一、鼓泡浆态床费托合成Co/SiO_2细粒子催化剂研究（论文文献综述）
蒙延斐,江永军,金政伟,庄壮,张安贵[1]（2021）在《费托合成催化剂助剂研究进展》文中进行了进一步梳理单一Fe基或Co基催化剂的活性、选择性、稳定性均不符合工业生产的需求。为弥补其不足,在催化剂制备过程中常需引入其他金属或无机氧化物作为助剂。该文主要介绍费托合成催化剂常用助剂K、Cu、Zn、Mn、SiO2、Al2O3和介孔分子筛的研究情况;分析了费托合成催化剂助剂的效应和机理,并对今后开发新型催化剂提出建议。
韩忠昊[2]（2021）在《费托合成制低碳烯烃稀土金属改性铁基催化剂研究》文中研究指明费托合成（FTS）是将以煤、天然气、生物质等为原料制备的合成气（CO+H2）经催化反应生成低碳烯烃及清洁液体燃料的重要途径,其核心技术之一就是催化剂的研究与开发。本文采用共沉淀法制备了含有不同稀土金属助剂（La、Ce、Nd、Sm、Eu等）的Fe基催化剂,并采用X射线衍射（XRD）、低温物理吸附（N2-adsorption）、H2程序升温还原（H2-TPR）、CO/H2/CO2程序升温脱附（CO/H2/CO2-TPD）、透射电子显微镜（TEM）、扫描电子显微镜（SEM）、X射线光电子能谱（XPS）、穆斯堡尔谱（MES）、热重分析（TGA）等表征方法着重探讨了不同稀土金属助剂、Sm助剂添加量、催化剂颗粒尺寸对Fe基催化剂的组织结构、碳化行为、体相组成以及FTS反应性能的影响。采用共沉淀法制备了无助剂Fe基催化剂和摩尔比为100Fe:10X（X=Mn、Cu、Si）的Fe基催化剂,并初步考察了 Mn、Cu、Si对Fe基催化剂FTS性能的影响。结果表明,Si的添加增大了催化剂的比表面积,但抑制了催化剂的CO化学吸附性能;Cu与Mn能较好地促进CO的化学吸附,但与Cu相比,Mn更能提高Fe原子表面的电子密度和促进Fe5C2的形成。FTS结果表明,FeMn表现出最高的CO转化率和C2～4=选择性。在温度280～340℃、压力1.0～2.5MPa、空速4000～20000 ml·g-1·h-1、H2/CO=2的条件下考察了 FeMn的FTS性能,结果表明适宜的条件为温度300℃、压力1.0 MPa、空速12000 ml·g-1·h-1,此时FeMn的CO转化率为61.7%,烃分布中C2～4=含量为25.3%。采用共沉淀法制备了含有不同稀土金属助剂R（R=La、Ce、Nd、Sm、Eu）的FeMnR催化剂,探讨了五种稀土金属助剂对FeMn催化剂的改性作用。结果表明,稀土金属与Fe之间的相互作用与助剂的电负性有关,在FeMnEu、FeMnSm、FeMnNd中,稀土金属助剂电负性逐渐降低,给电子能力逐渐增强,有助于Fe对CO的化学吸附,促进Fe5C2的形成并提高了 FTS性能;而Ce、La电负性过低,在FeMnCe及FeMnLa中形成了复合氧化物Fe2-xRxO3,这种物质对FTS不利。此外,FeMnNd具有最强的表面碱性和最弱的H化学吸附能力。催化剂评价结果表明,FeMnNd具有最佳的FTS性能,在温度300℃、压力 1.0MPa、空速 12000 ml·g-1·h-1、H2/CO=2 的条件下,CO 转化率为 74.9%,烃分布中C2～4=含量为36.0%。采用共沉淀法制备了 Sm含量不同的FeMnSm催化剂,探讨了 Sm助剂含量对FeMn催化剂的改性作用。结果表明,在FeMn催化剂中引入适量Sm助剂可以使催化剂的比表面积增大,提高催化剂的CO化学吸附性能,促进Fe5C2的形成并提高FTS性能。且少量Sm助剂有利于提高催化剂的碱性,抑制H物种吸附,削弱加氢反应的进行,提高了低碳烯烃在烃分布中的占比;然而当Sm含量较高时,催化剂的孔道被堵塞,对原料气吸附能力下降,不利于Fe5C2的形成,导致催化剂性能下降。FTS结果表明,当Sm/Fe=1%（摩尔比）时,催化剂表现出最佳的FTS性能,在温度300℃、压力1.0MPa、空速12000 ml·g-1·h-1、H2/CO=2的条件下,CO转化率为70.4%,烃分布中C2～4=含量为32.6%。采用共沉淀法制备了纳米级FeMnSm催化剂,考察了粒径对FeMnSm催化剂在FTS中的影响。结果表明,催化剂颗粒尺寸随原料溶液浓度降低而降低。与粒径为83.2nm的催化剂相比,60.6 nm的催化剂无明显团聚效应,具备较强的CO化学吸附能力和Fe5C2的形成,抑制H物种的吸附;但当催化剂尺寸继续降低至38.3 nm时,可能形成MnFe2O4,这种物质难以被还原和碳化,降低了 FTS活性。催化剂评价结果表明FeMnSm-600具有最好的FTS性能,在温度300℃、压力1.OMPa、空速12000 ml·g-1·h-1、H2/CO=2的条件下,CO转化率为78.7%,烃分布中C2-4=含量为33.0%。采用溶剂热法制备了微球型Fe2O3与核壳型Fe2O3@SiO2催化剂,初步考察了不同制备方法的催化剂在FTS中性能。结果表明,与传统的共沉淀和浸渍法相比,在溶剂热法制备的催化剂中,Fe结晶度高,CO化学吸附能力强,有助于Fe5C2的形成。核壳型催化剂的SiO2外核能够保护活性组分,减少了积炭,具有较好的稳定性。
颜芳[3]（2020）在《铁基催化剂费托合成反应动力学研究及大型浆态床反应器模拟》文中研究表明费托合成（F-T合成）技术是将由煤、天然气或生物质转化得到的CO和H2转化生成液态燃料的过程,是煤间接液化的关键核心步骤。研究鼓泡浆态床反应器（SBCR）内流体力学规律及反应器数学模型的建立,对于大型工业F-T合成SBCR的设计和优化意义重大。基于ASF分布规律的产物分布模型,建立了基于双气泡模型的大型工业F-T合成SBCR的一维拟均相数学模型,模拟计算了工业F-T合成SBCR的反应性能。采用X射线衍射光谱仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、H2程序升温还原仪（H2-TPR）、低温N2吸附-脱附仪等方法对铁基催化剂的微观及体相结构进行了表征。结果表明:沉淀型铁基催化剂高温焙烧后,球形度较好,粒度均匀,颗粒平均粒径约为200μm左右;催化剂平均孔径为9.93 nm。催化剂在纯H2气氛下进行还原,还原过程包括293.7℃左右的Fe2O3→Fe3O4转化过程及623.4℃和715.9℃左右对应的Fe3O4→FeO和FeO→Fe的转化过程。采用10 mm内径的管式固定床反应器研究了沉淀型铁基催化剂F-T合成反应性能,发现CO的转化率及消耗速率随着反应温度和反应压力的升高而增加;高碳产物选择性随反应温度、空速、氢碳比的降低而升高,随反应压力的升高而增大;而产物中O/P比值随着反应温度、空速的提高以及反应压力、H2/CO的降低而增大;产物分布偏离ASF规律,除C2以外,O/P比随碳原子数呈指数型下降的趋势。在反应温度230～260℃、反应压力2～4 MPa、原料气H2/CO摩尔比0.7～2.08、空速2000～3000 h-1的操作条件下,得到了管式固定床反应器中的F-T合成沉淀型铁基催化剂上的CO消耗本征速率模型。采用带搅拌的高压反应釜,在温度210～250℃、压力0.5～4.5 MPa、合成气中H2/CO摩尔比1.0～2.5、进气流量63.6～125.2 ml/min的反应条件下,开展了F-T合成沉淀型铁基催化剂上的宏观反应动力学实验,建立了CO消耗的宏观速率模型。基于管式固定床反应器中的实验数据及ASF产物分布模型,建立了碳链增长概率因子α与操作条件的幂指数型关联式。