费托合成催化剂的制备及反应动力学研究
发展费托合成技术(FTS)，一方面能解决中国目前面临的能源安全问题，另一方面能充分地利用煤炭资源，对解决目前所面临的环境问题具有战略意义。催化剂的制备及其动力学的研究，有利于优化费托合成工艺的操作条件，指导反应器的设计放大。 本文采用等体积浸渍法，采用γ-氧化铝载体，通过添加不同的助剂，自行成功制备了具有良好催化性能的催化剂-A和催化剂-B。通过比较其性能差异，选择催化剂-A进行动力学研究。 通过一系列表征，得到该催化剂的表面物种为Co3O4，其活性物种为Co。该催化剂活性物种的分散度良好，比表面积较大。通过H2-TPR分析，确定还原温度在400℃～500℃之间。 本文考察了温度、压力、合成气通入空速、以及H2/CO（摩尔比）对催化剂-A的性能影响。结果表明，升高温度、升高压力、降低进料空速、增大进料H2/CO的摩尔比，能提高CO的转化率。通过长周期实验，绘制了催化剂-A的失活曲线，为动力学实验提供了参考依据。费托合成动力学实验的操作温度为190℃～203℃，压力为2.0MPa～3.5MPa，进料空速为500h-1～2000h-1，进料H2与CO的摩尔比为1～2.5。 本文根据动力学实验数据，利用集总思想，结合物料衡算，得到相应的微分方程。通过matlab软件编程，采用龙格库塔法解微分，求取参数初值，并用生物地理学算法对参数进行优化。本文最终建立了CO消耗动力学模型以及烃类产物生成速率的动力学模型。选取95％的置信区间，通过对模型进行F检验，结果表明所建立的模型对预测CO的消耗及烃类产物的生成是适宜的。
催化剂;制备工艺;γ-氧化铝;费托合成技术;反应动力学
北京化工大学
硕士
化学工程与技术
王际东
2017
中文
TQ426.6
96
2017-08-15（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）