Nghiên cứu quá trình chuyển hóa khí tổng hợp thành nhiên liệu lỏng trên hệ xúc tác Co-Me/Al2O3

- XÚC TÁC CHO QUÁ TRÌNH FT.
- Hợp phần xúc tác điển hình trên cơ sở coban.
- TỔNG HỢP XÚC TÁC.
- Quy trình tổng hợp xúc tác.
- ĐẶC TRƯNG HÓA LÝ VÀ CẤU TRÚC XÚC TÁC.
- Xác định hàm lượng kim loại trong xúc tác bằng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử (AAS.
- NGHIÊN CỨU HOẠT TÍNH XÚC TÁC CHO PHẢN ỨNG FT.
- ẢNH HƯỞNG CỦA HÀM LƯỢNG KIM LOẠI HOẠT ĐỘNG TỚI ĐẶC TRƯNG HÓA LÝ CỦA XÚC TÁC VÀ QUÁ TRÌNH FT.
- Ảnh hưởng tới đặc trưng hóa lý của xúc tác.
- Ảnh hưởng tới hoạt tính và độ chọn lọc của xúc tác cho quá trình FT.
- ẢNH HƯỞNG CỦA NGUỒN MUỐI KIM LOẠI HOẠT ĐỘNG ĐẾN ĐẶC TRƯNG HÓA LÝ CỦA XÚC TÁC VÀ QUÁ TRÌNH FT.
- Ảnh hưởng tới hoạt tính và độ chọn lọc của xúc tác.
- ẢNH HƯỞNG CỦA ĐIỀU KIỆN HOẠT HÓA XÚC TÁC TỚI HIỆU QUẢ QUÁ TRÌNH FT.
- So sánh giá thành của các kim loại làm xúc tác FT.
- Các đặc tính của xúc tác chứa Ni, Fe, Co, Ru cho quá trình FT.
- Một số mẫu xúc tác cho quá trình FT của các hãng trên thế giới.
- Ảnh hưởng của nhiệt độ đến độ chuyển hóa CO và độ chọn lọc sản phẩm trên mẫu xúc tác CSS-350.
- Sự ảnh hưởng của áp suất tới quá trình FT trên mẫu xúc tác 20%Co.
- Các mẫu xúc tác đã tổng hợp.
- Các thông số cơ bản của quá trình thử nghiệm hoạt tính xúc tác.
- Các mẫu xúc tác Co/γ-Al2O3 có hàm lượng Co khác nhau.
- 56 Bảng 3.2: Hàm lượng kim loại trong xúc tác Co/γ-Al2O3.
- 56 Bảng 3.3: Độ phân tán Co trong các mẫu xúc tác chứa lượng Co khác nhau.
- Các mẫu xúc tác tổng hợp từ nguồn muối khác nhau.
- Kết quả xác định diện tích bề mặt riêng và cấu trúc mao quản các mẫu xúc tác Co/γ-Al2O3 nguồn muối khác nhau.
- Kết quả đo độ phân tán Co trên chất mang γ-Al2O3 trong các mẫu xúc tác đi từ nguồn muối khác nhau.
- Phân bố sản phẩm trên xúc tác Fe ở 30 bar và 2800C.
- Phân bố sản phẩm trên xúc tác Co ở 30 bar và 2400C.
- Sơ đồ qui trình tổng hợp xúc tác Co-Me/ γ –Al2O3.
- Hoạt tính xúc tác của các mẫu Co/γ-Al2O3 chứa hàm lượng Co khác nhau.
- Phân bố sản phẩm của quá trình FT trên xúc tác 5Co/γ-Al2O3 (a), 10Co/γ-Al2O3 (b), 15Co/γ-Al2O3 (c) và 20Co/γ-Al2O3 (d.
- Độ chuyển hóa CO trên các mẫu xúc tác tổng hợp từ muối nitrat và axetat.
- Biểu đồ phân bố sản phẩm lỏng của quá trình dùng xúc tác.
- 68Hình 3.8: Phổ đồ GCMS thành phần sản phẩm lỏng trên mẫu xúc tác Co/γ-Al2O3N.
- Các loại hợp chất có mặt trong thành phần sản phẩm phản ứng trên xúc tác Co/ γ-Al2O3N.
- Phổ đồ GCMS thành phần sản phẩm lỏng trên xúc tác.
- 72xúc tác Co/ γ-Al2O3A.
- Ảnh hưởng của nhiệt độ hoạt hóa xúc tác tới độ chuyển hóa CO theo thời gian phản ứng.
- Ảnh hưởng của nhiệt độ hoạt hóa xúc tác tới chọn lọc sản phẩm.
- Ảnh hưởng của lưu lượng hydro trong quá trình hoạt hóa xúc tác đến độ chọn lọc sản phẩm.
