还原时合成气H2/CO摩尔比对铁基催化剂浆态床费-托合成反应性能的影响

在浆态床反应器中,详细考察尾气循环状态下还原时合成气H2/CO摩尔比对SFT418工业铁基F-T合成催化剂还原和反应后的物相以及F-T合成反应性能的影响。结果表明：还原后催化剂的比表面积大幅度下降,平均孔径明显增大,孔体积下降。还原时合成气H2/CO摩尔比影响催化剂的还原程度、F-T合成反应活性和失活速率,在较低的H2/CO摩尔比下还原得到的催化剂中铁碳化物含量较高,F-T合成初始反应活性较高,失活速率较大;在较高H2/CO摩尔比下还原得到的催化剂中铁碳化物含量较低,F-T合成初始反应活性较低,但其失活速率比在较低的H2/CO摩尔比下还原得到的催化剂低。催化剂还原时适宜的合成气H2/CO摩尔比为20。     

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。     

还原参数对F-T合成Fe-Mn催化剂物相结构的影响

在浆态床反应器中研究了还原气氛和还原压力对微球状FT合成FeMn催化剂织构性质和物相结构变化的影响,结果表明以H2还原后的催化剂比表面积最大,而以合成气或CO还原时,因积炭堵塞孔道,导致催化剂比表面积大幅降低;随还原气氛中CO分压的增大,物相中铁碳化物含量增加,有利于催化剂的还原与碳化;当采用不同还原压力的合成气还原时,催化剂比表面积随还原压力的升高而下降,此外,较高的还原压力使反应器中H2O/H2比增大,导致催化剂中的部分铁碳化物再氧化,因此催化剂中的铁碳化物含量随着还原压力的升高先增加后减少。     

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。     

环氧乙烷氢甲酰化合成3-羟基丙醛的研究

以 Co_2(CO)_3为均相催化剂、环氧乙烷(EO)为原料合成了3-羟基丙醛(HPA),考察了溶剂、助催化剂、合成气比例和反应时间对 EO 氢甲酰化反应的影响。结果表明,甲基叔丁基醚和有机膦分别是性能优良的溶剂和助催化剂,可以有效提高 HPA 的选择性和反应速度(TOF)。以甲基叔丁基醚为溶剂,n(有机膦)/n(钴)=0.2:1.V(H_2)/V(CO)=2:1,t=80℃,p=10 MPa.反应时间45 min 时,EO 氢甲酰化反应的 TOF可达34 h~(-1),HPA 选择性可达83%。     

hcp-Co基费托合成催化剂的研究进展

由于Co基费托(F-T)合成催化剂具有优异的催化性能,一直受到学术界和工业界的广泛关注。近年来人们发现Co基催化剂对F-T合成反应的催化活性与催化剂晶体结构有紧密关系,六方密堆积(hcp)相Co基催化剂的催化活性大于面心立方(fcc)相Co基催化剂的催化活性。综述了hcp-Co基F-T合成催化剂的最新研究进展,介绍了hcp-Co的晶体结构、B5活性位点的分布、hcp-Co不同晶面对C—C链增长机理的理论计算结果及制备hcp-Co基催化剂的实验方法,展望了Co基催化剂的未来发展方向。     

硅溶胶粒径对沉淀铁催化剂费托合成性能的影响

在相同的制备条件下,采用相同SiO_2浓度、不同粒径的硅溶胶作为硅源制备费托合成沉淀铁Fe/Cu/K/SiO_2催化剂,考察了硅溶胶粒径对沉淀铁催化剂费托合成反应性能的影响。实验结果表明,硅溶胶的粒径在7~18 nm范围内时,硅溶胶粒径的不同会对沉淀铁催化剂的反应性能产生影响;随硅溶胶粒径的增加,催化剂的费托合成反应CO转化率明显下降。采用XRD、N_2吸附-脱附和H_2-TPR等方法表征了硅溶胶粒径对费托合成沉淀铁催化剂的织构和性能。表征结果显示,硅溶胶的粒径越小,催化剂主物相α-Fe_2O_3晶粒和比表面积越大,越有利于催化剂的还原和碳化,因而有利于催化剂CO反应性能的提高。     

原位XRD研究Fe2O3的还原机理

利用原位X射线衍射(XRD)分析了Fe2O3在H2和CO气氛中被还原时的物相变化过程,研究了其作用机理,以指导制备不同结构的碳化铁活性相,从而实现对费托合成产物的调控.结果表明,在H2和CO气氛中,Fe2O3样品的物相变化过程分别为Fe2O3-Fe3O4(FeO)-Fe和Fe2O3-Fe3O4-FeO-Fe5C2,而C...     

