Nghiên cứu tổng hợp xúc tác cho quá trình tổng hợp nhiên liệu lỏng từ khí tổng hợp ở áp suất thấp

93 14 0
  • Loading ...
1/93 trang

Thông tin tài liệu

Ngày đăng: 24/11/2016, 01:28

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI TRẦN THANH PHƢƠNG Trần Thanh Phƣơng CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT HÓA HỌC NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP XÚC TÁC CHO QUÁ TRÌNH TỔNG HỢP NHIÊN LIỆU LỎNG TỪ KHÍ TỔNG HỢP Ở ÁP SUẤT THẤP LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC KỸ THUẬT HÓA HỌC KHÓA: 2011B Hà Nội – 2013 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI Trần Thanh Phƣơng NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP XÚC TÁC CHO QUÁ TRÌNH TỔNG HỢP NHIÊN LIỆU LỎNG TỪ KHÍ TỔNG HỢP Ở ÁP SUẤT THẤP Chuyên ngành: Kỹ thuật hóa học LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC KỸ THUẬT HÓA HỌC NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: TS Đào Quốc Tùy Hà Nội – 2013 LỜI CẢM ƠN Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến TS Đào Quốc Tùy tận tình bảo giúp đỡ suốt thời gian làm thực nghiệm nhƣ hoàn thành luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn anh chị cán Trung tâm Ứng dụng Chuyển giao Công nghệ - Viện Dầu Khí Việt Nam tạo điều kiện giúp đỡ đóng góp nhiều ý kiến bổ ích mặt khoa học để hoàn thành luận văn MỤC LỤC TRANG PHỤ BÌA………………………………………………………………….2 LỜI CAM ĐOAN DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT MỞ ĐẦU 12 CHƢƠNG I - TỔNG QUAN 13 1.1 Lịch sử hình thành phát triển trình tổng hợp Fischer- Tropsch 13 1.2 Cơ chế phản ứng động học trình tổng hợp Fischer- Tropsch19 1.3 Quá trình tổng hợp Fischer – Tropsch 22 1.4 Nguyên liệu cho trình Fischer-Tropsch 25 1.5 Sản phẩm trình Fischer-Tropsch 26 1.6 Xúc tác cho trình Fischer-Tropsch 27 1.6.1 Kim loại hoạt động 28 1.6.1.1 Sắt 28 1.6.1.2 Cobalt .29 1.6.1.3 Các kim loại khác 31 1.6.1.4 Xúc tác đa kim loại 32 1.6.2 Chất mang 34 1.6.2.1 Oxyt nhôm 35 1.6.2.2 Oxyt silic 35 1.6.2.3 Oxyt titan 38 1.6.2.4 Zeolit 39 1.6.3 Chất xúc tiến 39 1.6.3.1 Platin 40 1.6.3.2 Rutheni 41 1.6.3.3 Đồng .41 1.6.3.4 Kali 41 1.6.3.5 Reni 42 1.6.4 Hợp phần xúc tác điển hình sở Cobalt 42 1.7 Các phƣơng pháp tổng hợp xúc tác cho Fischer-Tropsch 43 1.7.1 Phƣơng pháp ngâm tẩm .43 1.7.1.1 Ngâm tẩm dƣới áp suất thấp: 43 1.7.1.2 Ngấm dƣới áp suất chân không: 44 1.7.2 Phƣơng pháp đồng kết tủa 44 1.7.3 Phƣơng pháp Sol-gel 45 1.8 Thiết bị phản ứng Fischer-Tropsch 46 1.9 Các yếu tố ảnh hƣởng đến trình Fischer-Tropsch 49 1.9.1 Ảnh hƣởng nhiệt độ 49 1.9.2 Ảnh hƣởng áp suất 51 1.9.3 Ảnh hƣởng tỷ lệ nguyên liệu tốc độ dòng nguyên liệu 53 1.9.4 Ảnh hƣởng xúc tác 54 1.10 Mục tiêu nội dung nghiên cứu 54 CHƢƠNG II - THỰC NGHIỆM 56 2.1 Tổng hợp xúc tác 56 2.1.1 Tổng hợp chất mang γ-Al2O3 56 2.1.2 Tổng hợp xúc tác 57 2.2 Phƣơng pháp nghiên cứu đánh giá đặc trƣng hóa lý xúc tác 58 2.2.1 Đặc trƣng pha tinh thể nhiễu xạ tia X (XRD) .58 2.2.2 Phƣơng pháp phân tích nhiệt TG-DSC 60 2.2.3 Phổ hồng ngoại (FTIR) 61 2.2.4 Xác định diện tích bề mặt riêng cấu trúc mao quản đẳng nhiệt hấp phụ vật lý nitơ (BET) 63 2.2.5 Xác định hình thái vật liệu ảnh