黏结剂导入的工艺参数对沉淀铁基费托合成催化剂性能的影响

为研究黏结剂二氧化硅的导入条件对沉淀铁基费托合成催化剂的结构及性能的影响,通过调变黏结剂的导入温度、陈化时间、pH值制备了不同的催化剂样品。利用低温N₂物理吸附、XRD、磨损测试、H₂-TPR等手段对样品进行表征,并在固定床反应器上进行费托合成反应评价,考察了黏结剂导入的工艺参数对催化剂的织构特性、晶相结构、抗磨损强度和费托合成反应性能的影响。XRD结果表明,不同的催化剂样品均呈水合氧化铁的晶相结构,不同的黏结剂导入的工艺参数对催化剂的物相结构并无影响。低温N₂物理吸附结果表明,提高黏结剂导入温度、延长黏结剂导入后的陈化时间、降低黏结剂导入时的pH值使催化剂的孔体积略微增大,而对比表面积几乎没有影响。磨损测试结果表明,当黏结剂导入温度升高、导入后的陈化时间延长时,催化剂的磨损指数先下降后升高,表明这2个参数存在最佳范围。从长周期费托合成反应评价结果上看,在55℃下导入黏结剂制备的催化剂失活速率最低、选择性最佳。结合磨损测试结果,55℃左右应为导入黏接剂的最佳温度。当陈化时间延长至210 min时,催化剂的CO转化活性降低...     

费托合成铁基催化剂浆态床反应性能的研究

为了获得工艺参数对铁基催化剂费托合成产品分布的影响规律,在浆态床反应器中考察了反应温度、反应压力、氢碳比、空速对铁基催化剂费托合成反应性能的影响。结果表明,温度升高时,催化剂活性、CO_2和CH_4选择性均升高,产物向轻组分分布;压力增大时,催化剂活性和CO_2选择性升高,CH_4选择性下降,产物向重组分分布;随氢碳比的增加,催化剂活性和CH_4选择性升高,CO_2选择性下降,C_(5+)呈下降趋势;随空速增加,催化剂的活性和CO_2选择性下降,CH_4选择性上升,C_(5+)向轻质烃分布。选择合适的工艺条件,可有效改善铁基催化剂的费托合成反应性能,控制碳链长度和产物的分布,提高费托合成反应的经济性。     

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。     

助催化剂对费-托合成熔铁催化剂影响的研究

通过正交实验,在固定床反应器中研究了助剂对熔铁催化剂费托合成(FTS)反应性能的影响,并利用BET,SEM,XRD,TPH-MS等表征手段分析了助剂对催化剂的织构、还原行为、碳化行为及物相变化的影响。结果表明:Al2O3对费托反应用的熔铁催化剂的性能的影响最为显著,随着Al2O3含量的增加,FTS反应活性提高,C2+产率增加。正交实验最优组合为Al3/K3/B1/Ca2.5/Fe100催化剂,在n(H2)/n(CO)=1.6,温度523K,压力2.0MPa,空速3000h-1反应条件下,合成气转化率为74.5%,CH4选择性为5.9%,C2+的收率为145.0g/m3。同时,发现在FTS反应后催化剂表面上的主要碳物种是碳化铁γ1和γ2,且随着Al2O3的加入,α态原子碳(最活泼的碳化物形式)和碳化铁γ1、γ2的含量增加,而β、δ1和δ2含量减少,Al2O3能促进最活泼的α碳物种的形成。     

还原工艺对费托合成铁基催化剂反应性能的影响

为获得还原参数对铁基费托合成反应性能的影响规律,利用铁基催化剂,在固定床反应器中考察还原氢碳比、温度、空速和压力对催化剂物理性能以及费托合成反应性能的影响。结果表明,在不同的还原工艺下,还原后的铁基催化剂比表面积下降,平均孔径增大;还原氢碳比和还原压力的升高抑制了催化剂的活性,CH_4和CO_2的选择性及C_2~C_4含量升高,C_(5+)含量下降,烃分布向轻质烃分布;还原温度和还原空速的增加有利于提高催化剂活性,还原温度的提高促使烃分布向轻质烃分布,还原空速的提高对产品分布影响不大。     

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。     

助催化剂对Fe1-xO基氨合成催化剂热稳定性的影响

采用梯级升温耐热和层叠添加助催化剂技术,运用XRD、BET和SEM表征方法,研究助催化剂对Fe_1-xO基氨合成催化剂热稳定性的影响。结果表明,多助剂的Fe_1-xO基氨合成催化剂晶粒随温度升高而长大,比Fe₃O₄基催化剂晶粒小且长大缓慢;孔径和孔容随温度升高而减小。K2O和CaO能提高催化剂活性,但不利于热稳定性,CaO和Al₂O₃能均匀分散催化剂晶粒,M既能提高催化剂活性,又能增强其耐热性。