费托合成产物分布及其机理动力学研究

发布时间：2021-11-02 09:19

　　费托合成（Fischer-Tropsch Synthesis）技术可以将煤、天然气、生物质经合成气在催化剂的作用下转化成烃类以及高附加值化学品,具有广阔的应用前景。但是由于费托实际反应组分成千上万、催化剂活性位的复杂性以及产物收集和数据分析的困难性,所以反应机理和基于机理的动力学研究一直存在争议。人们希望通过费托合成机理以及动力学的研究来促进催化剂的开发、优化,并为反应器的设计、模拟、优化提供更多准确的信息。准确的费托合成产物分布,是反应机理研究的基础,也是动力学模型预测产物分布准确性的关键,因此本论文主要是围绕着这一问题展开。本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(C₁-C₃₀烃和醇等)经高温管路直接在线分析,液相蜡组成(C₁₀-C₇₀烃类)经离线分析获取,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... 

【文章来源】：北京石油化工学院北京市

【文章页数】：86 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 文献综述与选题背景
    1.1 引言
    1.2 费托合成催化剂及其反应机理
        1.2.1 费托合成催化剂
        1.2.2 费托合成反应机理
    1.3 费托合成反应装置
        1.3.1 反应器类型
        1.3.2 产物收集方案与分析
    1.4 费托合成产物分布
        1.4.1 理想ASF产物分布
        1.4.2 费托合成实际产物分布
        1.4.3 影响产物分布规律的因素
    1.5 费托合成产物分布动力学
        1.5.1 产物分布关联模型
        1.5.2 详细产物分布动力学模型
    1.6 模型化合物添加实验
        1.6.1 实验目的
        1.6.2 添加实验的研究进展
    1.7 选题背景及研究思路
        1.7.1 选题背景
        1.7.2 研究思路
第二章 实验装置和分析方法
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验装置
        2.2.2 原料与催化剂
        2.2.3 操作流程
    2.3 费托合成产物分析方法
        2.3.1 气相产物
        2.3.2 液相产物
    2.4 物理量的定义
        2.4.1 费托合成物理量的定义
        2.4.2 乙烯加氢物理量的定义
第三章 费托合成产物分布研究
    3.1 引言
    3.2 实验前期准备工作
    3.3 产物气相重复性研究
    3.4 产物蜡相重复性研究
    3.5 费托合成产物分布
        3.5.1 不同H_2/CO下费托合成产物分布
        3.5.2 不同压力下费托合成产物分布
        3.5.3 不同空速下费托合成产物分布
    3.6 操作工况对产物分布的影响
        3.6.1 气液分离器液相蜡收集时的闪蒸损失模拟
        3.6.2 液相蜡中滞留水的考察
    3.7 小结
第四章 乙烯加氢实验研究
    4.1 引言
    4.2 基于不同基元步骤动力学模型推导
    4.3 乙烯加氢产物分布
        4.3.1 不同压力下产物分布
        4.3.2 不同氢烯比下产物分布
        4.3.3 不同空速下产物分布
        4.3.4 不同温度下产物分布
    4.4 基于不同基元步骤的动力学模型推导
    4.5 小结
第五章 费托合成机理动力学研究
    5.1 引言
    5.2 反应机理与模型推导
        5.2.1 基元步骤假设
        5.2.2 费托合成基元步骤的速率方程
    5.3 参数回归与结果讨论
    5.4 小结
第六章 结论
    6.1 费托合成实验装置
    6.2 费托合成产物分布
    6.3 费托合成机理动力学
    6.4 论文创新点
参考文献
致谢
研究成果及发表的学术论文
导师及作者简介


【参考文献】：
期刊论文
[1]费-托合成反应产物的气相色谱法全分析[J]. 蒋莹,吕蝶,李自运,王尤崎,高滋.  石油学报(石油加工). 2011(06)



本文编号：3471770