hiển vi điện tử quét (SEM) 64 2.3 Thiết lập hệ thống phản ứng Fischer-Tropsch đánh giá hoạt tính độ chọn lọc xúc tác 67 2.3.1 Hệ thống phản ứng Fischer-Tropsch 67 2.3.2 Thử kín hoạt hóa xúc tác .68 2.3.3 Tiến hành phản ứng chuyển hóa khí tổng hợp 69 2.3.4 Đánh giá hoạt tính độ chọn lọc xúc tác 70 2.4 Đánh giá chất lƣợng nhiên liệu tổng hợp 70 2.4.1 Phƣơng pháp sắc ký .70 2.4.2 Phƣơng pháp phổ khối lƣợng .71 2.4.3 Liên hợp sắc ký khí khối phổ: 71 CHƢƠNG III - KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 72 3.1 Kết tổng hợp chất mang γ-Al2O3 72 3.2 Đặc trƣng hóa lý chất mang xúc tác CatFT01 73 3.2.1 Đặc trƣng pha tinh thể xúc tác 73 3.2.2 Kết phân tích hấp thụ hồng ngoại (IR) 74 3.2.3 Hình dạng kích thƣớc trung bình hạt xúc tác 76 3.2.4 Kết đo diện tích bề mặt riêng cấu trúc mao quản chất mang xúc tác (BET) 77 3.3 Đánh giá hoạt tính xúc tác 82 3.3.1 Thử hoạt tính xúc tác 82 3.3.2 Kết phân tích mẫu sản phẩm lỏng GC-MS 83 CHƢƠNG IV - KẾT LUẬN 89 TÀI LIỆU THAM KHẢO 90 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn: “Nghiên cứu tổng hợp xúc tác cho trình tổng hợp nhiên liệu lỏng từ khí tổng hợp áp suất thấp” công trình nghiên cứu thân Tất thông tin tham khảo dùng luận văn lấy từ công trình nghiên cứu có liên quan đƣợc nêu rõ nguồn gốc danh mục tài liệu tham khảo Các kết nghiên cứu đƣa luận văn hoàn toàn trung thực chƣa đƣợc công bố công trình khoa học khác Ngày tháng TÁC-GIẢ năm 2013 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT Fischer –Tropsch High Temperature Fischer-Tropsch (quá trình Fischer –Tropsch nhiệt độ cao) LTFT High Temperature Fischer-Tropsch (quá trình Fischer –Tropsch nhiệt độ thấp) CTN Coal tar naphta (than dầu) HDT Distilate hydrotreater (Thiết bị xử lý chƣng cất dùng hydro) DU Distilation unit (Thiết bị chƣng cất) HP High pressure (Cao áp) HT Hydrotreater (Thiết bị xử lý dùng hydro) IR Infrared (hồng ngoại) FTIR Fourier transform infrared spectroscopy (Máy quang phổ hồng ngoại biến đổi chuỗi) XRD X-ray Diffraction (nhiễu xạ tia X) SEM Scanning Electron Microscope (Kính hiển vi điện tử quét) BET Brunauer-Emmet-Teller ( tên phƣơng pháp đo diện tích bề mặt riêng) TG-DSC Thermogravimetric- Differential scanning calorimetry (Phƣơng pháp phân tích nhiệt kết hợp phƣơng pháp phân tích dựa vào hấp thụ khác lƣợng mẫu phân tích) F-T HTFT MỤC LỤC BẢNG Bảng 1: Các nhà máy than hóa lỏng gián tiếp Fischer-Tropsch đƣợc lựa chọn xem xét Mỹ 18 Bảng 2: So sánh hai trình công nghệ phản ứng tổng hợp Fischer-Tropsch 25 Bảng 3: So sánh giá thành kim loại làm xúc tác Fischer-Tropsch .31 Bảng 4: Các đặc tính xúc tác Ni, Fe, Co, Ru cho trình Fischer-Tropsch 33 Bảng 5: Một số tính chất silicagel 36 Bảng 6: Hợp phần xúc tác Cobalt điển hình số hãng giới 43 Bảng 7: Ảnh hƣởng nhiệt độ phản ứng tới α độ chuyển hóa CO (xúc tác 15% Co/ γ-Al2O3, 45 bar, H2 / CO = 2, tốc độ dòng khí 50cm3/phút/1gxt) 50 Bảng 8: Ảnh hƣởng áp suất đến giá trị α 52 Bảng 9: Các tần số sóng tƣơng ứng với dao động đặc trƣng: 62 Bảng 10: Các thông số trình thử nghiệm hoạt tính xúc tác 69 Bảng 11 Thành phần cấu tử sản phẩm lỏng 87 Luận văn thạc sỹ khoa học CBHD: TS.