Nghiên cứu tổng hợp và đánh giá sự ảnh hưởng của chất mang và hàm lượng kim loại đến hoạt tính xúc tác cho quá trình tổng hợp Fischer-Tropsch ở điều kiện nhiệt độ thấp và áp suất thường.

- Quá trình Fischer-Tropsch.
- Cơ chế của tổng hợp FT.
- Nguyên liệu cho tổng hợp FT.
- Xúc tác cho tổng hợp FT.
- Chất mang.
- Hợp phần xúc tác điển hình trên cơ sở Coban.
- Các nguyên nhân làm mất hoạt tính xúc tác trong quá trình tổng hợp Fischer-Tropsch.
- Ngộ độc xúc tác.
- Quá trình oxi hóa lại của xúc tác.
- Sự mài mòn xúc tác.
- Các yếu tố ảnh hƣởng đến quá trình tổng hợp Fischer-Tropsch.
- Tổng hợp xúc tác.
- Quy trình tổng hợp xúc tác.
- Nghiên cứu đặc trƣng hóa lý của xúc tác.
- Nghiên cứu hoạt tính xúc tác cho phản ứng Fischer- Tropsch.
- Nghiên cứu đặc trƣng hóa lý của các chất xúc tác.
- Đặc trưng pha tinh thể của chất mang và xúc tác.
- Nghiên cứu hoạt tính xúc tác.
- Ảnh hưởng của chất mang đến độ chuyển hóa và độ chọn lọc của xúc tác.
- ĐÀO QUỐC TÙY LUẬN VĂN THẠC SỸ iv LỜI CẢM ƠN Luận văn Thạc sĩ ” Nghiên cứu tổng hợp và đánh giá sự ảnh hƣởng của chất mang và hàm lƣợng kim loại đến hoạt tính xúc tác cho quá trình tổng hợp Fischer-Tropsch ở nhiệt độ thấp và áp suất thƣờng” đã được hoàn thành dưới sự hướng dẫn tận tình của TS.
- Trong quá trình thực hiện luận văn, tôi đã nhận được rất nhiều sự quan tâm, giúp đỡ của Thầy Cô và các Anh Chị trong Bộ môn Công nghệ Hữu cơ Hóa dầu, Phòng thí nghiệm Công nghệ lọc Hóa dầu và Vật liệu xúc tác hấp phụ trường Đại học Bách khoa Hà Nội.
- Tôi xin trân trọng cảm ơn các Anh Chị ở Phòng thí nghiệm Công nghệ lọc Hóa dầu và Vật liệu xúc tác hấp phụ trường Đại học Bách khoa Hà Nội đã giúp đỡ tôi trong suốt quá trình làm luận văn.
- Sự khác biệt trong các cơ chế đại diện là các monomer chịu trách nhiệm cho sự phát triển chuỗi trong tổng hợp Fischer-Tropsch.
- Sự khác biệt của các cơ chế phát triển mạch đại diện trong tổng hợp Fischer-Tropsch.
- Cơ chế phản ứng đơn giản dựa trên cơ chế ôxy hóa tổng hợp Fischer-Tropsch, cho thấy sự hình thành của các sản phẩm chính, cụ thể là ankan, anken, rượu, andehit và axit cacboxylic.
- Lò phản ứng ống chùm lớp xúc tác cố định (thiết kế lò phản ứng ban đầu Arge.
- Lò phản ứng tầng sôi tuần hoàn khí rắn (CFB) Fischer–Tropsch hoạt động ở 320–350oC và 2.5 MPa với kích thước các hạt chất xúc tác trong khoảng 50-200 m.
- (b) Hình ảnh kính hiển vi điện tử quét của các hạt chất xúc tác hình cầu khác nhau, kích thước từ 50 đến 200 m.
- Phân bố sản phẩm trên xúc tác Co ở 30 bars, 240ºC.
- Phân bố sản phẩm trên xúc tác Fe ở 30 bars, 280ºC.
- 26 Hình 1.10.
- 28 Hình 1.11.
- 29 Hình 1.12.
- ĐÀO QUỐC TÙY LUẬN VĂN THẠC SỸ vii Hình 1.13.
- 31 Hình 1.14.
- 33 Hình 1.15.
- 39 Hình 1.16.
- 39 Hình 1.17.
- 40 Hình 1.18.
- 40 Hình 1.19.
- 41 Hình 1.20.
- Quy trình ngâm tẩm xúc tác.
- Cấu tạo thiết bị phản ứng lớp xúc tác cố định trong quá trình FT.
- Phổ XRD của xúc tác 10%Co/γ-Al2O3 (M1.
- Phổ XRD góc hẹp của mẫu chất mang MCM41và xúc tác 10%Co/MCM4 (M2.
- Phổ XRD mẫu xúc tác 10%Co/MCM41(M2.
- Phổ XRD của mẫu xúc tác 10%Co/SiO2 (M3.
- Chồng phổ XRD các mẫu xúc tác M3,M4,M5,M6,M7.