结合碳链增长概率因子α模型及CO消耗本征速率模型,得到了主要产物甲烷、低碳烃、油和蜡的生成速率表达式。统计检验和相关性分析表明,所得到的CO消耗本征速率模型、宏观速率模型及产物分布模型用于预测该沉淀铁催化剂的反应性能是适宜的,所得模型的计算值与实验值的相比误差在较小范围,吻合良好。基于CO消耗本征速率模型、产物分布模型、SBCR流体力学参数经验关联模型、双气泡模型,建立了在湍流状态下稳态操作的大型工业化F-T合成浆态床反应器的一维拟均相模型。对国内某公司的100万吨/年示范装置中直径为9.80m的大型工业浆态床F-T合成反应器在反应温度513.15K,反应压力2.80MPa,入口表观气速0.30 m/s,入口气H2/CO=1.71,固含率22%的典型工况下的反应性能进行了数学模拟。计算结果表明:CO转化率,CH4、C2-4=、C2-4、C5-10、C11-20、C21+的选择性,年产量的预测值与工业实际的生产数据误差较小,吻合良好,所建立的SBCR一维拟均相数学模型可用于大型工业F-T合成SBCR反应性能的预测和优化。采用该模型计算了反应温度、反应压力、原料气中H2/CO比及固含率等条件对反应器性能的影响。结果表明:提高反应温度、反应压力以及增大原料气中H2/CO比,均有利于提高反应器中CO转化率;降低反应温度和原料气H2/CO,提高反应压力,有助于提高石蜡及柴油等高碳数组分选择性,降低CH4、C2-4=,C2-4以及汽油组分选择性;就反应器中产物的产量而言,反应温度、反应压力和H2/CO比的提高均有利于产物产量的增加;反应器中固含率的增大,有利于CO转化率以及C21+、C10-20、C5-10等高碳数组分选择率的增加以及各产物产量的提高。
王学云,胡发亭,王光耀[4]（2020）在《煤间接液化合成油技术研究现状及展望》文中提出发展煤炭间接液化技术是缓解我国油品短缺和促进煤炭清洁利用的有效途径。笔者综述了早期经典的费托合成机理如碳化物机理、CO插入机理、中间体缩聚机理,以及近期提出的C2活性物种机理、稀烃再吸附的碳化物理论、网络反应机理等,并指出各机理的合理性和局限性;论述了费托合成反应动力学模型如CO消耗速率动力学模型和详细动力学模型的特点和研究进展。CO消耗动力学模型不考虑碳链增长过程,可很好地预测CO转化率。详细动力学模型含有反应物消耗速率和产物分布信息,其可靠性依据费托合成反应机理。综述了工业上常用的铁基催化剂和钴基催化剂的特点以及在相变、催化机理等方面的研究进展,讨论了新型费托合成催化剂如复合型催化剂、多元金属催化剂和新型载体催化剂的研发进展;介绍了国内外煤间接液化工艺的发展历程,分析了工业化应用中存在的问题和改进方向,重点论述了我国山西煤化所和兖矿集团开发的煤间接液化工艺的特点和工艺流程。最后对未来费托合成反应机理、反应动力学、催化剂及煤间接液化工艺的研究重点和发展方向进行了展望。
江云辉[5]（2013）在《锆改性钴基催化剂费托合成反应性能研究》文中提出在当前石油资源日益短缺、环境污染日益严重的形势下，通过费托合成将煤、天然气和生物质转化为液态燃料对能源和环境保护意义重大。费托合成的关键技术是催化剂的研制，钴基催化剂在费托合成反应中表现出良好的性能，被认为是最具发展前景的催化剂之一。本文以SiO2为载体，采用等体积浸渍法制备钴基催化剂，并以N2物理吸附、H2程序升温还原（H2-TPR）、H2程序升温脱附（H2-TPD）、X-射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）以及场发射透射电子显微镜（TEM）等对催化剂进行了表征，在固定床反应装置上进行了催化剂评价，考察了载体孔径和助剂铈、镧及锆对催化剂费托合成反应性能的影响。结果表明以孔径适中的B型硅胶为载体，以锆为助剂制备的Co/Zr/SiO2B催化剂，具有较好的钴分散度和还原度，其F-T合成反应活性及重质烃选择性较佳。对Co/Zr/SiO2催化剂，考察了锆含量、反应温度、反应压力、空速及H2/CO等因素对费托合成反应活性和产物选择性的影响，确定了适宜的工艺条件：锆含量为5%，H2/CO为2，反应温度为230oC，反应压力为2MPa，空速为3600h-1。对介质阻挡放电等离子体（DBD）法和焙烧法制备的Co/SiO2进行了表征和性能测定，发现与传统焙烧法相比，经DBD处理的催化剂钴颗粒粒径较小，分散性较好，F-T合成反应活性较高，但DBD处理的催化剂钴颗粒与载体的作用力较强，不利于催化剂的还原。而使用等离子体对ZrO2助剂修饰SiO2载体和其负载的Co催化剂分别进行处理，能够有效地减弱钴与载体的相互作用，使钴的分散更加均匀，通过这种两步DBD法处理制备的催化剂具有很好的F-T合成反应性能。
朱加清,吕毅军,常海[6]（2012）在《浆态床费托合成反应工程与催化剂适用性探讨》文中研究指明综述了浆态床费托合成反应工程的关键技术及适用于浆态床反应器的催化剂的研究进展。重点介绍了合成气的硫含量、催化剂的密度、抗磨损性能及固液分离等浆态床反应器的关键技术;介绍了适用于浆态床反应器的沉淀铁催化剂、钴基催化剂和熔铁催化剂,以期探讨催化剂适用性对反应过程及费托合成工艺的影响规律,为浆态床费托合成反应器的开发及应用提供指导作用。
张皓荐[7]（2012）在《Zr、K改性费托合成铁基催化剂的研究》文中认为近年来,由于石油资源的不断消耗以及原油价格的起伏不定,费托（简称F-T）合成作为可将煤、天然气及生物质等含碳资源经合成气（主要为CO和H2）催化转化为清洁液体燃料及其它化学品的重要途径而备受关注。F-T合成作为重要的煤间接液化过程技术,其关键技术之一就是催化剂的研究与开发。在F-T合成催化剂中,铁基催化剂因其具有价格低廉、操作灵活及较高的水煤气变换（WGS）反应活性,适合于低氢碳比的煤基合成气的F-T合成。本文选用Zr和K助剂为改性助剂,结合共沉淀、喷雾干燥及浸渍法等催化剂制备方法,同时采用N2物理吸附、X射线衍射（XRD）、程序升温还原（TPR）、程序升温脱附（TPD）和Mossbauer谱（MES）等表征方法着重研究Zr助剂添加方式、Zr和K助剂、Zr助剂添加量对铁基催化剂结构、还原碳化性能及F-T反应性能的影响,并在浆态床反应器中对催化剂进行CO消耗动力学研究,以期为F-T合成铁基催化剂的工业应用提供基础支持。制备了由共沉淀与浸渍法添加Zr助剂的改性Fe/SiO2催化剂,并结合多种表征手段研究了Zr助剂的添加方式对催化剂Fe/SiO2的结构、还原和碳化行为、物相结构以及F-T合成反应性能的影响。N2物理吸附结果表明,Zr助剂的添加明显降低了催化剂比表面积和总孔体积,但提高了催化剂的平均孔径。H2-TPR和CO-TPR结果表明由于存在Fe和Zr的相互作用,Zr助剂的添加抑制了催化剂在H2和CO气氛中的还原。经还原和反应后催化剂Fe/SiO2均具有最高的铁碳化物含量,因而其初始反应活性最高,但催化剂失活较快。Zr助剂抑制了催化剂在还原和反应过程中活性相的形成,降低了催化剂的活性,但Zr助剂的添加明显提高了催化剂的稳定性,采用浸渍法制备的Zr助剂改性催化剂稳定性最佳。Zr助剂抑制了气态烃（CH4及C2-C4）的生成,明显提高了C5+选择性。采用浸渍法引入助剂zr并制备Fe/SiO2、Fe/Zr/SiO2、Fe/K/SiO、Fe/Zr/K/SiO2系列催化剂,研究了Zr助剂、K助剂及Zr与K的协同作用对F-T合成铁基催化剂的结构、还原和碳化行为、体相结构以及F-T合成反应性能的影响。