Co/SiO2催化剂合成重质烃的反应性能

 对近期筛选出的一种重质烃合成反应性能良好的Co／SiO2催化剂进行了500h的寿命试验,考察了在不同反应温度、压力和空速条件下催化剂的反应性能．结果表明,随着反应的进行,催化剂合成重质烃的选择性基本保持不变,但催化剂的活性缓慢下降;经原位再生后,催化剂活性可基本恢复到原来的水平．烃产物主要由烷烃组成,C5＋中烯烃仅占2．25％,产物主要集中在C12～C20馏分段,水相产物中含3．56％～6．56％的有机含氧化合物,其中主要是低碳醇．     

高比表面积双孔SiO2负载钴基催化剂费托合成反应性能研究

载体的结构可以显著影响钴基费托合成催化剂的活性和产物选择性。大孔结构载体可以改善反应物和产物的传质情况,提升CO转化活性和C₅₊产物选择性;高比表面积载体有利于使负载的金属分散,提高催化剂的金属利用效率和稳定性。然而,要获得同时具备高比表面积和大孔结构特征的载体相对困难。本研究采用结构导向水解法,合成了一种比表面积达1103.2 m²/g的介孔(2.9 nm)-大孔(63.8 nm)双孔二氧化硅(BP-SiO₂)载体,研究了其负载钴催化剂的费托合成反应性能。结果表明,相对规整介孔SBA-15分子筛负载的钴催化剂Co/SBA-15,210℃反应时,催化剂Co/BP-SiO₂的CO转化率提高33.3%,CH₄选择性降低30.1%,C₅₊选择性增加到80.0%,稳定性显著增强。     

热分解法制备的Co/SiO2催化剂上费-托合成反应性能

以无定形二氧化硅为载体,分别采用浸渍法和热分解法制备了钴基催化剂Co/A200-I和Co/A200-D,采用TG、XRD、TEM和TPR等手段对其进行了表征,并考察了这些催化剂在费-托合成反应中的性能。结果表明,浸渍法制备的Co/A200-I催化剂中钴颗粒没有规则的形状,但却具有较高的费-托合成反应活性;热分解法制备的Co/A200-D催化剂中钴颗粒呈一种球形二次结构,直径比较均匀,对于费-托合成反应具有较高的轻质烃选择性。此外,载体比表面积对催化剂结构也有较大的影响;相对于Co/A200-D催化剂,Co/A380-D催化剂的载体比表面积较大,这使得金属-载体间的相互作用较强而较难还原,但还原后Co/A380-D催化剂拥有较高的钴分散度和较好的反应活性     

Co/HMS和Co/SiO2催化剂的表征及在费-托合成反应中的催化性能

 HMS介孔分子筛经水热处理得到无定形SiO2,分别以无定形SiO2和HMS为载体,用浸渍法制得了15%Co/SiO2和15%Co/HMS催化剂. 研究表明: 氧化态Co/SiO2和Co/HMS催化剂中的钴物种以Co3O4形式存在,且Co3O4晶粒粒径均较相应催化剂的孔径大,故有部分钴物种存在于催化剂外表面; 氧化态Co/HMS催化剂中的钴物种堵塞孔道较为严重; Co/HMS催化剂中存在较强的金属-载体相互作用,因此Co/HMS催化剂较Co/SiO2催化剂难还原; Co/HMS催化剂还原后具有较高的钴分散度,使其具有优异的费-托合成反应性能.     

Co基超细粒子催化剂用于合成重质烃Ru助剂的作用

用溶胶凝胶法制备了ＳｉＯ２气凝胶超细粉体及ＺｒＯ２ＳｉＯ２超细复合载体，用浸渍法制备了Ｃｏ／ＺｒＯ２ＳｉＯ２超细粒子催化剂并用干混法制备了ＣｏＲｕ／ＺｒＯ２ＳｉＯ２催化剂．考察了Ｒｕ的添加对Ｃｏ／ＺｒＯ２ＳｉＯ２催化剂的织构、结构、还原、氢脱附及其ＦＴ反应性能的影响．结果表明，Ｒｕ的添加使Ｃｏ２＋更难还原，催化剂活性略有下降，ＣＨ４选择性降低，Ｃ５＋选择性及收率升高；Ｃｏ１％Ｒｕ／ＺｒＯ２ＳｉＯ２催化剂上的烃类产物不遵从ＳｃｈｕｌｚＦｌｏｒｙ分布，在Ｃ９和Ｃ１５有两个最高峰．     

