費(fèi)托合成（Fischer-Tropsch synthesis,簡稱FTS）為從煤炭、天然氣以及可再生生物質(zhì)資源生產(chǎn)燃料和化學(xué)品提供了途徑。納米磁鐵晶體Fe3O4具有可調(diào)節(jié)的微觀形貌和粒徑大小,有望作為新型納米鐵基催化劑,高效催化費(fèi)托合成反應(yīng)制烯烴。本文研究助劑和制備方法對(duì)納米Fe3O4催化劑性能的影響,并通過Ar-physisorption、XRD、SEM、HRTEM、H2-TPR、CO-TPD、XPS和MES等方法對(duì)催化劑進(jìn)行表征。采用一步溶劑熱法及浸漬法制備了不同Mn含量的FeMn和FeMnNa微球催化劑。加入的Mn與Fe3O4相互作用,適量的Mn助劑增強(qiáng)了催化劑表面CO化學(xué)吸附。Mn也可作為給電子助劑向Fe3O4轉(zhuǎn)移電子,并且在FTS反應(yīng)過程中Mn促進(jìn)了χ-Fe5C2的形成。Mn能夠削弱烯烴的二次加氫,從而提高C2-C4烯烴選擇性。當(dāng)Mn與Fe的原子比為0.15且Na與Fe的原子比為0.032時(shí),微球催化劑反應(yīng)性能最優(yōu),在320℃、1.5MPa、11000ml/g/h的反應(yīng)條件下,CO轉(zhuǎn)化率為97.21%,C2-C4烯烴選擇性為33.02%,低碳烴類的烯烷比為5.33。采用等體積... 

【文章來源】：華東理工大學(xué)上海市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖２．７?ＳＭＤＳ工藝技術(shù)示意圖??Ｆｉｇ．?２．７?Ｔｈｅ?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?Ｓｈｅｌｌ?ＳＭＤＳ?ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ??

華東理工大學(xué)碩士學(xué)位論文?第１１頁??水蒸汽??，ＩＩ?，?＿＿＿???＾廢熱鍋爐?一１氣體凈化?１??＾ｘ＾ｉＴＪ?賃?ｒ，?，??ｃ＝ｈＣＬ］?［￡?’?ｎ—酷－輕油??—蠟??Ｅｍｌ?／＼?ｂ水一水??甲?ｆ?Ｙ????１?１—？預(yù)熱爐－ｊ??水—＾（］?＾?｜）??圖２．８?ＡＣ（；－２１工藝技術(shù)示意圖??Ｆｉｇ．?２．８?Ｔｈｅ?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?Ｅｘｘｏｎ?ＡＧＧ－２１?ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ??合成氣在鐵基催化劑作用下進(jìn)行ＦＴＳ，生成碳數(shù)范圍從１到４０的寬餾分烴類ＰＩ。第二??段工藝使用的是分子篩催化劑，寬餾分烴類產(chǎn)物進(jìn)行第二段工藝反應(yīng)并改質(zhì)為Ｃ５－Ｃｕ餾??分。ＭＦＴ工藝使用兩段獨(dú)立反應(yīng)，因此可以各自調(diào)節(jié)至最佳操作條件達(dá)到最優(yōu)催化效??果。而ＳＭＦＴ工藝則是為傳統(tǒng)鐵基催化劑產(chǎn)物分布廣以及目標(biāo)產(chǎn)品選擇性差而設(shè)計(jì)的。??該工藝使用超細(xì)粒徑鐵基催化劑，同樣采用兩段工藝，最終獲得高辛烷值汽油產(chǎn)品。??２．５費(fèi)托合成催化劑??２．５．１活性組分??Ｆｉｓｃｈｅｒ和Ｔｒｏｓｃｈ自發(fā)現(xiàn)費(fèi)托合成伊始，就與鐵和鈷兩種催化劑有關(guān)，而這兩種金??屬直到今天也是工業(yè)化使用的催化劑。而鎳１２８１和釕｜２ｔ＞ｌ雖然未大規(guī)模工業(yè)化，但仍是典型??的費(fèi)托合成催化劑，能夠催化生成高分子量的烴類。在高壓下，鎳傾向于與合成氣生成??羰基鏡，并且隨著溫度升高，選擇性逐漸轉(zhuǎn)變成以ＣＨ４為主。Ｃｏ和Ｒｕ也有同樣的趨??勢，但ＦＴＳ反應(yīng)生成ＣＨ４的選擇性比Ｎｉ基催化劑要低。而對(duì)于Ｆｅ基催化劑，即使在??高溫約３４０°Ｃ條件下，甲烷選擇性仍然較低［３（）］。Ｒｕ是活性最好的ＦＴＳ催化劑，相比其