结果表明：Zr和K助剂降低了催化剂的比表面积。Fe和Zr间相互作用抑制了Fe/Zr/SiO2催化剂在H2和CO的还原或碳化；K助剂提高了CO的吸附并促进了催化剂在CO及原料气中的还原、碳化,但抑制了催化剂在H2中的还原和吸附；Zr、K助剂共存时,Zr和K助剂的协同效应进一步提高了对CO的吸附,还促进了催化剂在CO和原料气中的还原和碳化,从而使Fe/Zr/K/Si02催化剂具有最高的反应活性,此外,添加Zr和（或）K助剂明显提高了催化剂的稳定性。zr和（或）K助剂的添加抑制了气态烃（CH4、C2-C4）的生成,促进了链增长反应的进行。催化剂Fe/Zr/K/SiO2气态烃（CH4、C2-C4）选择性最低,C5+选择性最高。此外,烯烃选择性也随着Zr和（或）K助剂的添加而增大。单独添加Zr助剂后催化剂WGS反应活性基本不变,但添加K助剂催化剂的WGS反应活性则明显提高。通过制备不同Zr助剂浸渍量的Fe/Zr/K/SiO2催化剂,研究Zr助剂含量对Fe/K/SiO2催化剂催化结构、还原和碳化行为、物相结构以及F-T合成反应性能的影响。结果表明,添加少量的Zr助剂提高催化剂比表面积,促进催化剂的还原和碳化,提高催化剂的反应活性,但继续增加Zr浸渍量则降低催化剂比表面积,抑制催化剂的还原和碳化,降低催化剂的活性同时加速催化剂的失活。随着助剂zr浸渍量的增加,轻烃（CH4,C2-C4）选择性先减小后增加,而重烃（C5+）选择性变化趋势恰恰相反。此外,烯烃选择性也随着Zr助剂浸渍量的增加而增加。少量Zr助剂对催化剂的WGS反应活性的影响不大,但随着Zr助剂浸渍量的增加催化剂的WGS反应活性明显下降。当n（Zr）：n（Fe）=0.01时,催化剂具有高的CO转化率和高的C5+选择性。在温度为240-270℃、压力为1.0-2.0MPa、H2/CO=0.67、空速为0.3～1.ONL/（g-h）条件下对100Fe/1Zr/3K/12Si02（原子比）催化剂进行了F-T合成反应的CO消耗宏观动力学测定。采用Levenberg-Maquardit算法对动力学参数进行估值,筛选出最终的动力学模型为rCO=9.96×107×exp（-103.90×103/RT）PCOPH20.5/（1+0.87PCO）2,统计检验和相对误差分析显示该模型是适宜的,模型计算值与实验值吻合良好。
杨志琴,贾峰,刘荣[8]（2011）在《费托合成催化剂的研究进展》文中研究表明费托合成反应是将生物质转化成生物质液体燃料的技术核心,其关键是开发活性高、选择性高和稳定性好的催化剂.分析总结了近几年费托合成催化剂的分类体系、组成特点和发展状况,着重介绍了氧化锆在费托合成催化剂中的应用现状,分析发现ZrO2可以显着改善费托合成催化剂的性能.
钱炜鑫[9]（2011）在《钴基催化剂费托合成反应动力学及浆态床反应器数学模拟》文中研究说明合成气通过费托合成反应制备液体燃料对于解决我国能源供应不足以及保证国民经济稳定持久发展有着重要作用。而费托合成反应动力学的研究、反应器的数学模拟以及鼓泡浆态床反应器中费托合成产品的固液分离对于费托合成反应器的设计放大和工艺条件的优化操作具有重要的指导意义。在研究活性炭负载钴基催化剂反应性能的基础上,建立了等温积分固定床反应器中CO消耗本征速率模型、鼓泡浆态床反应器中的CO消耗宏观速率方程、详细的产物分布模型。根据CO消耗宏观速率模型以及产物分布模型建立了鼓泡浆态床反应器的数学模型,并对鼓泡浆态床反应器中费托合成的典型工况（温度230℃,压力3.0MPa,氢碳摩尔比2.0）进行了模拟,得到了反应器结构参数以及产物的出口分布。探讨了不同的操作条件对鼓泡浆态床反应器的反应性能的影响,为反应器操作条件以及结构参数的优化提供依据。采用扫描电子显微镜（SEM）、N2吸附-脱附、H2程序升温还原（H2-TPR）等方法对催化剂进行了表征。结果表明活性炭负载钴基催化剂为中孔与微孔混合的结构,表面物种为C0304,催化剂的还原可在纯氢气氛下进行,还原温度适合选取在350-400℃之间。在管式等温积分反应器中考察了反应温度、反应压力、进气空速以及原料气中H2与CO的摩尔比（以下简写为H2/CO）对活性炭负载钻基催化剂反应性能的影响,结果表明：提高反应温度、反应压力、原料气中H2/CO值,减小进气空速有利于提高CO的转化率和催化剂的活性；升高反应压力,降低反应温度、进气空速以及原料气中H2/CO值有利于提高产物中高碳产物的选择性,不利于低碳产物的生成。通过分析催化剂的费托合成的反应性能,费托合成活性炭负载钻基催化剂较优的工艺条件为：反应温度230℃,反应压力4.0 MPa,原料气H2/CO为2.0,进气空速2000 h-1,在该条件下,CO转化率为20.13%,CH4、低碳烃、高碳烃、低碳醇以及高碳醇的选择性分别为19.07%、24.11%、36.53%、15.79%和4.48%。在反应温度220-250℃,反应压力2-4 MPa,合成气中H2/CO摩尔比为1.0-2.5,空速为2000-3500 h-1的操作条件下,得到了管式等温积分反应器中费托合成活性炭负载钴基催化剂的CO消耗本征速率模型为：在反应温度210-225℃,反应压力2-4 MPa,合成气中H2/CO摩尔比为1.0-2.5,空速为400-1000 h-1的操作条件下,得到了浆态搅拌釜反应器中费托合成活性炭负载钴基催化剂的CO消耗宏观速率模型为：根据不同操作条件下产物含量随碳数n的分布情况,将烷烃、烯烃、醇类的含量分布分别近似为两条相交的直线,根据实验测得的不同碳数产物的摩尔分率Xi,线性回归得到Xi与碳数n的关联式,并将系数与操作条件进行关联,结合CO消耗速率方程,可得到各个产物的详细分布模型。通过统计检验和相对误差分析,CO消耗本征速率模型、CO消耗宏观速率模型以及详细产物分布模型用以预测反应结果是适宜的,计算值和实验值符合良好。基于费托合成CO消耗宏观速率模型、详细产物分布模型以及催化剂颗粒的沉降扩散模型,建立了费托合成鼓泡浆态床反应器的一维数学模型。在操作温度230℃,操作压力3.0 MPa,进气流量5×105Nm3·h-1,气体组成为yH2=0.60,yco=0.30,yN2=0.10,催化剂固含率30%,反应器直径5.0 m的条件下,对费托合成鼓泡浆态床反应器进行了数学模拟。计算结果表明：静液高度18.72 m,床层操作高度25.55 m,平均气含率0.27,表观气速0.43 m·s-1,石蜡油质量212.29t,催化剂质量90.98t,出口气体组成为yH2=53.57%,yco=24.60%,yN2=10.88%,YCH4=1.40%,Yc3=1.24%,yC8=0.25%,Yc23=0.01%,YCH3OH=0.21%,YC3OH=0.18%,yc8=0.040%,CO转化率24.64%,C2-4烃选择性46.19%,产量80485 t·a-1,液态烃选择性24.61%,产量47228 t·a-1,醇选择性12.85%,产量32715 t·a-1,产物总产量160429t·a-1。模拟计算了操作压力、操作温度以及原料气中H2/CO对鼓泡浆态床反应器反应性能的影响。