费-托合成Co/ZrO2-Al2O3催化剂反应性能的研究

以ZrOCl2·6H2O和AlCl3为原料,采用共沉淀方法制得一系列不同ZrO2质量分数的ZrO2-Al2O3混合氧化物载体;并以该混合氧化物为载体,采用初湿浸渍法制得钴质量分数为12％的Co/ZrO2-Al2O3催化剂。XRD、NH3-TPD、TPR和原位IR等表征结果表明,随着混合载体中ZrO2质量分数的增加,载体比表面积先增加后减少,混合载体的平均孔径则小于单一氧化物ZrO2和Al2O3的平均孔径。ZrO2和Al2O3载体混合后会导致氧化物的比表面积和酸性增大并且有新的物相生成。当混合氧化物用作载体时,能够抑制载体表面金属钴的分散,改变催化剂的还原行为,降低催化剂对CO物种的吸附能力。CO加氢反应表明,与单一金属氧化物相比,钴负载ZrO2-Al2O3混合氧化物催化剂的加氢活性和重质烃选择性有所降低。     

助剂CeO2对Co/Al2O3催化剂上F-T合成反应性能的影响

在用于F-T合成的Co/Al     

硅胶来源对费托合成用Co/SiO_2催化剂性能的影响

Co based catalysts supported on silica from two different sources were tested in F T synthesis and characterized by ICP, H 2 TPD and FT IR. It was found that the Co catalyst supported on home made silica was superior to the commercial silica. One reason was that the latter had a higher content of Na impurity, which was harmful to the catalytic activity owing to its alkaline effect. The other one might be that the silica source exerted an unfavorable effect on metal dispersion. A maximum C 5+ yield of 140g/Nm 3 (2H 2+CO) was obtained over Co/Si(3).     

Co/ZrO2/SiO2催化剂费-托合成反应动力学研究Ⅱ. 动力学模型的构建和回归

 在典型的Co系催化剂工业操作条件范围(T=473～503 K,p=1.5～4.0 MPa, H2/CO体积比=1.0～3.0)内,采用等温积分固定床反应器对Co/ZrO2/SiO2催化剂进行了F-T合成反应动力学研究. 依据详细可靠的基元反应机理,按照Langmuir-Hinshelwood-Hougen-Watson动力学推导方法,获得了Co系催化剂上基于详细反应机理的动力学模型. 通过动力学实验数据的回归分析,发现基于COs直接解离并以烷基为链增长中间体的表面碳物种机理的动力学模型可以较好地描述Co/ZrO2/SiO2催化剂上的F-T合成反应结果,该模型可自洽地描述F-T合成过程中的合成气消耗和烃产物分布状况,且获得的反应活化能等关键动力学参数与文献报道的理论结果基本一致.     

Co/Zr/Al2O3-Pt/ZSM-5催化剂的制备及其合成气转化制液体燃料性能研究

以Co基催化剂耦合沸石分子筛催化剂应用于合成气催化转化可以有效改善催化剂的产物选择性。本研究通过浸渍法制备得到Zr/Al₂O₃载体和Pt/ZSM-5催化剂,再通过超声分散法制备了Co/Al₂O₃、Co/Zr/Al₂O₃和Co/Zr/Al₂O₃-Pt/ZSM-5催化剂。通过系列表征技术对载体和催化剂理化性质进行分析,评价了催化剂费-托合成反应性能。结果表明,Zr的引入有助于提升Co/Zr/Al₂O₃上Co物种的还原性,改善催化活性,增加C12+重质烃的选择性。当Co/Zr/Al₂O₃与Pt/ZSM-5耦合后,由于贵金属Pt的助剂效应,进一步促进Co物种的还原,Co/Zr/Al₂O₃-Pt/ZSM-5催化剂的CTY值提高至8.3×10^-5 mmol/(g·s),同时...     

Study on Deactivation of Co/ZrO2/SiO2 Catalyst For Fischer-Tropsch Synthesis

A Co/ZrO₂ /SiO₂ catalyst active for synthesis of heavy hydrocarbons from syngas was subjected to a stability test of 500 h on a laboratory scale. The catalyst showed a considerable decrease in CO conversion, while the hydrocarbon distribution hardly changed with time on stream. The regeneration of deactivated catalyst with H₂ at 673 K partially restored the activity. XRD, FT-IR and TGA identified a hydrated cobalt silicate species in the catalyst near the reactor outlet. Thus, the cause of deactivation was proposed mainly to be the formation of inactive hydrated silicate between Co metal and silica in presence of high partial pressure of water.     

铈铝柱撑蒙脱土的制备及其负载钴催化剂的费托反应性能

以钠化改型后的内蒙古兴和县蒙脱土为原料, 按照不同的Ce/Al摩尔比合成柱化液,制备铈铝柱撑蒙脱土. 使用XRD, BET, TGA-DTA, ICP和FTIR等方法对柱撑后的蒙脱土进行了表征, 结果表明, 所制备的铈铝柱撑蒙脱土具有高热稳定性, 较大的层间距和高比表面积. 以铈铝柱撑蒙脱土为载体, 使用浸渍法制备了负载钴的柱撑蒙脱土催化剂, 用于费托反应性能评价. 实验结果表明, 交联柱中Ce的引入改变了柱撑蒙托土负载的钴催化剂的性质, 提高了催化活性, 催化剂具有优良的费托合成性能.     