??在漿態(tài)鼓泡反應(yīng)器中，使用的催化劑尺寸一般為１０－２０微米的催化劑粉末１＃。這樣??的好處是催化劑顆粒內(nèi)傳質(zhì)阻力的影響較小甚至可以忽略不計(jì)，同時(shí)可以獲得最佳的反??應(yīng)活性和產(chǎn)物選擇性。理論上漿態(tài)鼓泡塔反應(yīng)器應(yīng)當(dāng)具有更高的產(chǎn)率，原因是其催化劑??利用率和平均反應(yīng)溫度都更高。然而有兩個(gè)因素的存在減慢了費(fèi)托合成漿態(tài)鼓泡塔的工??業(yè)化進(jìn)程。一是固體催化劑與液體產(chǎn)物難以分離，二是工業(yè)放大存在一定難度。開發(fā)漿??態(tài)鼓泡床中費(fèi)托合成反應(yīng)的準(zhǔn)確模型有助于將來工業(yè)規(guī)模的進(jìn)一步擴(kuò)大。應(yīng)器示意圖如??圖２．１１所示。??－——?dú)怏w進(jìn)口?—－產(chǎn)品??Ｘ?Ｘ??「漿床??催化劑管束——?？?？？?＋??水蒸氣一丨而叨叩＿丨＾—沸水??．／?石蠟??？?Ｉ?＇？?氣體??１?＿？?丨＞?？?分布板??＼?廠＾一氣體出口?一＾??＇?，?ｉｒ?合成氣??ＬＪ?—＂—人口??＼蠟出口?????圖２．９?ＦＴＳ反應(yīng)器示意圖（左：列管式固定床；右：楽態(tài)床）??Ｆｉｇ．?２．９?ＦＴＳ?ｒｅａｃｔｏｒｓ?（ｌｅｆｔ：?ｍｕｌｔｉｔｕｂｕｌａｒ?ｆｉｘｅｄ?ｂｅｄ?ｒｅａｃｔｏｒ，?ｒｉｇｈｔ：?ｓｌｕｒｒｙ?ｂｕｂｂｌｅ?ｃｏｌｕｍｎ?ｒｅａｃｔｏｒ）??２．７．２?溫度??ＦＴＳ反應(yīng)為強(qiáng)放熱反應(yīng)，并且反應(yīng)性能在很大程度上取決于反應(yīng)溫度。提高反應(yīng)溫??度有利于ＣＨ４和積碳的產(chǎn)生。但是高溫條件下生成的積碳可能使ＦＴＳ催化劑特別是Ｆｅ??基催化劑失活。高溫費(fèi)托反應(yīng)會(huì)使產(chǎn)物的平均鏈長減小，這一特性在于加氫裂化相結(jié)合??的過程中，以提高最終柴油產(chǎn)量的目標(biāo)是不一致的。Ｓｃｈｕｌｚ等研宄了不同反應(yīng)溫度下??ＦＴＳ

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]釕基費(fèi)托催化劑研究進(jìn)展[J]. 崔登科,陳崧哲,陳靖,范煜.  化工進(jìn)展. 2017(S1)
[2]煤間接液化技術(shù)及其研究進(jìn)展[J]. 孫啟文,吳建民,張宗森,龐利峰.  化工進(jìn)展. 2013(01)
[3]費(fèi)托合成反應(yīng)體系的熱力學(xué)計(jì)算與分析[J]. 吳建民,孫啟文,高騰飛,岳建平,龐利峰.  化學(xué)工程. 2012(03)
[4]鈷基費(fèi)-托合成催化劑上CO、H2的吸附行為[J]. 陳建剛,相宏偉,董慶年,王秀芝,孫予罕.  物理化學(xué)學(xué)報(bào). 2001(02)

博士論文
[1]提高費(fèi)托合成低碳烯烴含量的研究[D]. 李江兵.華東理工大學(xué) 2014
[2]合成氣直接制取低碳烯烴催化劑的研究[D]. 王翀.中國科學(xué)院研究生院（大連化學(xué)物理研究所） 2006

碩士論文
[1]碳納米管負(fù)載的鐵基費(fèi)托合成催化劑研究[D]. 陳沁媛.華東理工大學(xué) 2019
[2]鐵基復(fù)合納米催化劑的制備及其催化氨分解的研究[D]. 崔會(huì)珍.山東大學(xué) 2016



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