结果表明：随着操作压力的增大,CO的转化率和醇的选择性明显增加,C2-4以及液态烃的选择性略有减小,床层平均气含率及表观气速均明显下降,床层静液高度以及操作高度随之降低,各产物的产量明显增加, C2-4以及醇的产量增幅较大,液态烃的增幅相对平缓,产物总产量从130123 t/a-1增加到182917 t/a-1,增幅明显；随着温度的升高,CO转化率明显增加,C2-4烃及醇的选择性略有增加,液态烃的选择性略有下降,表观气速略有增加,床层平均气含率保持不变,反应器的静液高度和操作床层高度明显减小,各产物的产量均随之增加,其中C2-4烃的产量相对于其他产物增幅较大；随着原料气中H2/CO的增加,表观气速以及床层平均气含率保持不变,床层静液高度以及操作高度均明显下降,CO转化率明显增大,C2-4烃的选择性增加,而液态烃的选择性随之减小,醇选择性的变化相对较小,C2-4烃、醇以及总产量均有明显的增加,液态烃产量增幅较小。在0.5 L的浆态搅拌釜反应器中考察了操作条件对费托合成产品与催化剂颗粒的固液分离效果的影响,结果表明：在釜内利用金属粉末烧结板进行内过滤,可以实现催化剂颗粒与费托合成产品的有效分离。随着内过滤操作的进行,颗粒在过滤介质表面的沉积受到过滤压差以及滤液冲刷的双重影响,使得滤饼厚度最终达到动态平衡,过滤速率趋于稳定。同时,过滤速率随温度的升高、过滤压差的增大、过滤介质孔径的增大以及浆液中固含率的减小而增大。结合因次分析方法,建立了浆态搅拌釜反应器内部过滤模型,通过统计检验以及相对误差分析,模型计算值和实验值吻合良好,模型是适宜的。
鲁丰乐[10]（2010）在《费托合成催化剂反应动力学研究与反应器数学模拟》文中研究说明费托合成制备液体燃料是解决我国能源供应不足和保障能源安全的重要途径之一,费托合成反应动力学的研究和反应器的数学模拟对费托合成反应器设计放大和优化操作具有重要的指导意义。在研究蛋壳型钴基催化剂性能的基础上,建立了CO消耗速率、碳链增长概率因子α的集总动力学模型。应用所建动力学模型,建立了蛋壳型钴基催化剂的扩散—反应模型,研究了反应压力、温度、催化剂颗粒直径对催化剂颗粒内各组分浓度分布和温度分布的影响。建立了管壳型固定床反应器的一维拟均相数学模型,对合成油中试装置工况模拟,讨论合成油中试装置操作条件和反应器装置参数对反应器性能的影响。采用SEM、BET、XRD、TPR等表征方法对催化剂进行表征,结果表明蛋壳型催化剂为中孔结构,表面钴物种是C0304,分散度良好,适宜焙烧温度为450℃,还原程序为不同氢含量的气氛,程序升温,最高还原温度为380℃。在直流流动等温积分反应器中研究蛋壳型钴基催化剂的反应性能,结果表明提高压力、提高温度、增加H2／CO摩尔比和降低气体空速都可提高CO转化率,提高压力、降低温度、减小H2／CO摩尔比和降低气体空速都有利于重质烃生成,提高产物中C5+的选择性和Cs+的收率。并且在压力3.5MPa,温度225℃,H2与CO摩尔比应在2.0,气体空速为1000h-1的反应条件下,费托合成反应运行400h,CO和H2转化率保持在0.72、0.70,产物甲烷、低碳烃、油和蜡的产量保持8.9μg/s、6.7μg/s、25.3μg/s和42.2μg/s, C5+收率保持在171.2g/Nm3,催化剂反应稳定性良好。在反应压力1-5MPa,温度190-240℃,合成气中H2／CO摩尔比为1.40～2.50,空速为500-5000h-1的实验条件下,蛋壳型钴基催化剂的集总动力学模型为：通过统计检验和残差分析,CO消耗速率模型和碳链增长概率因子α模型是适宜的,计算值和实验值符合良好。利用所建集总动力学模型,分析不同反应压力、温度、H2／CO摩尔比和气体体积空速对费托合成反应结果的影响。建立了蛋壳型钴基颗粒催化剂的扩散-反应模型,在反应压力3MPa、温度225℃、H2／CO摩尔比2.0和空速1000h-1的条件下,采用正交配置法模拟计算催化剂颗粒内部CO、H2和CH4、C3H8、C10H22的浓度和浓度变化梯度以及颗粒内温度分布,结果表明在催化剂颗粒内活性部位外层到内层温度呈上升趋势,最大温差为2.15℃,在催化剂颗粒活性部位的内层H2／CO摩尔比增大,在颗粒活性部位的内层不利于重质烃的生成。利用颗粒催化剂的扩散-反应模型,分析反应压力、温度、催化剂颗粒直径对费托合成的反应结果的影响。反应压力提高,催化剂颗粒内CO、H2浓度有所下降,颗粒内H2／CO摩尔比增大,催化剂颗粒内温度略有升高,颗粒内最大温差为2.61℃,产物CH4、C3H8、C1oH22的浓度略有增加；反应温度的提高,催化剂颗粒内温度升高显着,颗粒内最大温差为2.64℃,CO和H2的有效扩散系数增加,颗粒内H2／CO摩尔比增大,催化剂颗粒内CH4、C3H8、C1oH22的浓度都有所增加,CH4的浓度增加尤为显着,表明温度的提高不利于重质烃的生成；催化剂颗粒的直径减小,催化剂催化剂颗粒内温度降低,颗粒内最大温差为1.46℃,颗粒内CO、H2的浓度有所增加,颗粒内H2／CO摩尔减小,可见较小颗粒的催化剂可减少反应物和产物的扩散阻力,有利于重质烃的生成。应用集总动力学模型,建立了管壳型固定床费托合成反应器的一维拟均相模型。在合成油中试试验条件下工况模拟结果为：CO、H2转化率分别为0.320、0.321,反应器出口CH4、C3H8、C10H22、C22H46的流量分别为780.16、251.77、114.14、140.80kg·h-1,产物Cs+的质量分数为80.52%,C5+的时空产率为119.36g·（L催化剂·h）-1,与中试试验值相对误差不超过5%,催化床层温度计算值与模型值绝对误差在0.23-2.30K之间,最大相对误差为1.06%,床层压力降计算值为0.629MPa与试验值0.630MPa接近,表明模型计算值与试验值吻合良好。探讨合成油中试装置操作条件和反应器装置参数对反应器性能的影响。模拟结果显示,提高反应器进口温度,催化床层温度升高,反应器出口温度变化不大,CO转化率提高,产物中C5+的质量分数有所减少,C5+的时空收率上升；提高反应器进口压力,床层温度和热点温度升高,甲烷的质量分数增大,C5+的质量分数有所减小,C5+时空产率略有增加；增大反应器进口气体空速,床层温度和热点温度下降,产物中C5+的质量分数增大,C5+的时空收率有所减少；增大反应器进口气体中H2／CO摩尔比,床层温度和热点温度降低,产物中Cs+的质量分数减低,Cs+的时空收率减小；提高管外沸腾水温度,催化床层温度、热点温度和反应器出口温度升高,产物中C5+的质量百分数明显减小,C5+的时空收率有所增大；增加反应器催化床层高度,催化床层温度降低,产物中C5+的质量分数明显增大,但C5+的时空收率有所降低；增大反应管管径,催化床层的温度和热点温度升高,产物中C5+的质量分数明显减小,C5+的时空收率增大。
二、鼓泡浆态床费托合成Co/SiO_2细粒子催化剂研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、鼓泡浆态床费托合成Co/SiO_2细粒子催化剂研究（论文提纲范文）
（1）费托合成催化剂助剂研究进展（论文提纲范文）
| 1 电子型助剂 |
| 1.1 碱金属助剂 |
| 1.2 过渡金属助剂 |
| 2 结构型助剂 |
| 2.1 无机氧化物载体 |
| 2.2 介孔分子筛 |
| 3 结论与展望 |
（2）费托合成制低碳烯烃稀土金属改性铁基催化剂研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 前言 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 研究目的 |
| 1.3 研究内容及创新点 |
| 第2章 文献综述 |
| 2.1 费托合成 |
| 2.1.1 费托合成反应 |
| 2.1.2 费托合成热力学与动力学 |