Đào Quốc Tùy MỤC LỤC HÌNH Hình 1: Ứng dụng sản phẩm tổng hợp từ trình Fischer-Tropsch .14 Hình 2: HTFT với hệ thống khí hóa than với tầng đáy cố định (FBDB- fixed-bed dry bottom) phân xƣởng phụ trợ: phân xƣởng CTN (coal tar naphta- than dầu), HDT (distilate hydrotreater), DU (Distilation unit), HP (high pressure), HT (hydrotreater) 17 Hình 3: Sự phân bố sản phẩm trình Fischer-Tropsch α =0.89 22 Hình 4: Quá trình tổng hợp Fischer – Tropsch chuyển hóa khí tổng hợp thành hydrocacbon lỏng 24 Hình 5: So sánh phân bố sản phẩm hai công nghệ HTFT LTFT 25 Hình 6: Phân bố sản phẩm xúc tác Fe 30 bar 280°C 29 Hình 7: Phân bố sản phẩm xúc tác Co 30 bar 240°C .31 Hình 8: Cấu trúc mao quản vật liệu họ ZSM-5 .37 Hình 9: Thiết bị tổng hợp xúc tác phƣơng pháp ngâm tẩm áp suất chân không .44 Hình 10: Quy trình tổng hợp xúc tác theo phƣơng pháp đồng kết tủa 45 Hình 11: Thiết bị ống chùm xúc tác cố định 47 Hình 12: Thiết bị xúc tác tầng sôi có tuần hoàn xúc tác (a) xúc tác giả lỏng (b) .48 Hình 13: Thiết bị phản ứng dạng huyền phù 49 Hình 14: Ảnh hƣởng nhiệt độ tới phân bố sản phẩm (áp suất 45bar, tỷ lệ H2/CO =2) 50 Hình 15: Ảnh hƣởng nhiệt độ tới độ chọn lọc α- olefin 51 Hình 16: Ảnh hƣởng áp suất đến phân bố sản phẩm 240°C 52 Hình 17: Ảnh hƣởng áp suất đến độ chọn lọc α- olefin (ở 240°C, H2/CO = 2, tốc độ dòng khí 50cm3/ phút/ 1g xt) 52 Hình 18: Ảnh hƣởng tỷ lệ nguyên liệu H2/CO tới phân bố sản phẩm 300°C 53 Hình 19: Ảnh hƣởng tốc độ dòng nguyên liệu tới phân bố sản phẩm 53 Hình 20 Quy trình tổng hợp -Al2O3 56 Hình 21.Quy trình tổng hợp xúc tác 57 Hình 22 :Sơ đồ nhiễu xạ tia X mặt tinh thể 59 Hình 23: Thiết bị chụp XRD 60 HV: Trần Thanh Phương Trang 10 MSHV: CB110653 Luận văn thạc sỹ khoa học CBHD: TS.Đào Quốc Tùy Hình 36 Phân bố mao quản chất mang γ-Al2O3 Hình 36 cho thấy γ-Al2O3 có kích thƣớc mao quản trung bình tập trung 32Å Kích thƣớc mao quản trung bình thu đƣợc theo BET là: 73,5525 Å Kết với xúc tác CatFT01 Đƣờng đẳng nhiệt hấp phụ nhả hấp phụ đƣợc thể hiện: HV: Trần Thanh Phương Trang 79 MSHV: CB110653 Luận văn thạc sỹ khoa học CBHD: TS.Đào Quốc Tùy Hình 37 Đường đẳng nhiệt hấp phụ nhả hấp N2 xúc tác CatFT01 Đƣờng đẳng nhiệt hấp phụ nhả hấp phụ N2 xúc tác CatFT01 có hình dạng tƣơng tự nhƣ chất mang γ-Al2O3 cho thấy việc tẩm kim loại lên chất mang không làm thay đổi đến loại cấu trúc mao quản trung bình vật liệu Diện tích bề mặt riêng tính theo BET: 196,5135 m²/g Thể tích lỗ xốp: 0,332400 cm³/g Thể tích vi mao quản: 0,003817 cm³/g HV: Trần Thanh Phương Trang 80 MSHV: CB110653 Luận văn thạc sỹ khoa học CBHD: TS.Đào Quốc Tùy Hình 38 Phân bố lỗ xốp xúc tác CatFT01 Từ kết BET cho thấy , đƣa kim loại lên chất mang, diện tích bề mặt riêng chất mang giảm đƣờng kính mao quản, thể tích lỗ xốp giảm Sự thay đổi diện tích bề mặt riêng xúc tác bắt nguồn từ biến số cấu trúc xốp chất mang che lấp phần tử kim loại ngâm tẩm Tuy nhiên, quan sát đƣờng đẳng nhiệt hấp phụ nhả hấp phụ, nhận thấy cấu trúc đặc trƣng vật liệu mao quản trung bình chất mang với vòng trễ đƣờng nhả hấp phụ đƣợc giữ nguyên mẫu xúc tác CatFT01 HV: Trần Thanh Phương Trang 81 MSHV: CB110653 Luận văn thạc sỹ khoa học CBHD: TS.