【摘要】：合成氣(CO+H_2),可以從煤、天然氣及生物質(zhì)等含碳礦物質(zhì)原料中加工提取,具有來源廣、儲量多、需求量大的特點。合成氣經(jīng)費托合成工藝催化轉(zhuǎn)化制備無硫、無氮、無芳烴化合物的液體燃料路線被認(rèn)為是后石油時代獲得可替代油料和高附加值化學(xué)品的有效途徑之一。然而,費托合成產(chǎn)物分布遵循Anderson-Schlulz-Flory(ASF)法則,難以定向合成具有某一特定碳數(shù)范圍的餾分烴。目前,提高中間餾分烴選擇性主要集中在催化劑的改性和過程強(qiáng)化兩個方面,通過促進(jìn)二次反應(yīng)使產(chǎn)物分布集中于中長鏈烴(C_5-C_(11))。因此,本論文主要集中在開發(fā)有利于汽油餾分(C_5-C_(11))生成的新型費托合成鈷基分子篩催化劑,并通過XRD、BET、SEM、TEM、TPR、TPD、Py-IR等表征手段分析催化劑的孔道結(jié)構(gòu)、形貌、酸性以及金屬位置關(guān)系變化對費托產(chǎn)物分布的影響。(1)采用無溶劑法和浸漬法制備了一系列鈷負(fù)載型分子篩催化劑,并通過離子交換調(diào)控了NaCAN分子篩的酸性和Na~+含量,考察了分子篩酸性和Na~+含量變化對費托合成反應(yīng)性能的影響。結(jié)果表明:不具有強(qiáng)Br?nsted酸位的Co/NaCAN催化劑上汽油選擇性高達(dá)78.3%,卻表現(xiàn)出較高的CO_2選擇性,而低Na~+的Co/HCAN催化劑上,由于大大降低了水煤氣變換(WGS)反應(yīng)速率,表現(xiàn)出比Co/NaCAN更低的CO_2選擇性。與常規(guī)分子篩(ZSM-5、MOR、Beta、HY)為載體制備的鈷基催化劑相比,Co/NaCAN具有特殊的一維孔道結(jié)構(gòu)以及適宜的酸度更有利于汽油的生成。(2)聯(lián)合浸漬法-無溶劑法制備了一系列鈷負(fù)載型Co/MFI和鈷嵌入型Co@MFI催化劑(MFI=ZSM-5、Silicalite-1),通過離子交換法將Na型分子篩轉(zhuǎn)變成低鈉的H型分子篩。系統(tǒng)研究了金屬鈷顆粒的位置、催化劑酸度以及酸性位分布對費托合成反應(yīng)性能的影響。結(jié)果表明:鈷嵌入型Co@MFI催化劑的汽油選擇性普遍高于對應(yīng)的鈷負(fù)載型Co/MFI催化劑,嵌入型Co@S1(S1=Silicalite-1)催化劑的汽油選擇性最高,達(dá)到了68.8%。利用NH_3-TPD和Py-IR光譜分析了Co@MFI催化劑的酸強(qiáng)度和酸性位分布,其酸強(qiáng)度順序為Co@HZSM-5Co@NaZSM-5Co@S1。Co@HZSM-5酸性較強(qiáng),則會發(fā)生過度裂解反應(yīng)導(dǎo)致低碳烴產(chǎn)物增多;而酸性最弱、孔結(jié)構(gòu)相對開放的Co@S1更適合生成汽油,同時在降低CH_4選擇性方面效果明顯。(3)聯(lián)合浸漬法-無溶劑法制備了一系列負(fù)載型鈷基催化劑和復(fù)合型Co@MOR/ZSM-5催化劑�？疾炝薈o@MOR/ZSM-5催化劑的不同晶化時間產(chǎn)生的形貌及結(jié)構(gòu)變化對其催化性能的影響。SEM圖像顯示了Co@MOR/ZSM-5在晶化時間為72 h時具有復(fù)合晶體形貌,這是影響其催化性能的關(guān)鍵因素。費托反應(yīng)結(jié)果也表明:晶化時間在72 h的Co@MOR/ZSM-5催化劑具有最高的汽油選擇性,達(dá)到72.3%。由此可見,復(fù)合沸石晶體的完美程度直接影響了其費托反應(yīng)產(chǎn)物分布。
【學(xué)位授予單位】：浙江科技學(xué)院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：O643.36;TE665.3