| 2.2 费托合成反应机理 |
| 2.2.1 表面碳化物机理 |
| 2.2.2 烯基机理 |
| 2.2.3 烯醇机理 |
| 2.2.4 羰基插入机理 |
| 2.2.5 双活体中间体机理 |
| 2.3 费托合成催化剂 |
| 2.3.1 活性组分 |
| 2.3.2 助剂 |
| 2.3.3 载体 |
| 2.3.4 制备方法 |
| 2.4 费托合成反应器 |
| 2.4.1 固定床反应器 |
| 2.4.2 流化床反应器 |
| 2.4.3 浆态床反应器 |
| 2.4.4 微通道反应器 |
| 2.5 费托合成工艺 |
| 2.5.1 德国Ruhrchemie工艺 |
| 2.5.2 美国Hydrocol工艺 |
| 2.5.3 南非Sasol工艺 |
| 2.5.4 荷兰SMDS工艺 |
| 2.5.5 美国AGC-21工艺 |
| 2.5.6 我国FTS工艺 |
| 第3章 实验部分 |
| 3.1 催化剂制备 |
| 3.1.1 试剂与设备 |
| 3.1.2 催化剂制备方法 |
| 3.2 催化剂表征 |
| 3.2.1 X射线衍射(XRD) |
| 3.2.2 N_2物理吸附(BET) |
| 3.2.3 H_2程序升温还原(H_2-TPR) |
| 3.2.4 CO/H_2/CO_2程序升温脱附(CO/H_2/CO_2-TPD) |
| 3.2.5 扫描电子显微镜(SEM) |
| 3.2.6 透射电子显微镜(TEM) |
| 3.2.7 X射线光电子能谱(XPS) |
| 3.2.8 穆斯堡尔谱(MES) |
| 3.2.9 热重分析(TGA) |
| 3.2.10 电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP) |
| 3.3 催化剂性能评价 |
| 3.3.1 实验装置与设备 |
| 3.3.2 催化剂考评流程 |
| 第4章 共沉淀铁基催化剂 |
| 4.1 催化剂制备 |
| 4.2 催化剂表征 |
| 4.2.1 XRD |
| 4.2.2 低温N_2物理吸附 |
| 4.2.3 CO-TPD |
| 4.2.4 H_2-TPR |
| 4.2.5 XPS |
| 4.2.6 MES |
| 4.3 催化剂性能评价 |
| 4.4 反应条件对FeMn催化剂FTS性能的影响 |
| 4.4.1 温度 |
| 4.4.2 压力 |
| 4.4.3 空速 |
| 4.5 小结 |
| 第5章 稀土金属改性FeMn催化剂 |
| 5.1 催化剂制备 |
| 5.2 催化剂表征 |
| 5.2.1 XRD |
| 5.2.2 低温N_2物理吸附 |
| 5.2.3 HRTEM |
| 5.2.4 XPS |
| 5.2.5 CO-TPD |
| 5.2.6 CO_2-TPD |
| 5.2.7 H_2-TPD |
| 5.2.8 MES |
| 5.3 催化剂性能评价 |
| 5.3.1 CO转化率 |
| 5.3.2 烃分布 |
| 5.4 误差分析 |
| 5.5 小结 |
| 第6章 不同Sm含量的FeMn催化剂 |
| 6.1 催化剂制备 |
| 6.2 催化剂表征 |
| 6.2.1 XRD |
| 6.2.2 低温N_2物理吸附 |
| 6.2.3 TEM |
| 6.2.4 XPS |
| 6.2.5 CO-TPD |
| 6.2.6 CO_2-TPD |
| 6.2.7 H_2-TPD |
| 6.2.8 H_2-TPR |
| 6.2.9 MES |
| 6.3 催化剂性能评价 |
| 6.3.1 CO转化率 |
| 6.3.2 烃分布 |
| 6.4 小结 |
| 第7章 共沉淀纳米FeMnSm催化剂 |
| 7.1 催化剂制备 |
| 7.2 催化剂表征 |
| 7.2.1 XRD |
| 7.2.2 N_2物理吸附 |
| 7.2.3 SEM |
| 7.2.4 MES |
| 7.2.5 XPS |
| 7.2.6 H_2-TPR |
| 7.2.7 CO-TPD |
| 7.2.8 H_2-TPD |
| 7.2.9 TG |
| 7.3 催化剂性能评价 |
| 7.3.1 CO转化率 |
| 7.3.2 烃分布 |
| 7.3.3 FTS稳定性 |
| 7.4 小结 |
| 第8章 核壳型铁基催化剂 |
| 8.1 催化剂制备 |
| 8.2 催化剂表征 |
| 8.2.1 XRD |
| 8.2.2 低温N_2物理吸附 |
| 8.2.3 TEM |
| 8.2.4 CO-TPD |
| 8.2.5 MES |
| 8.2.6 TG |
| 8.3 催化剂性能评价 |
| 8.3.1 CO转化率与烃分布 |
| 8.3.2 FTS稳定性 |
| 8.4 小结 |
| 第9章 结论与展望 |
| 9.1 结论 |
| 9.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 项目来源 |
| 博士期间论文发表情况 |
（3）铁基催化剂费托合成反应动力学研究及大型浆态床反应器模拟（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 前言 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 研究目的 |
| 1.3 主要内容及创新点 |
| 第2章 文献综述 |
| 2.1 F-T合成反应 |
| 2.1.1 F-T合成主要反应 |
| 2.1.2 F-T合成产物分布 |
| 2.2 F-T合成催化剂 |
| 2.2.1 催化剂活性组分 |
| 2.2.2 助剂 |
| 2.2.3 载体 |
| 2.2.4 制备方法 |
| 2.3 F-T合成反应机理 |
| 2.3.1 表面碳化物机理 |
| 2.3.2 CO插入机理 |
| 2.3.3 烷基化机理 |
| 2.3.4 烯醇机理 |
| 2.3.5 其他反应机理 |
| 2.4 F-T合成反应动力学 |
| 2.4.1 CO消耗速率模型 |
| 2.4.2 F-T合成的详细动力学模型 |
| 2.5 F-T合成工艺及反应器 |
| 2.5.1 低温F-T合成工艺 |
| 2.5.2 高温F-T合成工艺 |
| 2.5.3 F-T合成反应器 |
| 2.5.4 F-T合成鼓泡浆态床反应器的数学模型 |
| 第3章 实验部分 |
| 3.1 催化剂制备 |
| 3.1.1 试剂与原料 |
| 3.1.2 实验仪器及设备 |
| 3.1.3 催化剂的制备 |
| 3.2 催化剂表征 |
| 3.2.1 氮气物理吸附 |
| 3.2.2 X射线衍射(XRD) |
| 3.2.3 扫描电子显微镜(SEM) |
| 3.2.4 X射线能谱分析(EDS) |
| 3.2.5 H_2程序升温还原(H2-TPR) |
| 3.2.6 CO程序升温脱附(CO-TPD) |
| 3.3 催化剂性能考评 |
| 3.3.1 实验流程及步骤 |
| 3.3.2 实验装置与仪器 |
| 3.3.3 催化剂的装填与还原 |
| 3.3.4 F-T合成产物的分析 |
| 第4章 沉淀铁基催化剂费托合成产物分布 |
| 4.1 催化剂制备条件 |
| 4.1.1 沉淀剂的选择 |
| 4.1.2 pH值的选择 |
| 4.1.3 沉淀温度的选择 |
| 4.1.4 焙烧温度的选择 |