Đào Quốc Tùy Nhƣ vậy, trình ngâm tẩm kim loại không làm thay đổi cấu trúc đặc trƣng ban đầu chất mang vật liệu mao quản trung bình, nhƣng có thay đổi phần đƣờng kính mao quản chất mang Đánh giá hoạt tính xúc tác 3.3 Hoạt tính xúc tác thông số quan trọng việc nghiên cứu pha hoạt động xúc tác thông số cần phải tìm hiểu trƣớc tiến hành nghiên cứu xúc tác 3.3.1 Thử hoạt tính xúc tác Hoạt tính xúc tác CatFT02 đƣợc thử nghiệm phản ứng FischerTropsch với thông số nhƣ Bảng 10 Kết phân tích độ chuyển hóa đƣợc đƣa đồ thị Hình 39 35 Đô chuyển hóa, % 30 25 20 15 10 0 100 200 300 400 500 600 700 Thời gian, phút Hình 39 Độ chuyển hóa CO phản ứng Fischer-Tropsch sử dụng xúc tác CatFT02 , điều kiện nhiệt độ thấp áp suất thấp Từ kết hình 11 ta thấy độ chuyển hóa CO tăng dần theo thời gian đến thời điểm độ chuyển hóa đạt cao nhất, sau vào ổn định Khi tiến hành phản ứng, trình hấp phụ lên bề mặt xúc tác xảy chậm CO chuyển hóa theo phản ứng phân bố lại thành Carbon bề mặt dạng Cα Cβ 2CO → CO2 + C HV: Trần Thanh Phương Trang 82 MSHV: CB110653 Luận văn thạc sỹ khoa học CBHD: TS.Đào Quốc Tùy Cα sau hidro hóa thành gốc CH2* Gốc CH2* kết hợp với CO H2 xúc tác thành gốc hidrocacbon phát triển mạch để hình thành hidrocacbon mạch dài Cβ dễ dàng chuyển hóa thành CH4 Nhƣ xúc tác Co muốn có hoạt tính phải có C bề mặt dạng α β [1] Với kết độ chuyển hóa CO phản ứng đạt cao 30%, chứng tỏ xúc tác tổng hợp đƣợc có hoạt tính cao so với mẫu xúc tác có đơn kim loại Co/ γ- Al2O3 3.3.2 Kết phân tích mẫu sản phẩm lỏng GC-MS Kết phân tích GC-MS mẫu sản phẩm lỏng phản ứng FischerTropsch sử dụng xúc tác CatFT02 đƣợc đƣa phổ đồ Hình 40 Hình 40 Kết phân tích thành phần lỏng (GCMS) phản ứng FischerTropsch xúc tác CatFT02 Dựa vào phổ phân tích ta thấy vị trí có thời gian lƣu 19,33; 25,58; 28,49; 31,25; 33,86; 34,2; 38,75 có diện tích peak lớn tức chất xuất thời gian lƣu có hàm lƣợng cao Tại vị trí 19,33 phút HV: Trần Thanh Phương Trang 83 MSHV: CB110653 Luận văn thạc sỹ khoa học CBHD: TS.Đào Quốc Tùy Hình 41 Peak GC mẫu thời điểm 33,86 34,2 phú Dựa vào mảnh m/z biết đƣợc chất có khoảng thời gian lƣu này: Hình 42 Cấu tạo chất phổ khối cấu tử đặc trưng thời điểm 19,33 phút Dựa vào mảnh m/z ta thấy sản phẩm chủ yếu Dodecane C12H26 Tại vị trí 31,5 phút: HV: Trần Thanh Phương Trang 84 MSHV: CB110653 Luận văn thạc sỹ khoa học CBHD: TS.Đào Quốc Tùy Hình 43 Peak GC mẫu thời điểm 31,5 phút Hình 44 Cấu tạo chất phổ khối cấu tử đặc trưng thời điểm 31,5 phút Sản phẩm thời điểm 31,5 phút Hexadecane C16H34 Tại vị trí 33,86 34,2 phút HV: Trần Thanh Phương Trang 85 MSHV: CB110653 Luận văn thạc sỹ khoa học CBHD: TS.Đào Quốc Tùy Hình 45 Peak GC mẫu thời điểm 33,86 34,2 phút Hình 46 Cấu tạo chất khối phổ cấu tử đặc trưng thời điểm 33,86 34,2 phút Dựa vào mảnh m/z ta thấy sản phẩm chủ yếu Heptadecane C17H36 HV: Trần Thanh Phương Trang 86 MSHV: CB110653 Luận văn thạc sỹ khoa học CBHD: TS.Đào Quốc Tùy Hình 47 Peak GC mẫu thời điểm 38,75 phút Hình 48 Cấu tạo chất khối phổ cấu tử đặc trưng thời điểm 38,75 phút Dựa vào mảnh m/z ta thấy sản phẩm chủ yếu Pentadecane, 2, 6, 10, 14 tetramethyl C19H40 Phổ cho thấy thành phần cấu tử sản phẩm lỏng nhƣ Bảng 11 Bảng 11 Thành phần cấu tử sản phẩm lỏng Cấu tử C12H26 C16H34 C17H36 C19H40 HV: Trần Thanh Phương Thời gian lƣu (phút) 19,33 31,5 34,2; 33,86 38,75 Trang 87 Thành phần (%) 0,64 7,12 13,4 3,98 MSHV: CB110653 Luận văn thạc sỹ khoa học CBHD: TS.