F-T固废黏附特性调控及成浆特性研究

F-T固废由含油铁基废催化剂和稳定渣蜡组成,含有55%~65%的蜡质组份,属于危废。文中通过将F-T固废与水煤浆气化装置煤粉进行共混复配,研究了F-T固废黏附特性调控,添加F-T固废的水煤浆表观黏度、静态稳定性等成浆性能,为在气化装置上掺烧F-T固废,实现资源化利用提供了可靠的实验数据。结果表明:添加烷基酚聚氧乙烯醚或十二烷基苯磺酸钠,可以有效改善F-T固废的黏附特性;相同成浆浓度下,含有F-T固废的水煤浆表观黏度随固废含量增加而增大;当添加10%F-T固废,水煤浆最大成浆浓度由62.2%下降到了60.7%。

搅拌釜反应器中添加二氧化碳对费托合成反应的影响

为研究CO_(2)对铁基催化剂费托合成反应的影响,利用搅拌釜反应器和沉淀铁费托合成催化剂,在合成气分压不变条件下,研究了CO_(2)分压变化对费托合成反应的影响。试验表明:相较于水煤气变换反应,费托合成反应对CO_(2)更为敏感,较低CO_(2)分压即可带来费托合成反应速率的明显下降,而水煤气变换反应则在低CO_(2)分压时基本保持稳定。当CO_(2)分压超过0.58 MPa后,其对水煤气变换反应正反应产生较强的抑制作用,使得CO_(2)生成速率显著下降,而此时CO反应速率趋于平稳,更多的CO发生费托合成反应,造成水生成速率的大幅提升。H_(2)转化率随CO_(2)分压的增加先轻微下降后缓慢提升,在CO_(2)分压0.4 MPa附近出现最小值。CO_(2)的加入使得反应停留时间缩短,同时引起催化剂表面吸附的H_(2)和CO摩尔比下降,导致低碳烃产物选择性和烯烃烷烃摩尔比增大。费托合成产物中的含氧化合物以甲醇、乙醇、乙酸等低碳醇类、酸类为主,约占含氧化合物总质量分数的95%以上,随着CO_(2)分压的增加,产物水中的含氧化合物含量先降低后增加。

大型工业化费托合成装置气液分离元件的CFD模拟

为提高费托合成装置关键组分重质烃的气液分离效率,建立了波纹板上气液两相流的三维CFD模型,研究了复杂结构波纹板内流体流动特性,分析了分离器内气相速度场、压力场分布以及雾滴的运动行为,考察了分离器结构参数对压降和分离效率的影响规律,并对两种不同结构的波纹板进行了工业化运行验证。模拟结果表明:带钩波纹板对改善费托合成气相回路气液分离的效果作用明显,分离效率及压降随钩片长度和钩片倾角的增大而增大,随叶片间距的增大而降低;工业化运行验证结果表明:带有钩片的分离元件不适用于费托合成浆态床工艺,与带钩波纹板相比,应用光滑波纹板后,重质烃分离量提高,分离器阻力降降低,循环气量增加,反应转化率增长,重质烃分离性能提高,产物馏程分割更为精细。

煤间接液化工艺水耗分析研究

介绍了现有400万t/a煤间接液化装置水系统设置情况,分析了煤间接液化水耗,找出了煤制油水耗的具体环节,结合实际工程经验,提出了煤间接液化工艺节水技术改进的措施,探讨了现代煤化工与石化,绿氢耦合低碳发展的途径。

费托合成钴基催化剂的研究进展

费托合成油技术是煤炭、天然气等含碳资源清洁优化利用的重要途径,其关键问题之一是催化剂选择性的调控,即抑制甲烷生成和提高馏分油含量.近10年来,中国科学院山西煤炭化学研究所系统地开展了钴基费托合成催化剂及制备放大的工程基础研究,包括钴分散度、还原度与甲烷生成之间的关系,载体表面疏水性对催化剂性能的影响,以及采用孔道限域等手段初步实现了产物的选择性调控.同时,初步阐明了甲烷生成的结构基础,并指明了新型馏分油催化剂研发方向.在此基础上,研制了新型钴基催化剂,其具有低甲烷选择性、高重质烃选择性和良好稳定性的特点.目前,对I型催化剂完成了实验室稳定性验证并实现了工业示范;对II型催化剂(甲烷选择性约2%～3%)完成了稳定性验证.

