃与苯烷基化催化剂的寿命是可行的。以加速失活实验为手段，讨论了烷基化反应中不同种类沸石、同种沸石的不同改性处理对催化剂烷基化反应寿命的影响。用具体实验数据从工艺过程类型、工艺条件以及不同内构件的催化蒸馏塔对催化剂寿命的影响作了讨论。