Đào Quốc Tùy Từ kết phổ ta thấy, thành phẩn sản phẩm trình chuyển hoá khí tổng hợp áp suất thấp chủ yếu từ hidrocacbon no mạch thẳng dài, nằm khoảng C12 đến C19 thuộc phân đoạn Diesel Các hydrocacbon có độ chọn lọc 20% Ngoài thu đƣợc hidrocacbon từ C1-C11 khí CO2 Phân tích GC-MS đƣợc dạng tồn chủ yếu sản phẩm Các hydrocacbon no mạch thẳng C12 đến C19 sản phẩm mong muốn trình chuyển hoá khí tổng hợp tạo diesel HV: Trần Thanh Phương Trang 88 MSHV: CB110653 Luận văn thạc sỹ khoa học CBHD: TS.Đào Quốc Tùy CHƢƠNG IV - KẾT LUẬN Nhƣ đề tài “Nghiên cứu tổng hợp xúc tác cho trình tổng hợp nhiên liệu lỏng từ khí tổng hợp áp suất thấp” đạt đƣợc kết sau: Tổng quan lịch sử phát triển trình Fischer – Tropsch, nắm đƣợc tầm quan trọng tiềm trình khứ, tƣơng lai Đã tổng hợp đƣợc chất mang γ- Al2O3 từ Boehmit có tính chất tƣơng đƣơng với mẫu γ- Al2O3 chuẩn Đã nghiên cứu tổng hợp đƣợc xúc tác với thành phần 25%Co, 3%MgO sở chất mang γ- Al2O3 có độ khử cao, phân tán tốt chất mang γ- Al2O3 Đã phân tích đánh giá đặc trƣng hóa lý xúc tác chất mang qua kết BET, SEM, XRD IR Đã lắp đặt thành công hệ thống phản ứng Fischer – Tropsch nhiệt độ thấp, áp suất thấp đƣa vào sử dụng Đã thực đƣợc trình thử hoạt tính mẫu xúc tác 25% Co, 3% Mg/ γAl2O3 hệ phản ứng Fischer – Tropsch điều kiện nhiệt độ 190°C áp suất thấp Kết cho thấy độ chuyển hóa sản phẩm đạt 30% độ chọn lọc xúc tác tốt thể hàm lƣợng hidrocacbon no mạch thẳng dài nằm khoảng C12 đến C19 (phân đoạn diesel), chiếm tỷ lệ khoảng 20% Nghiên cứu xúc tác cho trình tổng hợp nhiên liệu lỏng từ khí tổng hợp áp suất thấp vấn đề Với nội dung số hƣớng cần tiếp tục nghiên cứu mở rộng nhƣ:  Ảnh hƣởng điều kiện phản ứng (nhiệt độ, áp suất, lƣu lƣợng dòng nguyên liệu) đến hiệu suất độ chọn lọc trình  Tối ƣu hóa điều kiện công nghệ để tăng chất lƣợng sản phẩm  Tinh chế sản phẩm để sử dụng với mục đích thƣơng mại Trong phạm vi cho phép, đề tài góp phần nghiên cứu hƣớng lĩnh vực tổng hợp xúc tác cho trình Fischer-Tropsch Những kết cần đƣợc nghiên cứu mở rộng trƣớc áp dụng đƣợc thực tiễn HV: Trần Thanh Phương Trang 89 MSHV: CB110653 Luận văn thạc sỹ khoa học CBHD: TS.Đào Quốc Tùy TÀI LIỆU THAM KHẢO G.D Zakumbaeva, Sh S.Itkulova, R.S Arzumanova, V.A Ovchinnikov, A Selitski (1992), Catalyst for ceresin synthesis, Pat of Russia, 2054320, Jul 1992, Chem Abstr,125 Dieter Leckel (2009), Diesel Production from Fischer-Tropsch: The Past, the Present, Energy & Fuels, 23, 2342–2358 Jun Cheng and P Hu, Peter Ellis, Sam French, Gordon Kelly and C Martin Lok (2010), Density Functional Theory Study of Iron and Cobalt Carbides for FischerTropsch Synthesis, J Phys Chem C, 114, 1085–1093 Manuel Ojedaa , Rahul Nabar , Anand U Nilekar , Akio Ishikawa , Manos Mavrikakis (2010), CO activation pathways and the mechanism of Fischer–Tropsch synthesis, Journal of Catalysis 272 (2010) 287–297 Samira Ghasemi, Morteza Sohrabi, Mohammad Rahmani (2009), A comparison