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 李順平;;費托合成裝置試車問題分析及處理措施[J];石油化工應(yīng)用;2017年12期

2 蓋青青;劉聰云;趙帥;董海峰;趙新穎;;高溫氣相色譜和高溫氣相色譜-質(zhì)譜法對費托合成蠟的分離和鑒定（英文）[J];色譜;2018年03期

3 潘毅;劉娜;黃雪莉;;費托合成雙α模型與產(chǎn)物預(yù)測[J];化學(xué)工程;2018年05期

4 王曉亮;;費托合成技術(shù)的發(fā)展前景[J];山西化工;2018年03期

5 李中為;宋浩;張建曉;胡廣岐;柴宗剛;王玉明;胡英杰;;基于ANSYS費托合成反應(yīng)器熱處理的有限元分析[J];中國化工裝備;2017年03期

6 康蕾;陳湊喜;;費托合成蠟渣資源分離回收利用技術(shù)的研究進(jìn)展[J];化工技術(shù)與開發(fā);2017年07期

7 劉素麗;袁煒;羅春桃;;費托合成水相中含氧化合物的分析和分離研究進(jìn)展[J];合成材料老化與應(yīng)用;2017年05期

8 李俊;;煤制油費托合成產(chǎn)物烯烴分離工藝研究[J];山西化工;2017年04期

9 王君;;淺析費托合成技術(shù)與反應(yīng)的影響因素[J];科技資訊;2013年23期

10 王君;;費托合成產(chǎn)品分布影響分析[J];科技創(chuàng)新導(dǎo)報;2013年19期

相關(guān)會議論文 前10條

1 孫燕;;費托合成及其產(chǎn)品精細(xì)化加工技術(shù)[A];第十八屆中國科協(xié)年會——分8 煤化工精細(xì)化發(fā)展論壇論文集[C];2016年

2 李德寶;侯博;賈麗濤;王俊剛;陳從標(biāo);;鈷基費托合成基礎(chǔ)與工業(yè)應(yīng)用[A];2015年第十四屆全國應(yīng)用化學(xué)年會論文集（下）[C];2015年

3 韓雅麗;高倩茹;張玉龍;谷曉俊;蘇海全;;Co_3Mo_3N的費托合成性能研究[A];第十一屆全國環(huán)境催化與環(huán)境材料學(xué)術(shù)會議論文集[C];2018年

4 張一弛;王麗敏;谷曉俊;蘇海全;;Co/TaON催化的光熱費托合成反應(yīng)性能研究[A];第十一屆全國環(huán)境催化與環(huán)境材料學(xué)術(shù)會議論文集[C];2018年

5 相力波;王麗敏;張一弛;蘇海全;;光熱協(xié)同催化費托合成LaCoO_3催化劑的制備與性能評價[A];第十一屆全國環(huán)境催化與環(huán)境材料學(xué)術(shù)會議論文集[C];2018年

6 曹軍;張莉;徐宏;;管式固定床反應(yīng)器中Fe基費托合成產(chǎn)物分布及其影響因素的數(shù)值分析[A];第十八屆中國科協(xié)年會——分8 煤化工精細(xì)化發(fā)展論壇論文集[C];2016年

7 王磊;曲煒;王炳春;徐云鵬;楊曉梅;徐竹生;田志堅;林勵吾;;酸處理的SAPO-11分子篩用于費托合成產(chǎn)物的轉(zhuǎn)化[A];分子篩催化與納米技術(shù)——分子篩協(xié)作組2006年學(xué)術(shù)年會論文集[C];2006年

8 鄧邦超;張愛清;;聚砜/釕納米簇中空纖維膜的制備及其在費托合成中的應(yīng)用[A];中部四省化學(xué)化工學(xué)會2016年學(xué)術(shù)年會摘要集[C];2016年

9 莊緒軍;錢煒鑫;應(yīng)衛(wèi)勇;房鼎業(yè);;操作條件對費托合成反應(yīng)的影響[A];上海市化學(xué)化工學(xué)會2010年度學(xué)術(shù)年會論文集[C];2010年

10 蘇海全;谷曉俊;;高性能催化材料的設(shè)計及其在資源小分子轉(zhuǎn)化中的應(yīng)用[A];第十一屆全國環(huán)境催化與環(huán)境材料學(xué)術(shù)會議論文集[C];2018年

