Fe基催化剂的表面改性及对费托合成产物分布影响
发布时间：2021-06-18 11:37
以煤、石油和生物质等含碳资源为原料制取合成气,再经费托合成（Fischer-Tropsch Synthesis,FTS）高选择性定向制取低碳烯烃、含氧化合物等化学品是近些年的研究热点之一。我国能源特点为“富煤、贫油、少气”,发展新型煤化工对保障我国能源战略安全具有重要意义。近年来,由FT合成路线直接制低碳烯烃是一个重要的研究方向。因传统FT合成制低碳烯烃受Anderson-Schulz-Flory（ASF）分布影响,产物分布宽泛,实现产物的有效调控,提高低碳烯烃选择性,降低副产物的生成成为研究的难点。相比Co、Ru基等催化体系,Fe基催化剂因其价格低廉,产物烯烃选择性较高以及较高的反应活性等优点而备受关注。如何实现产物分布调控,抑制烯烃二次反应,提高目标产物选择性是需要解决的关键科学问题。烯烃选择性受二次反应影响显著,如二次加氢、异构化和裂解等反应可降低烯烃选择性。此外,Fe基催化剂较强的水煤气变换（Water gas shift reaction,WGS）活性导致CO2选择性较高。针对如何抑制烯烃二次反应、提高烯烃选择性,论文基于FT合成Fe基催化剂的表面修饰,采用机械混合法、水热包...
【文章来源】：宁夏大学宁夏回族自治区 211工程院校
【文章页数】：62 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１合成气制低碳烯烃技术路线??Ｆｉｇ．?１－１?Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ?ｒｏｕｔｅ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｓｙｎｇａｓ?ｔｏ?ｐｒｏｄｕｃｅ?ｌｏｗ?ｃａｒｂｏｎ?ｏｌｅｆｉｎｓ??
第二章实验部分??支撑催化剂的作用，在热电偶套管上方装填石英棉，装入催化剂，再装填石英棉，最后填入适量??的石英砂（２０＾４０目），石英棉的作用是使催化剂和石英砂分开，石英砂的作用是平衡气流。Ｃ０加??氢性能评价。ＣＯ＋Ｈ２经过减压阀（１．８?ＭＰａ）、质量流量计计量瞬时流量，原料气从反应管上方进??入，反应后，气相产物流经背压阀，采用湿式流量计计量尾气体积；液相产物依次通过热阱、冷??讲分离。反应条件：Ｈ２／ＣＯ（体积比）＝２、２８０－３２０?°Ｃ、１．５?ＭＰａ、１０００?ｈ－１。图２－１是反应装置图。??？?？?？?后紐甲甲尾繼??－｛＞＜１?ｃ＝ｌｚｚ＞－｜??一＇Ｉ?ｒｎ?丁?？＇、ｓ气定压＿后罝定压戍！—??Ｉ￣＇■＊〇？?飞?｛??ｉ｛?Ｌ?ｎｉ?个??＼＼％?＇，丄??Ｕ?＾?Ａ?热?冷防（＇．＞?ｎ??Ｘ?＇Ｔ＊＇?尾气放空明??ｊＡ〇ｗ?ｉ?ｉ??合成总气阀?ｖ?？?ｖ，??ｉｆ??图２－１?ＦＴＳ工艺流程图??Ｆｉｇ．２－１．?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ａｐｐａｒａｔｕｓ?ｆｏｒ?ＦＴＳ．??２．４．２分析方法??ＣＴＳ改性Ｆｅ基催化剂，气相产物通过气相色谱ＧＣ－９５６０在线分析，分别采用ＴＤＸ－０１?充??柱和Ａｈ〇３毛细管分析Ｃ，组分和ＣＨ：５烃，具体方法和条件如表２－３所示。??表２－３合成气和产物分析??Ｔａｂｌｅ?２—３?Ａｎａｌｙｓｉｓ?ｏｆ?ｆｅｅｄ?ｇａｓ?ａｎｄ?ｐｒｏｄｕｃｔｓ??产物?色谱柱?检测器?载气??合成气／尾气（ＣＯ、Ｈ２、Ｃ０２、ＣＨ４）?ＴＤＸ－０１填充柱（２ｍ）?ＴＣＤ?氩气??水相（Ｃｒ＾醇类，Ｈ
宁夏大学硕士学位论文?第三章Ｆｅ３０４－ＣＴＳ催化剂制备及其ＦＴ合成研宂??４３．０１。，５６．９２°和６２．５２°处均出现较强的铁氧化物衍射峰，其可能与Ｆｅ；０４的立方相有关（ＪＣＰＤＳ??卡号７５－１０６９）?没有观察到杂质峰，表明该方法己成功合成了高纯度的Ｆｅ３０４晶体。添加??ＣＴＳ后，图ａ、ｂ和ｃ显示Ｆｅ：；０４的峰强度降低，这表明在制备催化剂期间壳聚糖剂量的增加降低??了?Ｆｅ３０４－ＣＴＳ＿Ｘ的结晶度。据报道，改性和费托反应并不会造成催化剂晶型的改变Ｉ＇在２０为??２０°左右时出现的峰ｌ８Ｑｌ与无定形碳的存在有关。图３－３是通过球磨法制备的不同ＦｅＣＭ粒径的催??化剂，３０％?Ｆｅ３〇４－ＣＴＳ－５０催化剂的峰强度比３０％?Ｆｅ；！〇４－ＣＴＳ－５００高，这可能由于Ｆｅ３０４粒径变小，??分散度提高导致。??