between two kinds of hydrodynamic models in bubble column slurry reactor during Fischer–Tropsch synthesis: Single-bubble class and two-bubble class, The Canadian Journal of Chemical Engineering (impact factor: 0.75) 03/2009; 64(1):133 - 140 J.C Schouten (2010), Mechanistic study of the High- Temperature FischerTropsch Synthesis using transient kinetics, Eindhoven: Technische Universiteit Eindhoven Bo-Tao Teng, Jie Chang, Cheng-Hua Zhang, Dong-Bo Cao, Jun Yang, Ying Liu, Xiao-Hui Guo, Hong-Wei Xiang, Yong-Wang Li (2006), A comprehensive kinetics model of Fischer–Tropsch synthesis over an industrial Fe–Mn catalyst, Applied Catalysis A: General Volume 301, Issue 1, 10 February 2006, Pages 39–50 Maryam Bakhtiari, Farhad Khorasheh, Akbar Zamanian, Ali Nakhaeipour, and Mohammad Irani (2008), Preparation, evaluation and characterization of monolithic catalysts for Fischer-Tropsch synthesis, Journal: Petroleum and Coal ISSN 1337-7027 Volume: 50; Issue: 3; Start page: 56 HV: Trần Thanh Phương Trang 90 MSHV: CB110653 Luận văn thạc sỹ khoa học CBHD: TS.Đào Quốc Tùy Jin Hu, Fei Yu, and Yongwu Lu (2012), Application of Fischer–Tropsch Synthesis in Biomass to Liquid Conversion, Catalysts 2012, 2, 303-326 10 Fernando Morales and Bert M Weckhuysen (2006), Promotion Effects in Cobased Fischer–Tropsch Catalysis, Catalysis, Volume: 19, pp 1-40 11 Junling Zhang, Jiangang Chen, Yongwang Li, Yuhan Sun (2002), Recent Technological Developments in Cobalt Catalysts for Fischer-Tropsch Synthesis, Recent Technological Developments in Cobalt Catalysts for Fischer-Tropsch Synthesis 12 Jeremy May (2002) The Fischer-Tropsch Process and Its Influence 13 Nimir O M Elbashir (2004), Utilization of supercritical fluids in the FischerTropsch Synthesis over cobalt-based catalytic systems, Underwood, A J V Ind Eng Chem 14 U S DOD U S Naval Technical Mission in Europe (1945), The synthesis of hydrocarbons from CO and H2, Technical Report No 248-45 15 Dieter Leckel (2011), Diesel production in coal-based high-temperature Fischer– Tropsch plants using fixed bed dry bottom gasification technology, Sasol Technology Research and Development 16 F.G Botes, J.W Niemantsverdriet, J van de Loosdrecht (2013), A comparison of cobalt and iron based slurry phase Fischer–Tropsch synthesis, Catalysis Today Volume 215, Pages 112–120 2013 17 M.H Rafiq, H.A Jakobsen, R Schmid, J.E Hustad (2011), Experimental studies and modeling of a fixed bed reactor for Fischer–Tropsch synthesis using biosyngas, Fuel Processing Technology, Volume 92, Issue 5, May 2011, Pages 893–907 18 J Patzlaff, Y Liu, C Graffmann, J Gaube (1999), Studies on product distributions of iron and cobalt catalyzed Fischer–Tropsch synthesis, Applied Catalysis A: General Volume 186, Issues 1–2, Pages 109–119 19 R.L Espinoza, A.P Steynberg, B Jager, A.C Vosloo (1999), Low temperature Fischer–Tropsch synthesis from a Sasol perspective, Applied Catalysis A: General Volume 186, Issues 1–2, Pages 13–26 HV: Trần Thanh Phương Trang 91 MSHV: CB110653 Luận văn thạc sỹ khoa học CBHD: TS.