韩国提出新的利用CO_2的费-托GTL技术,可提高效率并减少CO_2排放

正韩国的研究人员提出了新的利用CO2的GTL工艺(carbon-dioxide-utilized Gas-to-Liquids processes,CUGP),可提高常规费-托GTL的总体效率。一般来说,铁基催化剂比钴基催化剂更便宜而且逆水煤气变换(RWGS)反应的活性更高。在使用铁基催化剂的常规低温费-托合成工艺中,最佳的H2/CO摩尔比约为1.7。在这种情况下,由于WGS反应,约30%的CO转化为CO2。如果向使用铁基催化剂的费-托合成装置提供含有高浓度CO2的合成气,则     

Ru-Co/SiO2催化剂的TPR还原动力学

采用TPR法研究了Co3O4粉末、Co/SiO2催化剂、Ru-Co/SiO2催化剂的还原动力学,求出了这几种物质的还原活化能。结果表明,这几种物质的还原过程均分2步进行,即Co3O4→CoO→Co。3种样品中,Co3O4→CoO的还原活化能均高于CoO→Co的还原活化能。Co/SiO2催化剂中,对应于Co3O4 CoO及CoO Co的还原过程的活化能均大于Co3O4粉末,其中第1步的活化能增加较大,而第2步次之,表明Co物种与SiO2载体存在着相互作用力;在每个升温速率下的初始还原温度均降低,表明负载后的催化剂提高了氢气的扩散能力。Ru-Co/SiO2催化剂还原过程与Co3O4粉末相比,Co3O4→CoO的还原活化能增大,而CoO→Co的还原活化能降低,初始还原温度进一步降低,表明Ru助剂的加入通过改变了Co/SiO2催化剂的还原历程。     

铂定向表面点缀的负载钴催化剂及其芳烃饱和性能

To explore the ideal architecture of Pt-Co bimetallic catalyst for aromatics saturation, various Pt-Co bimetallic catalysts were synthesized via the galvanic replacement, the co-impregnation, and the sequential impregnation methods, and were characterized by CO chemisorption, transmission electron microscopy(TEM), H_2-temperature-programmed reduction(H_2-TPR), H_2-temperature-programmed desorption(H_2-TPD), X-ray fluorescence(XRF) spectrometry, and inductively coupled plasma atomic emission spectroscopy(ICP-AES), while the catalysts were evaluated by the flow reactor study of toluene hydrogenation. These characterization results suggest that the surface decoration of Pt has little influence on the number of active sites located on the surfaces of the reduced Co-based catalysts, but can greatly suppress the oxidation of Co at room temperature and provide the activated hydrogen at a relatively low temperature. It is demonstrated that their chemical properties and catalytic performance are largely dependent on the location of Pt atoms in the bimetallic catalysts. The architecture of Pt-Co bimetallic catalyst consisting of Co/SiO_2 decorated with 0.3% of Pt, with the most of Pt atoms being situated on the surfaces of Co nanoparticles, is the active structure for aromatic saturation and has the maximum utilization of Pt.     

The study of catalytic performance of silica-supported three metallic Fe–Co–Ce catalyst prepared using impregnation procedure for Fischer–Tropsch synthesis

We apply the wet impregnation procedure to prepare the Fe–Co–Ce catalyst supported by silica. The effects of operational conditions such as temperature, pressure, and the feed ratios of reaction on the selectivity and yield were studied. The production of light olefins from syngas (CO and H₂) over this catalyst in a fixed bed reactor via Fischer–Tropsch synthesis (FTS) was investigated. The reactor tests were determined through the design experiments.The optimum condition was determined in a way that the selectivity of methane was the least and other olefins have the maximum selectivity. The results indicated that the catalyst at 350°C, 3 bar, and syngas with H₂/CO ratio 1/1 has shown the better catalytic performance for FTS.     