- Ảnh hưởng của thời gian hoạt hóa xúc tác tới độ chuyển hóa CO.
- Ảnh hưởng của thời gian hoạt hóa xúc tác tới độ chọn lọc sản phẩm.
- Khơi mào Xúc tác Xúc tác Xúc tác Xúc tác Xúc tác(M) Luận văn thạc sĩ kỹ thuật GVHD:PGS.TS.
- Xúc tác đóng một vai trò thiết yếu trong các phản ứng chuyển hóa khí tổng hợp.
- Cũng giống như các phản ứng có xúc tác khác trong quá trình FT, chất phản ứng được hấp phụ lên trên bề mặt Luận văn thạc sĩ kỹ thuật GVHD:PGS.TS.
- Sản phẩm phản ứng sau đó nhả hấp phụ ra khỏi bề mặt xúc tác và khuếch tán ra ngoài.
- Các oxyt của kim loại chuyển tiếp nhóm VIII (Ru, Fe, Ni, Co, Rh, Pd, Pt) [4], có thể được dùng làm xúc tác cho quá trình hydro hóa CO.
- Với xúc tác từ Co không có hoạt tính WGS (không xảy ra phản ứng tạo thành CO2), nên sản phẩm chứa Oxy sẽ là H2O còn với xúc tác từ Fe sẽ là CO2 do Fe có hoạt tính WGS rất mạnh [22].
- Có rất nhiều loại xúc tác đã được thử nghiệm.
- Nguyễn Hồng Liên HVTH: Nguyễn Thị Thủy Trang 20 MSHV: CB100570 Xúc tác Fe thích hợp cho nguyên liệu có tỷ lệ H2/CO thấp do có hoạt tính WGS mạnh.
- Với quá trình FT, các loại xúc tác trên cơ sở các kim loại khác như Ni, Ru cũng được nghiên cứu.
- Xúc tác Ru cũng thể hiện hoạt tính cao trong quá trình FT ở nhiệt độ thấp.
- Sản phẩm hydrocacbon thu được không lẫn nước, không bị nhiễm bẩn xúc tác.
- Xúc tác đa kim loại.
- Nguyễn Hồng Liên HVTH: Nguyễn Thị Thủy Trang 25 MSHV: CB100570 làm tăng đáng kể tuổi thọ của xúc tác.
- Xúc tác cho quá trình FT thường là các kim loại quý hoặc các kim loại chuyển tiếp.
- Khi độ chuyển hóa CO bằng nhau thì nhiệt độ phản ứng của xúc tác giàu Fe cao hơn so với xúc tác giàu Co.
- Loại xúc tác này cho kết quả độ chọn lọc tốt nhất.
- Cu cũng có thể sử dụng làm chất xúc tiến cho xúc tác Fe.
- Tuy nhiên, xúc tác chứa Re lại mất hoạt tính nhanh theo thời gian.
- Oxyt hỗ trợ: tăng độ bền cơ, nhiệt của xúc tác.
- Khi nhiệt độ phản ứng quá thấp, xúc tác chưa đủ hoạt tính nên độ chuyển hóa thấp[30].
- Các mẫu xúc tác này đều sử dụng chất mang là γ- Al2O3, SiO2.
- Xúc tác có diện tích bề mặt riêng trung bình trong khoảng 250 ÷ 350 m 2/g.
- Sấy xúc tác ở nhiệt độ 120oC trong 5h.
- Nung xúc tác ở 450oC trong 10h.
- Các mẫu xúc tác đã tổng hợp có thành phần như liệt kê trong bảng 2.1.
- Các mẫu xúc tác đã tổng hợp Mẫu Hàm lượng Co được tẩm.
- Nguyễn Hồng Liên HVTH: Nguyễn Thị Thủy Trang 48 MSHV: CB100570 D = Số nguyên tử kim loại trên bề mặtSố nguyên tử kim loại trong toàn khối xúc tác 2.2.4.
- Xác định hàm lượng kim loại trong xúc tác bằng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử (AAS).
- Nguyễn Hồng Liên HVTH: Nguyễn Thị Thủy Trang 52 MSHV: CB100570 Quá trình được tiến hành qua 3 bước: thử kín, hoạt hóa xúc tác và phản ứng.
- Sau khi làm sạch, xúc tác được làm nguội đến nhiệt độ thường.
- Các thông số cơ bản của quá trình nghiên cứu hoạt tính xúc tác được đưa ra trong bảng 2.2.
- Thành phần các mẫu xúc tác được thống kê trong bảng 3.1.
- Các mẫu xúc tác Co/γ-Al2O3 có hàm lượng Co khác nhau Mẫu Co.
- Ảnh hưởng tới đặc trưng hóa lý của xúc tác 3.1.1.1.