- Đường đẳng nhiệt hấp phụ và nhả hấp phụ Nitơ (a) và phân bố mao quản (b) xúc tác 10%Co/γ-Al2O3.
- 63 Hình 3.10.
- 65 Hình 3.11.
- Đường đẳng nhiệt hấp phụ và nhả hấp phụ Nitơ (a) và (b) phân bố mao quản của xúc tác 10%Co/MCM41.
- 65 Hình 3.12.
- Đường đẳng nhiệt hấp phụ và nhả hấp phụ Nitơ (a) và phân bố mao quản (b)của xúc tác 10%Co/Silicagen (M3.
- 66 Hình 3.13.
- Đường đẳng nhiệt hấp phụ và nhả hấp phụ Nitơ (a) và phân bố mao quản (b)của xúc tác 15%Co/Silicagen (M4.
- 67 Hình 3.14.
- Đường đẳng nhiệt hấp phụ và nhả hấp phụ Nitơ (a) và phân bố mao quản (b)của xúc tác 20%Co/Silicagen (M5.
- 67 Hình 3.15.
- Đường đẳng nhiệt hấp phụ và nhả hấp phụ Nitơ (a) và phân bố mao quản (b)của xúc tác 25%Co/Silicagen (M6.
- 68 Hình 3.16.
- Đường đẳng nhiệt hấp phụ và nhả hấp phụ Nitơ (a) và phân bố mao quản (b)của xúc tác 30%Co/Silicagen (M7.
- 68 Hình 3.17.
- 70 Hình 3.18.
- 72 Hình 3.19.
- 74 Hình 3.20.
- 76 Hình 3.21.
- Thành phần phân đoạn trong sản phẩm lỏng của các mẫu xúc tác được GVHD: TS.
- Các giai đoạn phát triển ở Đức và lên đến đỉnh điểm trong việc sử dụng công nghiệp tổng hợp FT.
- Các đặc tính của xúc tác Ni, Fe, Co, Ru cho quá trình F-T.
- Xúc tác, điều kiện công nghệ và sản phẩm thu được của tổng hợp FT.
- Lượng chất mang và muối kim loại dùng để tẩm xúc tác.
- Diện tích bề mặt riêng và đường kính mao quản tập trung của chất mang γ-Al2O3 và những mẫu xúc tác trên chất mang γ-Al2O3.
- Diện tích bề mặt riêng và đường kính mao quản tập trung của chất mang MCM41 và mẫu xúc tác trên chất mang MCM41.
- Diện tích bề mặt riêng và đường kính mao quản tập trung của các mẫu xúc tác trên chất mang silicagel.
- Kết quả phân tích GCMS các cấu tử chính trong thành phần lỏng của phản ứng FT trên các xúc tác mẫu xúc tác M1(10%Co/γ-Al2O3), M2(10%Co/MCM41), M3( 10%Co/SiO2) ở điều kiện nhiệt độ 200oC, áp suất thường.
- Kết quả phân tích các cấu tử chính trong thành phần lỏng GCMS của phản ứng FT trên các mẫu xúc tác xúc tác M3, M4, M5, M6, M7 áp suất 1at, nhiệt độ 2000C.
- Điều này có ý nghĩa đặt biệt quan trọng vì nó cho thấy tiềm năng của nguồn nhiên liệu tổng hợp trong tương lai gần của loài người.
- Nếu kể đến sự phát triển của nhiên liệu tổng hợp thì nó đã có lịch sử trên 100 năm.
- Có 2 phương thức tổng hợp nhiên liệu lỏng đang được sử dụng chủ yếu đó là.
- Tổng hợp bằng cách nhiệt phân hydro hóa lỏng các nguyên liệu rắn (than, biomass, bitum, đá phiến.
- Đây còn được gọi là phương pháp tổng hợp trực tiếp.
- Tổng hợp nhiên liệu lỏng thông qua chuyển hóa nguyên liệu thành khí tổng hợp (sử dụng được tất cả các loại nguyên liệu rắn, lỏng, khí).
- Đây còn được gọi là phương pháp tổng hợp gián tiếp.
- Cùng với xu hướng phát triển đó, tôi lựa chọn cho mình một hướng nghiên cứu: “Nghiên cứu tổng hợp và đánh giá sự ảnh hƣởng của chất mang và hàm lƣợng kim loại đến hoạt tính xúc tác cho quá trình tổng hợp Fischer-Tropsch ở nhiệt độ thấp và áp suất thƣờng”.
- Quá trình Fischer-Tropsch 1.1.1.
- Sơ lƣợc về quá trình Fischer-Tropsch Quá trình tổng hợp Fischer-Tropsch (FTS) được phát hiện bởi 2 nhà bác học Fischer và Tropsch vào năm 1923, kể từ đó nó đã trải nhiều giai đoạn thăng trầm theo dòng lịch sử nhân loại bao gồm cả những giai đoạn phát triển quan trọng và những giai đoạn gần như bị lãng quên.
- Việc chuyển đổi phản ứng thường được xúc tác bởi kim loại (sắt, coban và đôi khi ruthenium) trên chất mang oxit như silica hoặc nhôm.
