安霞
,
吴宝山
,
万海军
,
李廷真
,
陶智超
,
相宏伟
,
李永旺
催化学报
以FeCuK/SiO2为母体催化剂,用不同浓度的NH4HSO4水溶液进行等体积浸渍,制备了不同SO2-4含量的费托合成(FTS)铁基催化剂.采用原子发射光谱、低温N2吸附、 X射线光电子能谱、程序升温还原和穆斯堡尔谱等技术对催化剂进行了表征,并在H2/CO摩尔比0.67,WHSV=2 000 h-1,压力1.5 MPa和温度250 ℃条件下进行了浆态床FTS反应.结果表明,少量SO2-4能促进催化剂在H2中的还原;在合成气还原过程中,少量SO2-4对催化剂的碳化程度影响不大,但大量SO2-4严重抑制催化剂的碳化.在约500 h的运行实验中,各催化剂样品表现出的催化活性有所差异,但均呈现较好的稳定性.SO2-4可抑制水煤气变换反应活性,且随着SO2-4含量的增加,抑制作用愈加明显;同时,催化剂上浸渍少量SO2-4可有效抑制CH4的生成,提高低碳烯烃的选择性.
关键词:
硫酸根
,
费托合成
,
铁基催化剂
,
浆态床反应器
孟凡会
,
崔晓曦
,
何忠
,
李忠
,
郑华艳
稀土
采用等体积浸渍法制备了Ni/Al2O3及La改性的Ni-La/Al2O3催化剂,并考察了其浆态床CO甲烷化反应性能.借助XRD、H2-TPR、CO-TPD、H2-TPD等对催化剂进行了表征.结果表明,La助剂改性制备的Ni-La/Al2O3催化剂较Ni/Al2O3催化剂具有更高的CO甲烷化活性,La助剂的添加促进了Ni物种在载体表面的分散,降低了还原温度,增强了催化剂对CO和H2的吸附能力.La助剂的添加次序对甲烷化活性影响较大,采用共浸渍法制备的催化剂具有最佳的甲烷化活性,CO转化率达到96.3％,CH4选择性和时空收率分别达到87.1％和179.6 mL·kg-1·h-1,优于先浸渍Ni后浸渍La或先浸渍La后浸渍Ni制备的催化剂.
关键词:
浆态床反应器
,
CO甲烷化
,
La助剂
,
Ni/Al2O3催化剂
,
浸渍顺序
余伟奇
,
吴宝山
,
王洪
,
王虎林
,
相宏伟
,
李永旺
催化学报
研究了一种改进的脱水方式对费托(F-T)合成铁基催化剂结构性质与催化性能的影响.在n(H2)/n(CO)=0.67,WHSV=1000 h-1,p=1.5 MPa和t=250 ℃的条件下对催化剂进行了浆态床F-T合成反应性能评价实验,并采用低温N2物理吸附、X射线衍射、原子发射光谱、X射线光电子能谱、氨程序升温脱附、穆斯堡尔谱和高分辨透射电镜等技术对催化剂进行了表征.结果表明,水处理和二次干燥得到的催化剂比表面积增加,颗粒减小,铁氧化物的分散程度增大,其表面的SiO2/Fe比例明显减小;该催化剂F-T合成反应活性有所增加;表面酸性有所增强,导致烃产物选择性向低碳数方向偏移.
关键词:
脱水方式
,
费托合成
,
铁基催化剂
,
结构性质
,
浆态床反应器
郝庆兰
,
白亮
,
李莹
,
李雪
,
相宏伟
,
李永旺
催化学报
用喷雾干燥法制备了微球状Fe/Cu/K/SiO2催化剂,并在不同的反应条件下对其在浆态床F-T合成反应中的催化性能进行了评价. 结果表明,反应温度和原料气H2/CO比的调变对催化剂运行稳定性的影响较大,反应初始阶段加入的液体石蜡介质对催化剂运行稳定性的影响不大. 原料气空速的增加可有效地提高反应的总烃时空产率,但同时CO转化率会明显降低,且重质烃选择性下降; 低H2/CO比的原料气有利于在保持合适的转化率的同时提高重质烃的选择性,并可明显提高总烃的时空产率; 提高系统压力可增大催化剂的催化活性,改善重质烃的选择性; 而提高反应温度尽管可明显提高催化剂活性,但同时也会促进WGS反应的发生,降低重质烃的选择性. 因此,浆态床F-T合成反应中操作参数的适当调变可使催化剂活性、产物烃分布和烃产率得到有效优化,最大限度地获得目的产物.
关键词:
费-托合成
,
铁基催化剂
,
浆态床反应器
,
喷雾干燥技术
王东升
,
谭猗生
,
韩怡卓
,
椿范立
催化学报
研究了260 ℃, 5.0 Mpa和原料气空速 4 000 h-1 条件下,不同浓度的CO2对甲醇合成Cu基催化剂稳定性的影响. 结果表明,原料气中较高浓度的CO2可导致Cu基甲醇合成催化剂快速失活. 原料气中CO2浓度的增大可促进逆水煤气变换反应,导致反应体系中H2O的量增加,不能被及时导出反应体系的H2O使Cu基催化剂的晶体结构和表面特性发生了变化. 采用程序升温还原、 N2吸附、元素分析、透射电镜和X射线光电子能谱分别对较低浓度和较高浓度CO2反应条件下的催化剂进行了表征. 结果表明,原料气中较高浓度的CO2可导致催化剂颗粒变大,孔径减小,比表面积降低,催化剂中元素Zn和Al有明显的流失, Cu与ZnO之间的协同作用有所减弱,这些都是导致催化剂失活的重要原因. 原料气中较高浓度的CO2在一定程度上抑制了催化剂上积炭的生成.