钴基催化剂在Fischer-Tropsch合成烃中的研究进展

F- T合成中催化剂的选择是关键。本文对近十几年来钴基催化剂在 F- T合成烃中的催化性能进行了评述 ,重点讨论了负载型钴基催化剂制备过程中载体、钴源、助剂和制备方法等因素对催化剂活性、选择性控制等方面的影响。

煤化工工艺技术评述与展望 Ⅳ.煤间接液化技术

评述了国内外煤间接液化合成液体燃料开发趋势和工业化状况 ,从催化剂研制、F T合成反应器开发、合成油工艺路线、工艺软件开发、工艺集成优化和技术经济分析等方面进行了讨论 ,指出发展洁净高效煤基合成液体燃料工业过程是解决我国燃油短缺的根本途径 ,并对我国煤制油工业化开发工作和示范厂建立提出一些建议和展望。

煤间接液化技术开发现状及工业前景

评述了国内外煤经合成气间接液化合成液体燃料的开发趋势和工业化状况 ,讨论了煤间接液化工艺路线和需要解决的关键技术难题 ,分析了煤间接液化的技术经济性 。

煤间接液化技术及其研究进展

介绍了煤经合成气间接液化合成液体燃料的原理及典型工艺。综述了煤间接液化技术的发展历程及其最新进展,讨论了国内外煤间接液化技术的工艺流程,重点介绍了煤间接液化过程中的核心问题,主要包括气化炉、费托合成反应器和费托合成催化剂,分析了煤间接液化的技术经济性以及对煤间接液化的工业应用前景进行了展望。分析表明:具有我国自主知识产权的煤间接液化技术建设100万吨级以上工业化装置在技术上可靠、经济上可行,且100万吨级工业化项目的成功实施将带动我国煤间接液化技术的产业化进程,加快形成具有中国特色的能源转化技术和产业。

助剂Cu、K对F-T合成铁基催化剂作用的表征研究

采用连续共沉淀和喷雾干燥技术相结合的方法制备了一组Cu、K助剂单独或同时加入的微球状Fischer-Tropsch(F-T)合成铁基催化剂,借助低温N2 吸附、MES、XRD、H2 -TPR、CO-TPR研究了Cu和K助剂对催化剂织构、还原性能以及还原和炭化过程中的物相变化的影响。结果表明,K助剂的加入能明显提高催化剂的比表面积和铁物相在催化剂中的分散程度,增加了Fe2O3 与SiO2 间的相互作用;当催化剂在H2 和合成气中还原时,Cu助剂的加入有利于催化剂的还原和Fe3O4 的生成,在CO中还原时,Cu助剂的加入则有利于α-Fe的生成和稳定化。在H2 和合成气中,单独K助剂的加入会抑制催化剂的还原或炭化,而Cu和K助剂的同时加入在H2、CO和合成气下均可使催化剂的还原或炭化能力明显提高,表明Cu和K助剂间存在一定的协同作用。

