費(fèi)托(Fischer-Tropsch,F-T)合成技術(shù)可以將CO和H2轉(zhuǎn)化為長(zhǎng)鏈烴和含氧化物,是煤炭、天然氣以及生物質(zhì)轉(zhuǎn)化制取清潔液體燃料的重要途徑。相對(duì)于鈷基催化劑,鐵基費(fèi)托合成催化劑由于其價(jià)格低廉、活性高、目標(biāo)產(chǎn)物選擇性高等優(yōu)點(diǎn)而被大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用。漿態(tài)床反應(yīng)器由于其反應(yīng)熱易擴(kuò)散、床層壓降小和催化劑易裝卸等優(yōu)點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)。但是,漿態(tài)床反應(yīng)器對(duì)催化劑耐磨損強(qiáng)度有很高要求,一方面漿態(tài)床反應(yīng)器中催化劑磨損會(huì)導(dǎo)致催化劑的流失,是催化劑失活的重要原因之一;另一方面,催化劑的磨損會(huì)導(dǎo)致過濾器堵塞,影響催化劑與蠟產(chǎn)物的在線分離。因此,抗磨損鐵基費(fèi)托合成催化劑的研究與開發(fā)就成了一個(gè)重要的課題。隨著反應(yīng)的進(jìn)行,催化劑的物相和性質(zhì)發(fā)生了一系列變化,催化劑的強(qiáng)度也隨之改變,我們稱之為化學(xué)磨損。催化劑的抗化學(xué)磨損強(qiáng)度很大程度決定了反應(yīng)過程中催化劑的磨損程度。本論文研究了不同預(yù)處理?xiàng)l件對(duì)催化劑強(qiáng)度的影響。并采用多種表征手段揭示預(yù)處理?xiàng)l件對(duì)催化劑物相結(jié)構(gòu)和織構(gòu)性質(zhì)等的影響規(guī)律。在此基礎(chǔ)上,找出影響催化劑化學(xué)磨損的內(nèi)在原因,為催化劑組成和預(yù)處理優(yōu)化、反應(yīng)工藝優(yōu)化提供基礎(chǔ)支持。論文主要工作及相關(guān)結(jié)論如下:在高強(qiáng)度鐵基費(fèi)托合成模型催化劑的研究中,在低溫低空速下,隨著預(yù)處理時(shí)間的增加,催化劑碳化和積碳程度增加,催化劑宏觀尺寸收縮,比表面積、孔容和孔徑降低,強(qiáng)度增加;提高預(yù)處理溫度,催化劑碳化和積碳程度增加,顆粒尺寸收縮程度增加,強(qiáng)度增加。在低強(qiáng)度鐵基費(fèi)托合成模型催化劑的研究中,同時(shí)提高了空速和預(yù)處理時(shí)間,催化劑碳化程度在增加到一定水平后將保持穩(wěn)定,其積碳程度一直在增加,催化劑顆粒尺寸先收縮后膨脹,催化劑強(qiáng)度先增加后降低。根據(jù)以上結(jié)果,找出了預(yù)處理過程中影響催化劑化學(xué)磨損的內(nèi)在原因。在預(yù)處理初期,碳化過程占主導(dǎo),催化劑體積收縮,粒度降低,強(qiáng)度增加;在預(yù)處理后期,積碳過程占主導(dǎo),催化劑體積膨脹,粒度增加,強(qiáng)度降低。
【學(xué)位單位】：中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院過程工程研究所)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2017
【中圖分類】：TQ426.94;TQ529.2
【部分圖文】：