| 4.1.5 洗涤程度的选择 |
| 4.2 催化剂表征 |
| 4.2.1 SEM和EDS |
| 4.2.2 多晶X射线衍射(XRD) |
| 4.2.3 低温氮气吸附 |
| 4.2.4 程序升温还原(H_2-TPR) |
| 4.3 催化剂性能考评 |
| 4.3.1 反应条件对CO反应速率及消耗速率的影响 |
| 4.3.2 反应条件对产物分布的影响 |
| 4.4 催化剂稳定性测试 |
| 4.5 小结 |
| 第5章 F-T合成反应集总动力学模型 |
| 5.1 F-T合成反应CO消耗本征速率模型建立 |
| 5.1.1 反应机理及模型假设 |
| 5.1.2 模型推导 |
| 5.2 动力学试验流程及实验数据 |
| 5.3 CO消耗本征速率模型求解 |
| 5.3.1 模型参数 |
| 5.3.2 模型检验 |
| 5.4 F-T合成产物分布模型 |
| 5.4.1 碳链增长概率因子α模型 |
| 5.4.2 模型参数 |
| 5.4.3 模拟结果分析 |
| 5.5 小结 |
| 第6章 F-T合成反应CO消耗宏观动力学模型 |
| 6.1 F-T合成宏观反应动力学 |
| 6.2 实验装置 |
| 6.3 实验结果及分析 |
| 6.3.1 温度对催化剂反应性能的影响 |
| 6.3.2 压力对催化剂反应性能的影响 |
| 6.3.3 气体流量对催化剂反应性能的影响 |
| 6.3.4 合成气组成对催化剂反应性能的影响 |
| 6.4 CO消耗速率模型 |
| 6.4.1 模型建立 |
| 6.4.2 模型选取及参数估值、模型检验 |
| 6.5 小结 |
| 第7章 F-T合成SBCR数学模拟 |
| 7.1 模型的建立 |
| 7.1.1 质量守恒 |
| 7.1.2 模型参数 |
| 7.1.3 反应动力学 |
| 7.2 结果与讨论 |
| 7.2.1 反应器直径对SBCR反应性能的影响 |
| 7.2.2 反应温度对SBCR反应性能的影响 |
| 7.2.3 反应压力对SBCR反应性能的影响 |
| 7.2.4 气体组成对SBCR反应性能的影响 |
| 7.2.5 固含率对SBCR反应性能的影响 |
| 7.3 小结 |
| 第8章 结论与展望 |
| 8.1 沉淀铁基催化剂的反应性能 |
| 8.2 CO消耗速率与产物分布 |
| 8.3 大型F-T合成浆态床反应器的数学模型 |
| 8.4 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 项目来源 |
| 博士学习期间论文的发表情况 |
（4）煤间接液化合成油技术研究现状及展望（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 费托合成反应机理 |
| 1.1 早期经典费托合成反应机理 |
| 1.1.1 表面碳化物机理 |
| 1.1.2 含氧中间体(烯醇)缩聚机理 |
| 1.1.3 CO插入机理 |
| 1.1.4 双中间体缩聚机理 |
| 1.2 近期费托合成反应机理 |
| 1.2.1 C2活性物种机理 |
| 1.2.2 烯烃重吸附的碳化物机理 |
| 1.2.3 网络反应机理 |
| 2 费托合成反应动力学 |
| 2.1 CO消耗速率动力学模型 |
| 2.2 详细动力学模型 |
| 3 费托合成催化剂 |
| 3.1 铁基催化剂 |
| 3.2 钴基催化剂 |
| 3.3 其他新型催化剂 |
| 1)复合型双功能催化剂 |
| 2)多元金属催化剂 |
| 3)新型载体催化剂 |
| 4 煤间接液化工艺 |
| 4.1 发展概况 |
| 4.2 国内煤间接液化工艺 |
| 4.2.1 中科院山西煤化所间接液化制油工艺 |
| 4.2.2 兖矿集团的煤间接液化制油工艺 |
| 5 结语及展望 |
（5）锆改性钴基催化剂费托合成反应性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 文献综述 |
| 1.1 费托合成概述 |
| 1.1.1 费托合成简介 |
| 1.1.2 费托合成催化剂 |
| 1.1.3 费托合成技术研究进展 |
| 1.2 钴基催化剂的研究 |
| 1.2.1 前驱体影响 |
| 1.2.2 载体效应 |
| 1.2.3 助剂效应 |
| 1.3 ZrO_2在 F-T 合成催化剂中的应用 |
| 1.4 等离子体技术在制备催化剂中的应用 |
| 1.5 论文的选题背景及思路 |
| 第二章 试验方法及实验装置 |
| 2.1 催化剂的制备 |
| 2.1.1 Co/SiO_2催化剂的制备 |
| 2.1.2 Co/SiO_2催化剂的改性 |
| 2.1.3 等离子体制备催化剂 |
| 2.2 催化剂的表征方法 |
| 2.2.1 氮气物理吸附 |
| 2.2.2 氢气程序升温还原(H_2-TPR) |
| 2.2.3 氢气程序升温脱附(H_2-TPD) |
| 2.2.4 X 射线衍射分析(XRD) |
| 2.2.5 场发透射电子显微镜(TEM) |
| 2.2.6 扫描电子显微镜(SEM) |
| 2.3 催化剂的 F-T 反应性能评价 |
| 2.4 实验所用试剂及规格 |
| 2.5 实验仪器和设备 |
| 第三章 SiO_2载体及助剂对钴基催化剂 F-T 合成反应性能的影响 |
| 3.1 载体 SiO_2孔结构对 F-T 合成催化剂性能的影响 |
| 3.1.1 不同孔径 Co/SiO_2催化剂的表征结果与分析 |
| 3.1.2 催化剂 F-T 合成反应性能测定 |
| 3.2 三种助剂对 F-T 合成 Co/SiO_2催化剂性能的影响 |
| 3.2.3 改性后催化剂的表征结果与分析 |
| 3.2.4 催化剂 F-T 合成反应性能的测定 |
| 3.3 小结 |
| 第四章 Co/Zr/SiO_2催化剂 F-T 反应工艺条件考察 |
| 4.1 锆含量对 Co 基 F-T 合成催化剂性能的影响 |
| 4.1.1 不同锆含量 Co/Zr/SiO_2催化剂的孔结构变化 |
| 4.1.2 不同锆含量 Co/Zr/SiO_2催化剂的还原性能 |
| 4.1.3 锆含量对催化 F-T 合成反应活性的影响 |
| 4.2 Co/Zr/SiO_2催化剂 F-T 合成工艺条件的考察 |
| 4.2.1 空速的影响 |
| 4.2.2 反应温度的影响 |
| 4.2.3 H_2/CO 配比的影响 |
| 4.2.4 反应压力的影响 |
| 4.3 小结 |
| 第五章 DBD 处理对锆改性 Co/SiO_2催化剂 F-T 反应性能的影响 |
| 5.1 催化剂的表征及分析 |
| 5.1.1 催化剂比表面及孔结构测定 |
| 5.1.2 催化剂的 H_2-TPR 表征 |
| 5.1.3 催化剂的 H_2-TPD 表征 |
| 5.1.4 催化剂的 XRD 表征 |
| 5.1.5 催化剂的 TEM 表征 |
| 5.2 催化剂的 F-T 合成反应性能评价 |
| 5.3 小结 |
| 第六章 结论 |
| 参考文献 |
| 发表论文和参加科研情况说明 |
| 致谢 |
（6）浆态床费托合成反应工程与催化剂适用性探讨（论文提纲范文）
| 1 对合成气和催化剂的要求 |
| 1.1 合成气中的硫含量 |
| 1.2 催化剂的密度 |
| 1.3 催化剂的磨耗 |
| 1.4 固液分离 |