- Những bƣớc phát triển đầu tiên Các nhà máy tổng hợp Fischer-Tropsch công nghiệp và hóa lỏng than đầu tiên này được phát triển tại Đức trong giai đoạn do đó Đức là nước duy nhất có khả năng tổng hợp nhiên liệu từ than đá và hướng tới sự độc lập năng lượng thời đó.
- Một chương trình nhiên liệu tổng hợp ở Anh bắt đầu vào khoảng thời gian tương tự như của người Đức và trong các công trình nghiên cứu năm 1920 cho tổng hợp FT liên quan đã được thực hiện tại nhà máy thí điểm của Đại học Birmingham.
- Năm Công nghệ và quá trình phát triển Xúc tác 1913 Bằng sáng chế của BASF cho quá trình hydro hóa CO Oxit Ce, Co, Mo hoặc các oxit kim loại kiềm 1923 Khảo sát các hợp chất chứa oxy trong tổng hợp FT cho lò phản ứng dạng ống ở 400-450oC, 10-15MPa Kiềm Fe 1932 Một phân xưởng thử nghiệm nhỏ ở Muheim Ni: Mn: Al: Kieselguhr 1934 Ruhrchemie đã mua các bằng sáng chế và xây dựng một lượng lớn các phân xưởng thử nghiệm ở Oberhausen – Holten Ban đầu Ni: Mn: Al: Kieselguhr.
- sau đó là xúc tác Co 1935 Bốn nhà máy thương mại lớn với tổng công suất thùng xăng, diesel, dầu nhờn, hóa chất mỗi năm ở nhiệt độ 180 – 200oC, 0.1 Mpa (sau đó 0.5 – 1.5Mpa) 100Co: 5ThO2: 8MgO: 200 Kieselguhr 1938-1939 Chín nhà máy FT được thiết kế xây dựng với tổng công suất 5.4 triệu thùng/năm 100Co: 5ThO2: 8MgO: 200 Kieselguhr 1944 Chín nhà máy FT đã đi vào sản xuất thực sự với tổng công suất thiết kế 4.1 triệu thùng/năm 100Co: 5ThO2: 8MgO: 200 Kieselguhr GVHD: TS.
- [22, 48] Ngoài các nhà máy công nghiệp FT sử dụng một chất xúc tác Co, Fischer và đồng nghiệp của ông cũng nghiên cứu một quá trình sử dụng xúc tác sắt.
- Điều này dẫn đến sự phát triển của quá trình Arge sử dụng công nghệ lò phản ứng một ống áp lực lớp xúc tác cố định đã được thương mại hóa bởi các công ty Ruhrchemie và Lurgi.
- Năm Công nghệ và quá trình phát triển 1949 Giấy phép xây dựng một cơ sở nhiên liệu tổng hợp được cấp 1950 Tập đoàn than, dầu khí Nam Phi (Sasol) được hình thành 1955 Cơ sở Sasol 1 (Sasolburg) than tới lỏng (CTL) đi vào sản xuất thương mại 1974 Chính phủ thông báo có ý định xây dựng cơ sở nhiên liệu tổng hợp thứ 2 1979 Chính phủ thông báo có ý định xây dựng cơ sở nhiên liệu tổng hợp thứ 3 1979 Sasol được tư nhân hóa 1980 Cơ sở Sasol 2 (Secunda) CTL đi vào sản xuất thương mại 1982 Cơ sở Sasol 3 (Secunda) CTL đi vào sản xuất thương mại 1986 Chính phủ thông báo có ý định xây dựng 4 cơ sở nhiên liệu tổng hợp thứ 1992 Cơ sở Mossgas (Mossel Bay) khí tới lỏng (GTL) đi vào sản xuất thương mại 1993 Quá trình Fe-LTFT tầng huyền phù (SBP) đã được thương mại hóa 1995 Sasol Advanced Synthol (SAS) tầng sôi cố định đã được thương mại hóa 2002 Tập đoàn dầu mỏ, dầu khí Nam Phi (PetroSA) được hình thành 2004 Cơ sở Sasol 1 đã chuyển đổi từ CTL sang GTL 2005 Quá trình Co-LTFT tầng huyền phù (1000bbl/ngày) đã được ứng dụng ở cơ sở Mossgas PetroSA sở hữu và điều hành các cơ sở Mossgas GTL.
- Nó được sử dụng công nghệ cả Đức và Mỹ để tổng hợp FT.
- ĐÀO QUỐC TÙY LUẬN VĂN THẠC SỸ 6 được tư nhân hóa và nó tiếp tục phát triển công nghệ để tổng hợp FT độc lập.
- Các chất xúc tác FT Co-Re/Al2O3 được sản xuất bằng ngâm tẩm trên chất mang oxit nhôm.
- Chất xúc tác coban là 12% khối lượng và chất mang nhôm được sử dụng.
- Shell đã quyết định tập trung nghiên cứu FT sử dụng một chất xúc tác cobalt trong lò phản ứng ống chùm lớp cố định

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