Đào Quốc Tùy 20 Matthew J Overett, R Oliver Hill, John R Moss (2000), Organometallic chemistry and surface science mechanistic models for Fischer-Tropsch synthesis, Coordination Chemistry Reviews, Volumes 206–207, Pages 581–605 Coordination Chemistry Reviews, South Africa 21 Mark E Dry (1996), Practical and theoretical aspects of the catalytic FischerTropsch process, Applied Catalysis A: General Volume 138, Issue 2, May 1996, Pages 319–344 22 Andre Steynberg, Mark Dry (2004), Fischer- Tropsch technology, Elsevier Science 23 GS.TS Đào Văn Tƣờng (2006), “Động học xúc tác” Nhà xuất khoa học kỹ thuật Hà Nội 24 GS.TS Đinh Thị Ngọ (2008), “Hóa học dầu mỏ khí” Nhà xuất khoa học kỹ thuật Hà Nội 25 Hồ Sĩ Thoảng, Lƣu Cẩm Lộc (2007), “Chuyển hóa hydrocacbon cacbon oxit hệ xúc tác kim loại oxit kim loại”, NXB Khoa Học Tự Nhiên Công Nghệ Hà Nội 26 Lê Công Dƣỡng, “Kỹ thuật phân tích cấu trúc tia Rơnghen’’, NXB Khoa học kỹ thuật Hà Nội, 1984 27 Nguyễn Hữu Trịnh, “Nghiên cứu điều chế dạng nhôm hydroxyt, nhôm oxyt ứng dụng công nghệ lọc hóa dầu”, Luận án tiến sỹ Hóa học, Đại học Bách khoa Hà Nội, 2002 28 Nguyễn Hữu Phú, “Hấp phụ xúc tác vật liệu vô mao quản”, NXB Khoa học kỹ thuật Hà Nội, 1998 29 Từ Văn Mặc, Trần Thị Ái, “Phân tích hóa lý”, NXB Khoa học kỹ thuật Hà Nội, 2008 30 Hoàng Trọng Yêm, Nhiên liệu nguyên liệu từ phản ứng Fischer– Tropsch khứ tại, Tạp chí Xúc tác Hấp phụ, T2, Tr 1-20, 2013 31 Nguyễn Đình Triệu, Bài tập thực tập phương pháp phổ, NXB ĐH QG Hà Nội, 2001 32 Nguyễn Thị Thủy, Nguyễn Anh Vũ, Nguyễn Hồng Liên, Ảnh hưởng nguồn kim loại tới hoạt tính độ chọn lọc xúc tác Co/Al2O3 cho trình chuyển HV: Trần Thanh Phương Trang 92 MSHV: CB110653 Luận văn thạc sỹ khoa học CBHD: TS.Đào Quốc Tùy hóa khí tổng hợp thành hydrocacbon lỏng, Tạp chí hóa học, T 49 (2ABC), 144148, 2011 HV: Trần Thanh Phương Trang 93 MSHV: CB110653 [...]... của quá trình tổng hợp Fischer-Tropsch nhằm tạo ra các hydrocacbon mạch thẳng có trong thành phần của nhiên liệu diesel Tác giả thực hiện đề tài Nghiên cứu tổng hợp xúc tác cho quá trình tổng hợp nhiên liệu lỏng từ khí tổng hợp ở áp suất thấp tập trung vào hƣớng nghiên cứu hệ xúc tác trên cơ bản là xúc tác Cobalt cho quá trình tổng hợp nhiên liệu lỏng từ khí tổng hợp với điều kiện phản ứng ở áp suất. .. đƣợc thực hiện ở áp suất thấp hơn nên chi phí vận hành ít hơn, bù lại phần giá thành xúc tác Một số ƣu thể khác của xúc tác Co, nhƣ độ ổn định cao, tuổi thọ dài, tái sinh dễ dàng, dẫn tới xu hƣớng sử dụng xúc tác này ngày càng tăng Xúc tác Co không quá nhạy cảm với sự có mặt của chất xúc tiến Một vài nghiên cứu cho thấy khi thêm ThO2 sẽ làm tăng hiệu suất tạo sáp ở áp suất thấp, nhƣng ở áp suất cao thì... lỏng Xúc tác Ru cũng thể hiện hoạt tính cao trong quá trình Fischer-Tropsch ở nhiệt độ thấp (< 150°C), và cũng đã đƣợc so sánh với hệ xúc tác Fe và xúc tác Co Tuy nhiên, xúc tác trên cơ sở Ru thƣờng đòi hỏi áp suất khí tổng hợp cao (>100 bar), tạo sản phẩm hydrocacbon có khối lƣợng phân tử lớn thông qua quá trình tổng hợp polymetylen Một trong số các ƣu điểm của xúc tác Ru là không bị ảnh hƣởng bởi nƣớc... phải sử dụng quá trình làm sạch khí trƣớc khi đƣa vào phản ứng Fischer-Tropsch Sinh khối cũng có thể chuyển hóa thành khí tổng hợp thông qua công nghệ khí hóa nhiệt độ cao Loại khí tổng hợp này bao gồm chủ yếu là H2, CO, CO2, và CH4, với hàm lƣợng H2 thấp hơn so với khí tổng hợp sản xuất từ khí tự nhiên Các phƣơng pháp khí hóa khác, bao gồm áp suất thấp hoặc áp suất cao, đốt bằng không khí hoặc oxy,... chọn xúc tác HV: Trần Thanh Phương Trang 22 MSHV: CB110653 Luận văn thạc sỹ khoa học CBHD: TS.