| 2 适用于浆态床反应器费托合成的催化剂 |
| 2.1 铁基催化剂 |
| 2.2 钴基催化剂 |
| 3 浆态床反应器流体力学特征 |
| 4 结语 |
（7）Zr、K改性费托合成铁基催化剂的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 前言 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 研究目的 |
| 1.3 论文的内容及创新点 |
| 第2章 文献综述 |
| 2.1 F-T合成概况 |
| 2.1.1 国外研究概况 |
| 2.1.2 国内研究概况 |
| 2.2 F-T合成反应器及合成技术 |
| 2.2.1 高温F-T合成技术 |
| 2.2.2 低温F-T合成技术 |
| 2.3 F-T合成催化剂 |
| 2.3.1 F-T合成催化剂特点 |
| 2.3.2 F-T合成铁基催化剂 |
| 2.3.2.1 结构助剂 |
| 2.3.2.2 碱金属及碱士金属助剂 |
| 2.3.2.3 过渡金属助剂 |
| 2.4 F-T合成反应机理 |
| 2.5 F-T合成反应动力学 |
| 2.5.1 CO消耗速率模型 |
| 2.5.2 详细动力学模型 |
| 第3章 催化剂制备及反应性能测试 |
| 3.1 催化剂制备 |
| 3.1.1 实验原料 |
| 3.1.2 制备方法 |
| 3.1.3 所需设备 |
| 3.2 催化剂表征 |
| 3.2.1 催化剂样品的处理 |
| 3.2.2 N_2物理吸附 |
| 3.2.3 X射线荧光光谱(XRF) |
| 3.2.4 扫描电子显微镜(SEM) |
| 3.2.5 程序升温还原(TPR) |
| 3.2.6 程序升温脱附(TPD) |
| 3.2.7 X射线衍射(XRD) |
| 3.2.8 穆斯堡尔谱(MES) |
| 3.3 催化剂反应性能测试 |
| 3.3.1 实验流程 |
| 3.3.2 实验用气体 |
| 3.3.3 实验设备与仪器 |
| 3.4 产物分析方法 |
| 3.5 物理量定义 |
| 第4章 Zr助剂添加方式对铁基催化剂F-T合成反应性能的影响 |
| 4.1 实验部分 |
| 4.2 催化剂表征 |
| 4.2.1 BET表面积及孔径分布 |
| 4.2.2 还原与碳化性能 |
| 4.2.3 还原及反应后催化剂的体相结构 |
| 4.3 F-T反应性能研究 |
| 4.3.1 催化剂的F-T反应活性及稳定性 |
| 4.3.2 催化剂的F-T反应产物选择性 |
| 4.4 小结 |
| 第5章 Zr、K助剂对铁基催化剂F-T合成反应性能的影响 |
| 5.1 实验部分 |
| 5.2 催化剂表征 |
| 5.2.1 催化剂组成、BET表面积及孔径分布 |
| 5.2.2 还原与碳化性能 |
| 5.2.3 H_2和CO的程序升温脱附 |
| 5.2.4 还原及反应后催化剂的体相结构 |
| 5.3 F-T反应性能研究 |
| 5.3.1 催化剂的F-T反应活性及稳定性 |
| 5.3.2 催化剂的F-T反应产物选择性 |
| 5.4 小结 |
| 第6章 Zr助剂添加量对铁基催化剂F-T合成反应性能的影响 |
| 6.1 实验部分 |
| 6.2 催化剂表征 |
| 6.2.1 催化剂组成、BET表面积及孔径分布 |
| 6.2.2 还原与碳化性能 |
| 6.2.3 还原及反应后催化剂的体相结构 |
| 6.3 F-T反应性能研究 |
| 6.3.1 催化剂的F-T反应活性及稳定性 |
| 6.3.2 催化剂的F-T反应产物选择性 |
| 6.4 小结 |
| 第7章 浆态床铁基催化剂F-T合成反应动力学 |
| 7.1 F-T合成化学计量关系 |
| 7.2 F-T合成动力学模型的推导 |
| 7.3 F-T合成宏观动力学 |
| 7.3.1 实验装置及实验数据 |
| 7.3.2 模型的选取以及参数估值和模型检验 |
| 7.4 小结 |
| 第8章 结论与展望 |
| 8.1 zr助剂添加方式对铁基催化剂F-T合成反应性能的影响 |
| 8.2 Zr、K助剂对铁基催化剂F-T合成反应性能的影响 |
| 8.3 Zr助剂添加量对铁基催化剂F-T合成反应性能的影响 |
| 8.4 浆态床铁基催化剂F-T合成反应动力学研究 |
| 8.5 展望 |
| 符号说明 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 项目来源 |
| 博士学习期间论文的发表情况 |
（9）钴基催化剂费托合成反应动力学及浆态床反应器数学模拟（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 前言 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 研究目的 |
| 1.3 论文的内容及创新点 |
| 第2章 文献综述 |
| 2.1 费托合成反应及生产工艺 |
| 2.2 费托合成催化剂 |
| 2.3 费托合成反应机理 |
| 2.4 费托合成反应动力学 |
| 2.4.1 CO消耗速率模型 |
| 2.4.2 费托合成的详细动力学模型 |
| 2.5 费托合成反应器及数学模拟 |
| 2.5.1 费托合成反应器 |
| 2.5.2 费托合成鼓泡浆态床反应器的数学模型 |
| 2.6 浆态搅拌釜反应器中的固液分离 |
| 2.6.1 重力沉降分离 |
| 2.6.2 离心分离 |
| 2.6.3 超临界流体萃取分离 |
| 2.6.4 磁分离技术 |
| 2.6.5 过滤分离 |
| 2.6.6 内部过滤及其研究现状 |
| 第3章 活性炭负载钴基催化剂的反应性能 |
| 3.1 实验部分 |
| 3.1.1 原料及实验设备 |
| 3.1.2 实验流程及步骤 |
| 3.1.3 产物的分析 |
| 3.2 催化剂的表征 |
| 3.3 催化剂表征结果 |
| 3.3.1 催化剂的N_2吸附脱附表征结果 |
| 3.3.2 催化剂的扫描电子显微镜表征结果 |
| 3.3.3 H_2-TPR表征结果 |
| 3.4 催化剂反应结果分析 |
| 3.4.1 操作条件对CO消耗以及产物选择性的影响 |
| 3.4.2 操作条件对产物分布的影响 |
| 3.5 小结 |
| 第4章 活性炭负载钻基催化剂反应动力学 |
| 4.1 费托合成本征动力学模型 |
| 4.1.1 反应机理及模型假设 |
| 4.1.2 模型推导 |
| 4.1.3 实验装置及实验数据 |
| 4.1.4 模型参数估值及模型检验 |
| 4.2 费托合成宏观动力学模型 |
| 4.2.1 实验装置及实验数据 |
| 4.2.2 模型的选取以及模型参数估值和模型校验 |
| 4.3 费托合成详细产物分布模型 |
| 4.3.1 模型的建立、参数回归以及模型检验 |
| 4.3.2 操作条件对费托合成产物分布的影响模拟 |
| 4.4 小结 |
| 第5章 费托合成鼓泡淤浆床反应器数学模拟 |
| 5.1 模型的建立及数学求解 |
| 5.2 模拟结果与讨论 |
| 5.2.1 费托合成鼓泡浆态床反应器的模拟结果 |
| 5.2.2 操作压力对反应器性能的影响 |
| 5.2.3 操作温度对反应器性能的影响 |
| 5.2.4 氢碳比对反应器性能的影响 |
| 5.3 小结 |