Co负载量对Co/SBA-15催化剂在Fischer-Trosch合成反应中性能的影响

采用初湿浸渍法制备了不同Co负载量的Co/SBA-15催化剂。通过N2吸附-脱附、透射电子显微镜、X射线衍射和程序升温还原等方法对催化剂进行了表征。在固定床反应器中评价了催化剂的Fischer-Tropsch合成反应性能。实验结果表明,负载Co后,载体的介孔结构保持完好。负载的Co填充或堵塞了载体的部分孔道,催化剂的BET比表面积和总孔体积下降,平均孔径增大。Co负载量(质量分数)为20%时,Co物种的粒子尺寸最小、分散度最高。Co负载量在40%以内时,随Co负载量的增加,与载体之间强相互作用的Co物种增多,催化剂的还原难度增大。Co负载量为40%时,CO的转化率最大;Co负载量为20%时,C5+烃的收率最大。最佳的Co负载量为20%。     

钴系费-托合成催化剂的助剂及其作用

对Co系费 托合成催化剂助剂的影响效果和作用机理按照助剂在元素周期表中的位置排列进行了归纳和分析。分析表明,助剂的种类涵盖了从ⅠA族到Ⅷ族的众多族元素及其化合物,包括贵金属、稀土金属、金属氧化物、碱金属和碱土金属。这些助剂通过影响Co催化剂的还原温度、还原度、Co晶粒分散度、Co与载体之间的相互作用、Co对CO的吸附解离能力等途径而改变Co催化剂的费 托合成反应性能。     

Co-Ru/γ-Al_2O_3催化剂的F-T合成性能

以NH_4NO_3水溶液预处理的γ-Al_2O_3为载体,采用浸渍法制备了Co/γ-Al_2O_3催化剂,考察了添加少量贵金属Ru对Co/γ-Al_2O_3催化剂F-T合成性能的影响。实验结果表明,添加Ru可作为氢溢流源促进Co物种的还原,另外,Ru与Co相互作用形成易还原的Co-Ru物种,导致催化剂表面Co物种的还原温度降低,Co物种容易还原,反应过程中可利用的表面金属Co原子数增加;Ru可增加Co/γ-Al_2O_3催化剂表面桥式CO吸附的强度,使CO便于离解;添加少量Ru能明显提高Co/γ-Al_2O_3催化剂的活性和重质烃C_5~+的选择性。在原料气n(H_2):n(CO)=2.0、反应温度493K、压力1.5 MPa、气态空速500 h~(-1)下,15.0%Co-0.4% Ru/γ-Al_2O_3催化剂上CO的转化率和C_5~+的选择性分别为85.39%和84.28%。     

Kinetics of Metallic Cobalt Formation in the Synthesis of a Cobalt–Polyvinyl Alcohol Composite

The formation kinetics of an ultrafine Fischer–Tropsch catalyst based on a cobalt–polyvinyl alcohol (Co–PVA) composite has been studied using in situ magnetometry. The CoO to Co reduction process has been investigated. It has been established that the kinetic data on cobalt reduction at the step of thermolysis of the Co–PVA precursor are best approximated by the two-dimensional diffusion mechanism. The particle size of the metal phase of the composite has been measured by magnetic granulometry, and this method has been shown to be applicable to determination of size characteristics. It has been found that cobalt particles are partially encapsulated inside the pyrolyzed matrix; the proportion of encapsulated particles is about 54%.     

反应条件对Co/SBA-15催化剂Fischer-Tropsch合成性能的影响

采用初湿浸渍法制备了 Co/SBA—15催化剂,采用 N_2物理吸附、X 射线衍射和透射电子显微镜等方法对载体和催化剂进行了表征;在小锈钢固定床反应器中,对 Co/SBA—15催化剂的 Fischer—Tropsch 合成性能进行r评价,考察了反应温度、反应压力及合成气空速对 CO 转化率和产物选择性的影响,得到了 CO 转化率与反应温度、反应压力和合成气空速间的定量关系,并给出了数学表达式。实验结果表明,CO 转化率与反应温度呈指数关系、与反应压力呈线性关系、与合成气空速呈反比关系,过高或过低的反应温度、低反应压力和大合成气空速都不利于长链烃的生成。同时考察了反应时间对 Co/SBA-15催化剂 Fischer-Trop-sch 合成性能的影响。随反应时间的延长,CO 转化率降低,产物选择性变化不大,在考察反应温度、反应压力及合成气空速的影响时,可以忽略反应时间的影响。     

鼓泡浆态床费托合成Co/SiO_2细粒子催化剂研究

系统考察了Co/SiO2细粒子催化剂的还原性能以及Co负载量和反应条件对催化剂浆相反应性能的影响。结果表明:初湿法制备的Co/SiO2细粒子催化剂在空气中焙烧后主要形成Co3O4物种,Co3O4可分步还原为活性金属Co;增加Co负载量,能明显提高催化剂费托反应活性;反应条件对催化剂性能的影响十分显著,Co/SiO2催化剂浆相费托合成适宜的反应条件为:温度220～240℃,压力1 8MPa,空速0 48L·h-1·g-1,催化剂质量分数7 2%。