焙烧温度对Fe-Mn催化剂结构和F-T合成性能影响

研究了焙烧温度对Fischer Tropsch(F T)合成Fe Mn催化剂的织构性质、还原行为以及在还原和反应过程中结构变化的影响;在H2 CO=2.0、260℃、2.5MPa和1000h-1条件下在固定床反应器上考察了焙烧温度对Fe Mn催化剂F T合成反应活性、烃产物选择性和运行稳定性的影响。XRD和TPR结果表明,随着焙烧温度的升高,催化剂中α Fe2O3晶粒增大,催化剂比表面积降低,促进Mn3+渗入α Fe2O3晶格中,形成了铁锰固溶体物相,使得催化剂难于还原,当焙烧温度升高到700℃时,催化剂中的α Mn2O3相完全消失。催化剂F T合成反应评价表明,在不降低催化剂活性的同时,焙烧温度的升高可显著地提高催化剂的反应运行稳定性,并促使烃产物分布向高碳数方向偏移;600℃焙烧的Fe Mn催化剂运行200h,总体活性高,失活速率较低,对低碳烯烃和中间馏分油段产物选择性好。

费托合成Fe基催化剂中铁物相与活性的关系

采用连续共沉淀和喷雾干燥相结合的方法制备了微球形Fe基催化剂,采用N2吸附-脱附、X射线衍射和穆斯堡尔谱等手段,考察了催化剂在不同还原条件下铁物相的转变,并在浆态床反应器中评价了催化剂的费-托合成(FTS)反应性能.结果表明,Fe基催化剂在合成气气氛下首先从α-Fe2O3转变为Fe3O4,然后转变为铁碳化物(FexC);还原压力的增大有利于α-Fe2O3向Fe3O4的转变,而抑制Fe3O4向FexC的转变;还原空速的增加则促进Fe3O4转变为FexC.催化剂的FTS反应活性随着催化剂中Fe3O4含量的增加而逐渐下降,而随着FexC含量的增加而逐渐上升.

合成气制富含异构烷烃的掺杂分子筛钴基催化剂开发研究

采用共沉淀法先制备出Co/ZrO_(2)催化剂前驱体。经喷雾干燥成型后,再利用水热法将高水热稳定性的H-ZSM-5分子筛原位生长在球形Co/ZrO_(2)催化剂前驱体上,制备出掺杂分子筛Co/ZrO_(2)-H-ZSM-5催化剂。XRD表征显示掺杂分子筛后,Co_(3)O_(4)的特征峰仍然保留且晶粒尺寸并未因掺杂而变化,并出现明显的H-ZSM-5特征峰。BET测试显示由于掺杂分子筛,其比较面积随掺杂量增加而提高。HRTEM表征结果显示规则晶体形貌的H-ZSM-5分子筛吸附在Co/ZrO_(2)催化剂上。H_(2)-TPR与NH_(3)-TPD测试结果则显示,由于掺杂H-ZSM-5分子筛,导致还原度小幅降低,但是提高了催化剂酸性位强度。固定床费托合成催化性能评价结果也显示,由于掺杂酸性H-ZSM-5分子筛,CO加氢生成的长链碳氢化合物会在分子筛上裂解,异构化,进而提高异构烷烃的选择性。

煤基高温费托合成技术进展

介绍了煤基高温费托合成的典型工艺路线及技术特点。综述了煤基高温费托合成的发展历程和最新进展。介绍了熔铁、沉淀铁和负载型铁系高温费托合成催化剂及失活规律。讨论了煤基高温费托合成汽柴油、含氧有机物、α-烯烃的加工路线。分析了煤基高温费托合成技术的经济性,对我国发展煤基高温费托合成技术进行了展望。

还原温度与时间对铁基催化剂浆态床F-T合成性能的影响(英文)

在浆态床反应器中考察了未还原催化剂以及在240℃和270℃的还原温度下还原时间对Fe/Cu/K/SiO2催化剂F-T合成反应性能的影响,采用M ssbauer谱研究了还原和反应后催化剂的物相组成。结果表明,在240℃延长还原时间或将还原温度升高到270℃均有利于催化剂的还原,270℃还原的催化剂的活性和稳定性明显高于未还原和240℃还原的催化剂,催化剂的运行稳定性与催化剂在反应过程中的流失量有密切关系。催化剂高温还原时烃产物分布倾向于生成低碳数的烃类,在相同的还原温度下,烃产物选择性随还原时间的延长向轻组分方向偏移。