- Ảnh hưởng tới hoạt tính và độ chọn lọc của xúc tác cho quá trình FT 3.1.2.1.
- Mức chuyển hóa CO trung bình đạt được với các mẫu xúc tác là 14,4% (5%Co và 15%Co), và 18,2% (20%Co).
- Ảnh hưởng tới độ chọn lọc sản phẩm Hình 3.4 là phân bố mạch C trong sản phẩm của quá trình FT trên 4 mẫu xúc tác có hàm lượng Co khác nhau.
- Phân bố sản phẩm của quá trình FT trên xúc tác 5Co/γ-Al2O3 (a), 10Co/γ-Al2O3 (b), 15Co/γ-Al2O3 (c) và 20Co/γ-Al2O3 (d) Quan sát hình 3.4 có thể nhận thấy hàm lượng Co có ảnh hưởng lớn tới độ chọn lọc sản phẩm quá trình chuyển hóa khí tổng hợp.
- Các kim loại phụ trợ cũng được đưa vào hợp phần xúc tác bằng các nguồn muối Luận văn thạc sĩ kỹ thuật GVHD:PGS.TS.
- Thành phần các mẫu xúc tác được liệt kê trong bảng 3.5.
- Ảnh hưởng tới đặc trưng hóa lý của xúc tác 3.2.1.1.
- Kết quả là, diện tích bề mặt riêng đo được của các mẫu xúc tác sẽ thấp hơn so với chất Luận văn thạc sĩ kỹ thuật GVHD:PGS.TS.
- Ảnh hưởng tới hoạt tính và độ chọn lọc của xúc tác 3.2.2.1.
- Độ chuyển hóa CO trên các mẫu xúc tác tổng hợp từ muối nitrat và axetat Luận văn thạc sĩ kỹ thuật GVHD:PGS.TS.
- Biểu đồ phân bố sản phẩm lỏng của quá trình dùng xúc tác Co/γ-Al2O3N (a) và Co/γ-Al2O3A (b Số C% Khối lượngCo/Al2O3A Luận văn thạc sĩ kỹ thuật GVHD:PGS.TS.
- c Full ms MS FT02_thi Hình 3.8: Phổ đồ GCMS thành phần sản phẩm lỏng trên mẫu xúc tác Co/γ-Al2O3N Luận văn thạc sĩ kỹ thuật GVHD:PGS.TS.
- Các loại hợp chất có mặt trong thành phần sản phẩm phản ứng trên xúc tác Co/ γ-Al2O3N Luận văn thạc sĩ kỹ thuật GVHD:PGS.TS.
- Nguyễn Hồng Liên HVTH: Nguyễn Thị Thủy Trang 71 MSHV: CB100570 Trong khi đó, biểu đồ hình 3.7b cho thấy, thành phần sản phẩm của quá trình chuyển hóa khí tổng hợp khi sử dụng xúc tác đi từ nguồn muối axetat chứa số C chủ yếu từ C7-C13 (chiếm 37,5%kl) và C20-C23 (chiếm 46%kl).
- Phổ đồ GCMS thành phần sản phẩm lỏng trên xúc tác Co/ γ-Al2O3A Luận văn thạc sĩ kỹ thuật GVHD:PGS.TS.
- Các loại hợp chất có mặt trong thành phần sản phẩm phản ứng trên xúc tác Co/ γ-Al2O3A Luận văn thạc sĩ kỹ thuật GVHD:PGS.TS.
- Kết quả là độ chuyển hóa CO trên xúc tác đi từ nguồn muối axetat cao hơn và ổn định hơn.
- Do đó, trong các nghiên cứu tiếp theo, xúc tác tổng hợp từ nguồn muối axetat sẽ được sử dụng.
- Nguyễn Hồng Liên HVTH: Nguyễn Thị Thủy Trang 75 MSHV: CB100570 tiêu của quá trình tổng hợp FT là thu sản phẩm diezen, nhiệt độ khử xúc tác tốt nhất (trong khoảng nhiệt độ nghiên cứu) là 370oC.
- Hình 3.14 biểu diễn ảnh hưởng của lưu lượng H2 trong quá trình hoạt hóa tới hoạt tính của xúc tác.
- Để xem xét ảnh hưởng của điều kiện hoạt hóa xúc tác đến độ chọn lọc sản phẩm, tiến hành phân tích GCMS các mẫu sản phẩm lỏng.
- Ảnh hưởng của thời gian hoạt hóa xúc tác tới độ chọn lọc sản phẩm Luận văn thạc sĩ kỹ thuật GVHD:PGS.TS.
- Đào Văn Tường, (2006), “Động học xúc tác”.
- Mai Hữu Khiêm, (2003) “Bài giảng kỹ thuật xúc tác”, NXB

Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn
hoặc xem Tóm tắt