相關(guān)重要報紙文章 前10條

1 本報記者 張興剛;煤制油的出路在規(guī)�；痆N];中國化工報;2014年

2 本報記者 閆志強(qiáng);國內(nèi)規(guī)模最大鈷基費托合成項目中交[N];中國能源報;2018年

3 林湛;我國高溫費托合成技術(shù)國際領(lǐng)先[N];中國能源報;2019年

4 張強(qiáng);我首套10萬噸級高溫費托合成裝置試車成功[N];中國能源報;2018年

5 張春曉;蠟市場微調(diào) 合成蠟補(bǔ)缺[N];中國石化報;2017年

6 本報記者 賈廣華 通訊員 夏國富 李家武;費托合成工藝讓同樣原料效益翻番[N];中國石化報;2014年

7 本報通訊員 趙國棟 記者 高荊萍;世界首臺超大型費托合成反應(yīng)器交付[N];中國工業(yè)報;2013年

8 記者 李琮;我國掌握高溫費托合成關(guān)鍵技術(shù)[N];中國化工報;2010年

9 孟晶;MTO工藝比費托合成油更具競爭力[N];中國化工報;2008年

10 國家能源局西北監(jiān)管局;煤制油如何實現(xiàn)大發(fā)展？[N];中國能源報;2018年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 吳彥麗;高溫與低溫費托合成聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)過程分析及產(chǎn)品設(shè)計[D];太原理工大學(xué);2017年

2 王麗敏;光熱雙重響應(yīng)納米催化劑的設(shè)計、合成及其費托合成性能研究[D];內(nèi)蒙古大學(xué);2018年

3 季福武;熱液條件下CO_2與H_2反應(yīng)產(chǎn)烴的實驗研究[D];中國科學(xué)院研究生院（廣州地球化學(xué)研究所）;2006年

4 劉意;調(diào)控費托合成產(chǎn)物分布高效合成低碳烯烴的研究[D];北京化工大學(xué);2015年

5 尹倩倩;烴類燃料的合成研究[D];浙江大學(xué);2014年

6 白鳳華;費托合成反應(yīng)的催化劑制備和性能研究及其對生態(tài)環(huán)境的影響[D];內(nèi)蒙古大學(xué);2008年

7 李江兵;提高費托合成低碳烯烴含量的研究[D];華東理工大學(xué);2014年

8 張笑來;費托合成氣固流化床顆粒速度測定及反應(yīng)器數(shù)學(xué)模擬[D];華東理工大學(xué);2018年

9 張兵兵;基于蒙脫土礦物的幾種生態(tài)環(huán)境材料的制備、性能及應(yīng)用研究[D];內(nèi)蒙古大學(xué);2013年

10 王迪;新型Fe基費托合成制低碳烯烴催化劑的精細(xì)調(diào)控與機(jī)理研究[D];華東理工大學(xué);2017年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 程世林;鈷基分子篩催化劑的制備及其費托合成反應(yīng)性能研究[D];浙江科技學(xué)院;2019年

2 朱瑞波;濕化學(xué)法制備鈷基F-T合成催化劑的研究[D];廈門大學(xué);2017年

3 司夢瑤;氧化鋯負(fù)載鈷基催化劑費托合成反應(yīng)性能研究[D];天津大學(xué);2018年

4 宋立柱;高效光熱費托合成催化劑的設(shè)計、制備及性能的研究[D];天津大學(xué);2017年

5 陳沁媛;碳納米管負(fù)載的鐵基費托合成催化劑研究[D];華東理工大學(xué);2019年

6 聶暢;Eu、Ce改性費托合成鐵基催化劑研究[D];華東理工大學(xué);2019年

7 相力波;基于半導(dǎo)體和雙金屬復(fù)合氧化物的光熱費托合成性能探究[D];內(nèi)蒙古大學(xué);2019年

8 劉瞳;高嶺石剝離機(jī)理及改性高嶺石載體負(fù)載鈷費托合成催化體系的研究[D];內(nèi)蒙古大學(xué);2019年

9 李鶴;納米碳載體鈷基費托合成催化劑的制備與性能研究[D];北京石油化工學(xué)院;2018年

10 于旭飛;Fe基催化劑的可控親疏性改性及其費托合成性能[D];寧夏大學(xué);2018年

本文編號：2775075