Đào Quốc Tùy cho phù hợp Tổng hợp nhiệt độ thấp sẽ cho nhiều sản phẩm có khối lƣợng phân tử lớn nhƣ diesel, sáp còn tổng hợp ở nhiệt độ cao sẽ cho hiệu suất sản phẩm xăng và olefin cao Sử dụng xúc tác Fe cho quá trình tổng hợp nhiệt độ cao với thiết bị xúc tác cố định sẽ thu đƣợc nhiều xăng Còn hiệu suất diezel... tiếp, có thể cho phép tạo ra khí tổng hợp có tỷ lệ H 2/CO thay đổi trong một khoảng rộng từ 0,45 đến 2,0 và thậm chí cao hơn Tuy nhiên, khí tổng hợp sản xuất từ sinh khối có chứa các tạp chất nhƣ H2S, NH3, bụi và kiềm Do đó nó cũng phải đƣợc làm sạch trƣớc khi sử dụng làm nguyên liệu cho quá trình tổng hợp Fischer-Tropsch.[9,17,21] 1.5 Sản phẩm của quá trình Fischer-Tropsch Quá trình tổng hợp Fischer-Tropsch... trên quá trình nhiệt độ thấp. [11, 22] HV: Trần Thanh Phương Trang 23 MSHV: CB110653 Luận văn thạc sỹ khoa học CBHD: TS.Đào Quốc Tùy SẢN XUẤT KHÍ TỔNG HỢP Than đá Khí hóa Hơi nƣớc Khí tự nhiên Hơi nƣớc O2 Oxy hóa không hoàn toàn (xúc tác) Reforming hơi nƣớc Làm sạch và làm lạnh khí tổng hợp TỔNG HỢP FISCHER - TROPSCH Tổng hợp FisscherTropsch Reforming hơi nƣớc Khí nhiên liệu (LPG) CH4 Hơi nƣớc Nƣớc Hợp. .. dụng xúc tác Co cho quá trình tổng hợp nhiệt độ thấp với thiết bị phản ứng dạng huyền phù Thành phần của khí tổng hợp (tỷ lệ CO: H2) cũng có ảnh hƣởng đến thành phần của sản phẩm Theo lý thuyết thì khí tổng hợp thu đƣợc từ quá trình khí hóa than đá có tỷ lệ H2:CO là 0,67 thì độ chuyển hóa CO thành các sản phẩm Fischer-Tropsch cao nhất là 33% (không có phản ứng chuyển hóa CO), còn từ khí thiên nhiên. .. một hợp phần xúc tác cũng đang đƣợc triển khai nghiên cứu Theo S Lógdberg và các cộng sự, nghiên cứu tác động qua lại của hai kim loại Fe và Co khi cùng mang trên -Al2O3 cho thấy nhiều khác biệt của xúc tác tổng hợp đƣợc so với các xúc tác đơn kim loại Fe và Co Ví dụ, hoạt tính Fischer-Tropsch tăng lên ở mức độ chuyển hóa thấp, hoạt tính WGS rất thấp nhƣng độ bền của xúc tác giảm đi so với xúc tác. .. quá trình tổng hợp FischerTropsch Khí tổng hợp đƣợc thu từ quá trình khí hóa than đá có hàm lƣợng bụi và tạp chất cao, đặc biệt là lƣu huỳnh Do vậy trƣớc khi sử dụng làm nguyên liệu cho quá trình Fischer-Tropsch, nguồn khí tổng hợp này phải đƣợc xử lý loại bỏ tạp chất, nhất là lƣu huỳnh Trong khi đó, khí hóa khí tự nhiên có hàm lƣợng CH4 cao (trên 84%) cho loại khí tổng hợp sạch và chứa rất ít lƣu huỳnh
- Xem thêm -

Xem thêm: Nghiên cứu tổng hợp xúc tác cho quá trình tổng hợp nhiên liệu lỏng từ khí tổng hợp ở áp suất thấp , Nghiên cứu tổng hợp xúc tác cho quá trình tổng hợp nhiên liệu lỏng từ khí tổng hợp ở áp suất thấp , Nghiên cứu tổng hợp xúc tác cho quá trình tổng hợp nhiên liệu lỏng từ khí tổng hợp ở áp suất thấp

Gợi ý tài liệu liên quan cho bạn

Nạp tiền Tải lên
Đăng ký
Đăng nhập