Ｋａｌａｋｋａｄ?（１９９５）的研宄表明，磨損導(dǎo)致漿態(tài)床粘度增加，堵塞過濾器，過濾難??度提高；催化劑的磨損分為兩個(gè)尺度…微米尺度（物理磨損）和納米尺度（化學(xué)磨損）；??催化劑在碳化過程中發(fā)生了明顯的相變，見圖１．１，?４００?°Ｃ碳化后，催化劑積碳非常嚴(yán)??重，相變，積碳是造成催化劑磨損的重要原因。??Ｚｈａｏ?（２００１ａ，ｂ）研宄Ｓｉ０２載體對(duì)鐵基催化劑抗磨損性能的影響，發(fā)現(xiàn)Ｓｉ０２的??添加方式，粘合劑或載體的含量對(duì)催化劑的抗磨損性能有很大的影響，見圖１．２因?yàn)??Ｓｉ０２的添加方式和含量會(huì)影響到催化劑的大孔孔容，顆粒密度和Ｓｉ０２的骨架結(jié)構(gòu)，這??些因素相互作用共同影響催化劑的抗磨損性能。Ｓｉ０２含量較少的催化劑（＜９ｗｔ％）經(jīng)??過ＣＯ碳化后，會(huì)發(fā)生破裂，Ｓｉ０２含量較多的催化劑則沒有檢測(cè)到這種現(xiàn)象。??Ｃ：?（ｔｓｕｋｓ??Ｃ??ＩＴＩ：?｜??ｑ，；?ｆｉｆｔｈｓ?Ｏｆｆ??ｃｃ?�。�?ｃ?Ｓａｍｐｌｅ?ｅｘｐｏｓｅｄ?ｔｏ??ｗ?ｃｏａｔ４０〇！ｃ??ｍ??Ｔ?Ｓａｍｐｌｅ?ｅｘｐｏｓｅｄ?ｔｏ??ＣＯ?ａｔ?２ｍ??ａ?ａ??Ｉ?］?ａ?Ａｓ－ｐｒｅｐａｒｅｄ??ａ?１?；?＂?Ｉ?ｃａｔａｌｙｓｔ??ｔＳ?欲?２￥總３５?鉑鵪明?鉍鉍終?期??圖１．１不同溫度預(yù)處理后催化劑的ＸＲＤ譜圖??Ｆｉｇｕｒｅ?１．１

算比表面積，基于Ｋｅｌｖｉｎ方程用Ｂａｒｒｅｔｔ－Ｊｏｙｎｅｒ－?Ｈａｌｅｎｄａ?（ＢＪＨ）方法計(jì)算孔徑分布曲線。??２．３．２掃描電子顯微鏡（ＳＥ吣??本文采用ＦＥＩ公司Ｑｕａｎｔａ?４００ＦＥＧ型場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡（如圖２．１）觀察催化劑??的表面形貌。??１３??

２．３．８催化劑強(qiáng)度??催化劑強(qiáng)度采用意大利Ｍａ．?Ｔｅｃ．公司的Ａｔｔｒｉｂ系列空氣噴射磨耗儀進(jìn)行測(cè)試。測(cè)??試過程符合美國ＡＳＴＭＤ５７５７標(biāo)準(zhǔn)。磨耗儀的結(jié)構(gòu)如示意圖２．２所示，磨耗儀由磨耗??管、沉降室和收集阱組成。選取８０－２００目催化劑樣品５０ｇ平鋪于表面皿上，將裝有??樣品的表面皿置于底部有飽和氯化鈣溶液的干燥器中潮解１６?ｈ，以減弱測(cè)試中產(chǎn)生的??靜電。將潮解后的樣品加入磨耗管內(nèi)，頂部插入重量為ｍｏ＇的收集阱，通入濕度為２０％??的空氣，空氣流量為１０?Ｌ／ｍｉｎ，催化劑在磨耗管中與管壁碰撞及互相碰撞，產(chǎn)生的碎??片被吹入沉降室，更小的催化劑粉塵在沉降室中上升，最終被收集阱收集。１小時(shí)后??取下收集阱稱重，記為ｒｍ，插入收集阱繼續(xù)磨耗４?ｈ，稱取收集阱的重量記為１１１５，最??后磨耗管中取出催化劑重量記為ｍｒ。最終的
【參考文獻(xiàn)】

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1 李娟;吳梁鵬;邱勇;定明月;王鐵軍;李新軍;馬隆龍;;費(fèi)托合成催化劑的研究進(jìn)展[J];化工進(jìn)展;2013年S1期

2 張福琴;從戰(zhàn)略高度研究煤液化項(xiàng)目的工業(yè)化[J];國際石油經(jīng)濟(jì);2005年07期

3 白亮,鄧蜀平,董根全,曹立仁,相宏偉,李永旺;煤間接液化技術(shù)開發(fā)現(xiàn)狀及工業(yè)前景[J];化工進(jìn)展;2003年05期

4 相宏偉,唐宏青,李永旺;煤化工工藝技術(shù)評(píng)述與展望 Ⅳ.煤間接液化技術(shù)[J];燃料化學(xué)學(xué)報(bào);2001年04期

本文編號(hào)：2860522