关键词:
二氧化碳
,
浆态床反应器
,
二甲醚合成
,
甲醇合成
,
铜基催化剂
,
稳定性
吴宝山
,
白亮
,
张志新
,
相宏伟
,
李永旺
,
易凡
,
徐斌富
催化学报
以FeSO4·Xh2o为铁源,分别以Na2CO3和氨水为沉淀剂制备了目标组成相同的两种Fe-Cu-K-SiO2催化剂样品.采用原子发射光谱、低温N2吸附、X射线衍射、X射线光电子能谱和Mossbauer谱等技术对催化剂进行了表征.在 n(H2)/ n(CO)=0.67,WHSV= 2 000 h-1,p=1.5 Mpa和θ=250 ℃的条件下,在带搅拌器的浆态床反应器中考察了催化剂对F-T合成反应的活性、选择性和稳定性.结果表明,以氨水为沉淀剂的催化剂具有较大的比表面积,还原态催化剂体相中能产生较多的铁碳化物物种.在600 h的运行实验中,两种催化剂样品均表现出良好的反应初活性,CO转化率超过80%,但氨水沉淀催化剂的稳定性明显高于Na2CO3沉淀催化剂,前者在650 h内的失活速率仅为0.01%/h.两种催化剂样品均表现出较低的甲烷选择性和较高的重质烃选择性,在实验运行期间,CH4选择性均保持在3%左右,C5+的选择性则保持在84%左右.
关键词:
费-托合成
,
硫酸亚铁
,
沉淀铁催化剂
,
浆态床反应器
郝庆兰
,
白亮
,
相宏伟
,
李永旺
催化学报
采用连续共沉淀方法制备了无定形Fe-Cu-K-SiO2催化剂,利用连续共沉淀与喷雾干燥成型技术相结合的方法制备了不同粒径的微球形Fe-Cu-K-SiO2催化剂.在接近反应工况的条件下对催化剂进行了浆态床费-托合成(FTS)反应性能评价,并对催化剂进行了物性表征.表征结果表明,无定形催化剂没有规整的外形和均一的粒径分布,微球形催化剂的表面光滑,球形度好,颗粒分布均匀.浆态床FTS反应评价结果表明,尽管无定形催化剂的初活性及最高活性较高,但蜡产物与催化剂的在线分离困难;随着成型时平均粒径的增大,微球形催化剂的活性降低,但失活速率减慢,烃产物选择性向轻组分方向偏移,容易实现蜡产物与催化剂的在线分离.
关键词:
费-托合成
,
合成气
,
铁基催化剂
,
成型方式
,
浆态床反应器
郝庆兰
,
王洪
,
刘福霞
,
白亮
,
张志新
,
相宏伟
,
李永旺
催化学报
采用连续共沉淀与喷雾干燥成型技术相结合的方法制备了微球形Fe-Cu-K-SiO2催化剂,并考察了焙烧温度对催化剂的结构和织构性质的影响. 结果表明,催化剂具有较好的织构和结构热稳定性,粘结剂SiO2起到了分散和稳定α-Fe2O3晶相的作用. 随着焙烧温度的升高,催化剂的比表面积逐渐减小,α-Fe2O3晶粒逐渐增大,催化剂体相中的Cu和K原子向表面富集,且Cu向表面的迁移更明显; 同时,催化剂中的α-Fe2O3和CuO相发生了一定程度的离析,Cu的助剂作用减弱,使催化剂在合成气气氛下难于还原碳化. 催化剂在n(H2)/n(CO)=0.67,GHSV=2.0 L/(g*h),p=1.5 MPa和θ=250 ℃下的浆态床F-T合成反应评价结果表明,升高焙烧温度,催化剂的初活性和最高活性下降,但运行稳定性提高,而且有效地抑制了CH4的生成,明显促进了烃产物向高碳数方向移动. 反应600 h后卸载下的催化剂的形貌观测表明,催化剂的磨损主要是由化学磨损引起的,提高焙烧温度可明显改善其抗磨损性能,焙烧温度高于400 ℃时,催化剂具有较好的抗磨损性能.
关键词:
费-托合成
,
铁基催化剂
,
焙烧温度
,
喷雾干燥技术
,
浆态床反应器
,
抗磨损性能
安霞
,
吴宝山
,
万海军
,
李廷真
,
陶智超
,
相宏伟
,
李永旺
催化学报
以FeCuK/SiO2为母体催化剂,通过乙酸钠浸渍得到一组不同Na含量的费托合成铁基催化剂. 采用原子发射光谱、低温N2吸附、程序升温还原和Mssbauer谱等技术对催化剂进行了表征. 在H2/CO摩尔比为0.67, 空速为 2 000 h-1, 压力为1.5 MPa和温度为250 ℃的条件下进行了浆态床F-T合成反应性能评价实验. 结果表明,浸渍少量Na能提高催化剂的比表面积,促进铁物相的分散,而浸渍大量Na却大大降低了催化剂的比表面积,使催化剂中的铁物相聚集形成较大的颗粒; 浸渍Na抑制了催化剂在H2中的第一步还原,但促进了催化剂在CO中的碳化; 在原位合成气还原过程中,浸渍Na有利于催化剂的碳化. 在500 h的运行实验中,浸渍Na的催化剂均表现出不同程度的失活现象. 反应结果表明,浸渍Na对水煤气变换反应活性影响不大,对费托合成反应活性和烃产物选择性有较大的影响. 在铁基催化剂上浸渍Na有利于C12+重质烃和低碳烯烃的生成.
关键词:
钠
,
费托合成
,
铁基催化剂
,
浆态床反应器