| 第6章 浆态床反应器中费托合成产物的分离 |
| 6.1 分离方式的选择 |
| 6.2 实验装置及流程 |
| 6.2.1 实验设备及原料 |
| 6.2.2 实验流程 |
| 6.2.3 实验条件 |
| 6.3 实验数据及分析 |
| 6.3.1 过滤压差对过滤速率的影响 |
| 6.3.2 温度对过滤速率的影响 |
| 6.3.3 搅拌釜中固含率对过滤速率的影响 |
| 6.3.4 过滤介质孔径对过滤速率的影响 |
| 6.4 浆态床内部过滤的数学模拟 |
| 6.4.1 浆态床内部过滤模型的建立 |
| 6.4.2 模型参数的估值以及模型的检验 |
| 6.5 小结 |
| 第7章 结论 |
| 7.1 活性炭负载钴基催化剂的反应性能 |
| 7.2 活性炭负载钴基催化剂的反应动力学模型 |
| 7.3 浆态鼓泡床反应器的数学模型 |
| 7.4 浆态鼓泡床反应器中费托合成产物的分离 |
| 符号说明 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 项目来源 |
| 博士学习期间论文的发表情况 |
（10）费托合成催化剂反应动力学研究与反应器数学模拟（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 前言 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 研究目的 |
| 1.3 论文的内容及创新点 |
| 第2章 文献综述 |
| 2.1 费托合成反应工艺 |
| 2.2 费托合成反应和反应机理 |
| 2.3 费托合成催化剂 |
| 2.4 费托合成反应动力学 |
| 2.5 费托合成颗粒催化剂的模型 |
| 2.6 费托合成反应器和数学模拟 |
| 2.6.1 费托合成反应器 |
| 2.6.2 费托合成反应器的数学模拟 |
| 第3章 蛋壳型钴基催化剂的反应性能 |
| 3.1 实验部分 |
| 3.1.1 实验原料和设备 |
| 3.1.2 实验流程 |
| 3.1.3 实验步骤 |
| 3.2 催化剂的表征方法和产物的分析方法 |
| 3.2.1 扫描电子显微镜(SEM) |
| 3.2.2 BET吸附分析 |
| 3.2.3 X射线衍射分析(XRD) |
| 3.2.4 热重—差示扫描量热分析(TG-DSC) |
| 3.2.5 程序升温还原(TPR) |
| 3.2.6 产物的分析方法 |
| 3.3 催化剂表征结果与讨论 |
| 3.3.1 催化剂的外部形貌和孔结构 |
| 3.3.2 催化剂的体相表征 |
| 3.3.3 催化剂的热稳定性和还原性 |
| 3.4 催化剂反应结果与讨论 |
| 3.4.1 压力对反应结果的影响 |
| 3.4.2 温度对反应结果的影响 |
| 3.4.3 合成气H2与CO摩尔比对反应结果的影响 |
| 3.4.4 空速对反应结果的影响 |
| 3.5 蛋壳型钴基催化剂的费托合成反应稳定性 |
| 3.6 小结 |
| 第4章 蛋壳型钴基催化剂的动力学研究 |
| 4.1 动力学模型 |
| 4.1.1 动力学模型的建立 |
| 4.1.2 CO消耗速率方程 |
| 4.1.3 费托合成产物分布模型 |
| 4.2 实验结果 |
| 4.2.1 实验数据 |
| 4.2.2 物料衡算 |
| 4.3 CO消耗速率模型的参数估值和模型检验 |
| 4.4 碳链增长概率因子α模型 |
| 4.5 操作条件对费托合成反应结果的影响模拟 |
| 4.5.1 压力对费托合成反应结果的影响的模拟计算 |
| 4.5.2 温度对费托合成反应结果的影响的模拟计算 |
| 4.5.3 合成气中H2/CO摩尔比对费托合成反应结果的影响的模拟计算 |
| 4.5.4 空速对费托合成反应结果的影响的模拟计算 |
| 4.6 小结 |
| 第5章 蛋壳型钴基颗粒催化剂的扩散—反应模型 |
| 5.1 蛋壳型球形颗粒催化剂的扩散—反应模型 |
| 5.1.1 蛋壳型球形催化剂颗粒内浓度分布 |
| 5.1.2 蛋壳型球形催化剂颗粒内温度分布 |
| 5.2 扩散系数、导热系数和反应热的计算 |
| 5.2.1 扩散系数的计算 |
| 5.2.2 有效导热系数的计算 |
| 5.2.3 反应热的计算 |
| 5.3 蛋壳型钴基颗粒催化剂扩散—反应模型分析 |
| 5.3.1 蛋壳型催化剂颗粒内反应分析 |
| 5.3.2 反应温度对催化剂颗粒内反应结果的影响 |
| 5.3.3 反应压力对催化剂颗粒内反应结果的影响 |
| 5.3.4 颗粒直径对催化剂颗粒内反应结果的影响 |
| 5.4 小结 |
| 第6章 管壳型固定床费托合成反应器数学模型 |
| 6.1 合成油中试装置介绍 |
| 6.2 管壳型固定床费托合成反应器数学模型 |
| 6.2.1 费托合成反应器一维拟均相模型 |
| 6.2.2 基础物性数据 |
| 6.3 合成油中试装置工况模拟 |
| 6.3.1 合成油中试装置工况条件 |
| 6.3.2 合成油中试装置工况模拟结果 |
| 6.4 管壳型固定床费托合成反应器模型分析 |
| 6.4.1 反应器入口温度对反应器性能影响 |
| 6.4.2 反应器进口压力对反应器性能影响 |
| 6.4.3 反应器进口气体空速对反应器性能影响 |
| 6.4.4 反应器进H2/CO摩尔比对反应器性能影响 |
| 6.4.5 管外沸腾水温度反应器性能影响 |
| 6.4.6 反应器催化床层高度对反应器性能影响 |
| 6.4.7 反应管管径对反应器性能影响 |
| 6.5 小结 |
| 第7章 结论 |
| 7.1 蛋壳型钴基催化剂的性能 |
| 7.2 蛋壳型钴基催化剂的动力学模型 |
| 7.3 蛋壳型钴基颗粒催化剂扩散-反应模型 |
| 7.4 管壳型固定床反应器数学模拟 |
| 符号说明 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 项目来源 |
| 博士学习期间论文的发表情况 |
四、鼓泡浆态床费托合成Co/SiO_2细粒子催化剂研究（论文参考文献）
- [1]费托合成催化剂助剂研究进展[J]. 蒙延斐,江永军,金政伟,庄壮,张安贵. 合成材料老化与应用, 2021(03)
- [2]费托合成制低碳烯烃稀土金属改性铁基催化剂研究[D]. 韩忠昊. 华东理工大学, 2021(08)
- [3]铁基催化剂费托合成反应动力学研究及大型浆态床反应器模拟[D]. 颜芳. 华东理工大学, 2020(01)
- [4]煤间接液化合成油技术研究现状及展望[J]. 王学云,胡发亭,王光耀. 洁净煤技术, 2020(01)
- [5]锆改性钴基催化剂费托合成反应性能研究[D]. 江云辉. 天津大学, 2013(03)
- [6]浆态床费托合成反应工程与催化剂适用性探讨[J]. 朱加清,吕毅军,常海. 石油化工, 2012(05)
- [7]Zr、K改性费托合成铁基催化剂的研究[D]. 张皓荐. 华东理工大学, 2012(08)
- [8]费托合成催化剂的研究进展[J]. 杨志琴,贾峰,刘荣. 南京师范大学学报(工程技术版), 2011(02)
- [9]钴基催化剂费托合成反应动力学及浆态床反应器数学模拟[D]. 钱炜鑫. 华东理工大学, 2011(04)
- [10]费托合成催化剂反应动力学研究与反应器数学模拟[D]. 鲁丰乐. 华东理工大学, 2010(10)