用脉冲D2反应研究CeO2在Co-CeO2/SiO2费托合成催化剂中的促进作用机理

 采用脉冲D2反应研究了CeO2在Co-CeO2/SiO2费托合成催化剂中的作用机理. 通过比较在Co-CeO2/SiO2和Co/SiO2催化剂上的脉冲D2反应实验结果发现, CeO2可以提高载体表面 Si-OH 的H-D同位素交换活性和 Si-OH 中H参与CO加氢反应的活性; CeO2不仅增加了催化剂表面活性碳物种的总量,而且活性碳物种以链增长单体-CH2-为主,因而有利于增加费托合成反应速率和链增长几率; CeO2的加入明显提高了催化剂表面碳原子的加氢反应速率,从而减少了碳沉积.     

Rh/SiO_2催化剂上甲烷部分氧化制合成气的反应机理

采用原位Raman光谱技术,在原料气中的O2未完全耗尽的条件下,对CH4部分氧化制合成气反应的Rh/SiO2催化剂床层前部贵金属物种的化学态以及由CH4解离所生成的碳物种进行了表征.在此基础上采用脉冲反应和同位素示踪技术,比较了CH4的部分氧化及其与H2O和CO2的重整等反应对催化剂床层氧化区内CO和H2生成的相对贡献,并将实验结果与Ra-man光谱表征结果进行了关联.结果表明,在600°C下将还原后的4%Rh/SiO2催化剂切入CH4:O2:Ar=2:1:45原料气,催化剂床层前部未检测到铑氧化物的Raman谱峰,但可清晰检测到源于CH4解离的碳物种;在700°C和接触时间小于1ms的条件下,催化剂床层的氧化区内已有大量CO和H2生成,在相同的实验条件下,CH4与H2O或CO2重整反应对氧化区内合成气生成的贡献则很小;以CH4:16O2:H218O:He=2:1:2:95为原料气的同位素示踪实验结果表明,在原料气中16O2未完全耗尽的情况下,反应产物中C16O的含量占CO生成总量的92.3%,表明CO主要来自CH4的部分氧化反应.上述结果均表明,在O2存在下Rh/SiO2催化剂上CO和H2可以通过CH4直接解离和部分氧化机理生成.     

铈助剂对Co/SiO2催化剂费托合成反应性能的影响

 考察了铈助剂对钴基催化剂上费托合成反应性能的影响,并进行了TPR和XRD等表征及瞬变应答研究．结果表明,加入铈助剂后,催化剂的活性和C5＋烃类的选择性有显著提高,且C5＋烃类分布有明显改变,有利于中间馏分油的生成．CODEX软件优化表明,当n（Ce）／n（Co）＝0．2～0．3,w（Co）＝10％,焙烧温度为740K时,在GHSV＝500h－1,p＝1．2MPa,T＝483K的反应条件下,C5＋烃类收率可达83％左右．根据实验结果,可以推测在钴基催化剂表面存在弱、中、强三种化学吸附的CO物种;－CH2－基团可能通过强度适中的化学吸附CO直接加氢生成;强化学吸附的CO是指离解吸附的CO,可发生歧化反应生成CO2和积炭,并覆盖部分活性位;加入铈助剂能抑制强化学吸附的CO生成,从而显著地提高了催化剂的活性．     

表面键联型TiO2/SiO2固定化催化剂的结构及催化性能

采用浸渍法制备了表面键联型TiO     

Zr助剂对Co/AC催化剂催化费-托合成反应性能的影响

 采用CO加氢反应、X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、程序升温还原(TPR)和程序升温表面反应(TPSR)等技术考察了Zr助剂对Co/AC催化剂催化费-托合成反应性能的影响. 结果表明,还原、钝化后的Co-Zr/AC催化剂的XRD谱上只有较弱的CoO特征衍射峰; 反应50 h后,催化剂中Co主要以fcc晶相存在,同时还含有少量hcp晶相的Co; 加入Zr助剂后Co晶相衍射峰明显减弱. TEM结果表明, 15%Co/AC中Co的平均粒径为20 nm,加入Zr后Co粒径变小,15%Co-6%Zr/AC中Co的粒径为10 nm. CO加氢、XRD和TEM结果表明,加入Zr助剂可以提高活性组分Co的分散度,同时催化剂的活性随分散度的增大而增大. TPR和TPSR实验结果证实了上述结论.     

Na-W-Mn/SiO2催化剂中的金属-载体作用

研究了Na-W-Mn/SiO2催化剂中不同活性组份对载体结构的影响.结果表明,Na的诱导作用使无定型氧化硅在焙烧过程中相变为α-方石英结构,同时伴有比表面积的大幅度下降;单独担载Na时,硅小球经焙烧后基本无微孔存在,担载W则能使硅小球焙烧后形成较为均一的微米孔道.SiO2载体在Na和W作用下发生的结构变化对催化剂的选择性起重要作用.     

负载型Cu2(OAc)2/SiO2催化剂的制备表征及其活化

用表面改性和金属嫁接相结合的双核移植法制备了SiO