【参考文献】：
期刊论文
[1]疏水改性聚酰亚胺的研究进展[J]. 王鲁凯,冯军宗,李良军,姜勇刚,冯坚. 材料导报. 2018(S2)
[2]费托合成产物高附加值利用研究[J]. 马立莉,张志翔,张永军,李玉龙,张涛忠,黄付玲. 精细石油化工进展. 2018(05)
[3]基于C1化学的低碳烯烃合成技术研究进展[J]. 任健,李大鹏,王宁波,王永娟,姚晓虹,王维,杨帆,党昱. 现代化工. 2018(08)
[4]合成气直接法制取低碳烯烃铁基催化体系研究进展[J]. 马光远,徐艳飞,王捷,王琼,郑荣贵,定明月. 化工进展. 2018(03)
[5]我国能源现状分析及其发展策略[J]. 郑悦红,郭汉丁,吴思材,陈思敏. 城市. 2018(01)
[6]层状K/Mg-Fe-Al催化剂的制备及其CO加氢性能研究[J]. 张建利,王旭,马丽萍,于旭飞,马清祥,范素兵,赵天生. 燃料化学学报. 2017(12)
[7]铁基费托合成催化剂研究进展[J]. 刘润雪,刘任杰,徐艳,吕静,李振花. 化工进展. 2016(10)
[8]Zn助剂对铁基催化剂费托合成制低碳烯烃性能的影响（英文）[J]. 高新华,张建利,陈宁,马清祥,范素兵,赵天生,椿范立. 催化学报. 2016(04)
[9]Fe3O4纳米催化剂的制备及其F-T合成性能研究[J]. 涂军令,徐勇军,定明月,王铁军,马隆龙,王敏龙. 燃料化学学报. 2015(07)
[10]Preparation of porous polyimide microspheres by thermal degradation of block copolymers[J]. Li Wang,Jianjun Lu,Miaoqing Liu,Li Lin,Jingjing Li. Particuology. 2014(03)
硕士论文
[1]调控费托合成产物分布新工艺及催化剂的研究[D]. 周文贵.北京化工大学 2013
本文编号：3236592
【文章来源】：宁夏大学宁夏回族自治区 211工程院校
【文章页数】：62 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１合成气制低碳烯烃技术路线??Ｆｉｇ．?１－１?Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ?ｒｏｕｔｅ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｓｙｎｇａｓ?ｔｏ?ｐｒｏｄｕｃｅ?ｌｏｗ?ｃａｒｂｏｎ?ｏｌｅｆｉｎｓ??