结构助剂SiO_2、Al_2O_3对铁基催化剂浆态床F-T合成性能的影响

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状Fe/Cu/K/SiO2和Fe/Cu/K/Al2O3催化剂,研究SiO2和Al2O3作为结构助剂对铁基催化剂吸附行为、炭化行为及F-T合成反应性能的影响。表征结果表明,与Al2O3相比较,SiO2抑制了H2的吸附,但促进了CO的吸附,有利于催化剂的炭化。催化剂在260℃、1.5MPa、H2/CO=0.67和2 000h-1下的浆态床F-T合成反应评价表明,Fe/Cu/K/SiO2催化剂具有较高的F-T合成活性、高的水煤气变换反应(WGS)活性,且其烃产物选择性明显向高炭数方向偏移,而Fe/Cu/K/Al2O3催化剂则表现出较低的F-T合成活性、低的水煤气变换反应(WGS)活性和高的轻质烃选择性。但Fe/Cu/K/AlO催化剂比Fe/Cu/K/SiO催化剂具有更好的运行稳定性。

SFT418费托合成催化剂在浆态床反应器中应用研究

经过实验室配方和基础制备工艺研制、中试制备技术研发、工业放大试生产、固定床和搅拌釜浆态床评价研究,中国神华煤制油化工有限公司开发出了具有"主-次双活性中心"结构的Fe-Co-Cu-K-SiO_2,低温浆态床费托(F-T)合成工业沉淀铁系催化剂SFT418。采用自主研发、自行建设的浆态床F-T合成中试装置CEU,按照工业化煤基浆态床F-T合成制油工艺进行了催化剂使用性能试验。结果表明,开发的新型催化剂SFT418在优化的工业F-T合成工艺条件下,CO总转化率可达92%以上,烃产品中C^+_3产品选择性达到94%以上,适合于煤炭间接液化浆态床F-T合成工艺,具备了工业应用的条件。

廉价铁基催化剂F-T合成反应性能初探

以四个廉价的FeSO4工业原料为铁源,采用连续共沉淀法制得含铁浆料,再用喷雾干燥法制得微米级球状Fe Cu K SiO2催化剂。在H2 CO=2、526K、2 0MPa、2000h-1条件下于固定床反应器上考察了这四个铁基催化剂的F T合成反应活性、选择性和稳定性,结果表明在240h运行时间内,该四个催化剂均表现出良好的反应活性和选择性,而稳定性则有不同程度的下降,其中2#催化剂性能相对较优,初始CO转化率为77 89%,经历反应诱导期40h时达到89 58%,其后CO转化率逐渐下降,失活速率为1 33% d;在整个运行期间CH4选择性维持在4%左右,C+5选择性在80%左右。

沉淀铁催化剂在F-T合成中的研究与应用进展

F T合成是煤间接液化的关键工艺步骤 ,选择鼓泡浆态床反应器和廉价高效的铁催化剂是实现低氢碳比的煤基合成气转化的最为现实有效的产业化途径。本文对近年来国内外F T合成技术发展进行了评述 ,着重介绍了用于浆态床反应器的沉淀铁催化剂的制备化学、成型方法、活性相组成、预处理条件及诸因素对F T合成性能与工艺的影响 ,指出并展望了该类催化剂今后的R&D趋势与方向。

合成气一步法合成清洁汽油的研究进展

综述了以合成气为原料经费-托合成一步法生产以异构烷烃为主的清洁汽油工艺的研究进展。介绍了不同工艺条件下,负载型、物理混合型及核壳结构型双功能催化剂上费-托合成产物的分布规律,特别是汽油馏分中异构烷烃的选择性。分析了各类催化剂及相关工艺存在的问题,并指出如何提高费-托合成催化剂与分子筛或负载贵金属分子筛的复合效果,从而增强不同功能催化剂组分间的协同作用,以降低甲烷等低碳烃的选择性是进一步研究的主要方向。