第二章实验部分??支撑催化剂的作用，在热电偶套管上方装填石英棉，装入催化剂，再装填石英棉，最后填入适量??的石英砂（２０＾４０目），石英棉的作用是使催化剂和石英砂分开，石英砂的作用是平衡气流。Ｃ０加??氢性能评价。ＣＯ＋Ｈ２经过减压阀（１．８?ＭＰａ）、质量流量计计量瞬时流量，原料气从反应管上方进??入，反应后，气相产物流经背压阀，采用湿式流量计计量尾气体积；液相产物依次通过热阱、冷??讲分离。反应条件：Ｈ２／ＣＯ（体积比）＝２、２８０－３２０?°Ｃ、１．５?ＭＰａ、１０００?ｈ－１。图２－１是反应装置图。??？?？?？?后紐甲甲尾繼??－｛＞＜１?ｃ＝ｌｚｚ＞－｜??一＇Ｉ?ｒｎ?丁?？＇、ｓ气定压＿后罝定压戍！—??Ｉ￣＇■＊〇？?飞?｛??ｉ｛?Ｌ?ｎｉ?个??＼＼％?＇，丄??Ｕ?＾?Ａ?热?冷防（＇．＞?ｎ??Ｘ?＇Ｔ＊＇?尾气放空明??ｊＡ〇ｗ?ｉ?ｉ??合成总气阀?ｖ?？?ｖ，??ｉｆ??图２－１?ＦＴＳ工艺流程图??Ｆｉｇ．２－１．?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ａｐｐａｒａｔｕｓ?ｆｏｒ?ＦＴＳ．??２．４．２分析方法??ＣＴＳ改性Ｆｅ基催化剂，气相产物通过气相色谱ＧＣ－９５６０在线分析，分别采用ＴＤＸ－０１?充??柱和Ａｈ〇３毛细管分析Ｃ，组分和ＣＨ：５烃，具体方法和条件如表２－３所示。??表２－３合成气和产物分析??Ｔａｂｌｅ?２—３?Ａｎａｌｙｓｉｓ?ｏｆ?ｆｅｅｄ?ｇａｓ?ａｎｄ?ｐｒｏｄｕｃｔｓ??产物?色谱柱?检测器?载气??合成气／尾气（ＣＯ、Ｈ２、Ｃ０２、ＣＨ４）?ＴＤＸ－０１填充柱（２ｍ）?ＴＣＤ?氩气??水相（Ｃｒ＾醇类，Ｈ
宁夏大学硕士学位论文?第三章Ｆｅ３０４－ＣＴＳ催化剂制备及其ＦＴ合成研宂??４３．０１。，５６．９２°和６２．５２°处均出现较强的铁氧化物衍射峰，其可能与Ｆｅ；０４的立方相有关（ＪＣＰＤＳ??卡号７５－１０６９）?没有观察到杂质峰，表明该方法己成功合成了高纯度的Ｆｅ３０４晶体。添加??ＣＴＳ后，图ａ、ｂ和ｃ显示Ｆｅ：；０４的峰强度降低，这表明在制备催化剂期间壳聚糖剂量的增加降低??了?Ｆｅ３０４－ＣＴＳ＿Ｘ的结晶度。据报道，改性和费托反应并不会造成催化剂晶型的改变Ｉ＇在２０为??２０°左右时出现的峰ｌ８Ｑｌ与无定形碳的存在有关。图３－３是通过球磨法制备的不同ＦｅＣＭ粒径的催??化剂，３０％?Ｆｅ３〇４－ＣＴＳ－５０催化剂的峰强度比３０％?Ｆｅ；！〇４－ＣＴＳ－５００高，这可能由于Ｆｅ３０４粒径变小，??分散度提高导致。??
【参考文献】：
期刊论文
[1]疏水改性聚酰亚胺的研究进展[J]. 王鲁凯,冯军宗,李良军,姜勇刚,冯坚. 材料导报. 2018(S2)
[2]费托合成产物高附加值利用研究[J]. 马立莉,张志翔,张永军,李玉龙,张涛忠,黄付玲. 精细石油化工进展. 2018(05)
[3]基于C1化学的低碳烯烃合成技术研究进展[J]. 任健,李大鹏,王宁波,王永娟,姚晓虹,王维,杨帆,党昱. 现代化工. 2018(08)
[4]合成气直接法制取低碳烯烃铁基催化体系研究进展[J]. 马光远,徐艳飞,王捷,王琼,郑荣贵,定明月. 化工进展. 2018(03)
[5]我国能源现状分析及其发展策略[J]. 郑悦红,郭汉丁,吴思材,陈思敏. 城市. 2018(01)
[6]层状K/Mg-Fe-Al催化剂的制备及其CO加氢性能研究[J]. 张建利,王旭,马丽萍,于旭飞,马清祥,范素兵,赵天生. 燃料化学学报. 2017(12)
[7]铁基费托合成催化剂研究进展[J]. 刘润雪,刘任杰,徐艳,吕静,李振花. 化工进展. 2016(10)
[8]Zn助剂对铁基催化剂费托合成制低碳烯烃性能的影响（英文）[J]. 高新华,张建利,陈宁,马清祥,范素兵,赵天生,椿范立. 催化学报. 2016(04)
[9]Fe3O4纳米催化剂的制备及其F-T合成性能研究[J]. 涂军令,徐勇军,定明月,王铁军,马隆龙,王敏龙. 燃料化学学报. 2015(07)
[10]Preparation of porous polyimide microspheres by thermal degradation of block copolymers[J]. Li Wang,Jianjun Lu,Miaoqing Liu,Li Lin,Jingjing Li. Particuology. 2014(03)
硕士论文
[1]调控费托合成产物分布新工艺及催化剂的研究[D]. 周文贵.北京化工大学 2013
本文编号：3236592
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