Luận văn Thạc sĩ KTHH GVHD: TS Đào Quốc Tùy LỜI CẢM ƠN Trải qua thời gian dài nghiên cứu, hoàn thành tốt luận văn Thạc sĩ “Nghiên cứu ảnh hƣởng chất xúc tiến kim loại đến độ chọn lọc sản phẩm phản ứng tổng hợp Fischer-Tropsch điều kiện áp suất thƣờng, nhiệt độ thấp” Trƣớc hết, xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy giáo hƣớng dẫn TS Đào Quốc Tùy, ngƣời trực tiếp hƣớng dẫn, bảo tận tình cho mặt khoa học thực nghiệm suốt trình thực luận văn Tôi xin trân trọng cảm ơn Anh, Chị Phòng thí nghiệm Công nghệ lọc Hóa dầu Vật liệu xúc tác hấp phụ trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội, anh phòng ứng dụng chuyển giao sản phẩm Viện Dầu Khí Việt Nam giúp đỡ suốt trình làm luận văn Tôi xin trân trọng cảm ơn Trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội, Viện đào tạo sau Đại học, Viện Kỹ thuật Hóa học trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội giúp đỡ tạo điều kiện cho suốt thời gian qua Cuối cùng, xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Ba, Mẹ, Anh Chị, ngƣời thân bạn bè giúp đỡ, động viên suốt trình học tập nghiên cứu, thực luận văn Hà Nội, ngày 28 tháng năm 2015 Học viên Nguyễn Viết Trung Luận văn Thạc sĩ KTHH GVHD: TS Đào Quốc Tùy LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn thạc sĩ kỹ thuật “Nghiên cứu ảnh hưởng chất xúc tiến kim loại đến độ chọn lọc sản phẩm phản ứng tổng hợp Fischer-Tropsch điều kiện áp suất thường, nhiệt độ thấp” công trình thực dƣới hƣớng dẫn khoa học TS Đào Quốc Tùy Các kết nghiên cứu luận văn hoàn toàn trung thực, đáng tin cậy, số liệu, tính toán đƣợc hoàn toàn xác chƣa đƣợc công bố công trình nghiên cứu Hà Nội, ngày 28 tháng năm 2015 Học viên Nguyễn Viết Trung Luận văn Thạc sĩ KTHH GVHD: TS Đào Quốc Tùy MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN LỜI CAM ĐOAN DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH LỜI MỞ ĐẦU PHẦN TỔNG QUAN QUÁ TRÌNH FISCHER–TROPSCH 1.1 Lịch sử phát triển trình Fischer – Tropsch (FT) 1.1.1.Giới thiệu sơ lƣợc trình FT 1.1.2 Tóm tắt lịch sử phát triển công nghiệp Fischer-Tropsch 1.2 Cơ chế tổng hợp FT 10 1.3 Công nghệ tổng hợp Fischer-Tropsch 16 1.3.1 Tổng quan công nghệ FT 16 1.3.2 Các loại lò phản ứng Fischer-Tropsch 17 1.4 Sản phẩm xử lý sản phẩm trình Fischer-Tropsch 23 1.4.1 Sản phẩm Fischer-Tropsch 23 1.4.2 Xử lý nâng cấp sản phẩm Fischer-Tropsch 24 1.5 Xúc tác cho trình tổng hợp Fischer-Tropsch 25 1.5.1 Kim loại hoạt động 25 1.5.2 Chất mang 28 1.5.3 Chất xúc tiến 32 1.6 Các yếu tố ảnh hƣởng đến trình tổng hợp Fischer-Tropsch .37 1.6.1 Ảnh hƣởng nhiệt độ 37 1.6.2 Ảnh hƣởng áp suất 39 1.6.3 Ảnh hƣởng tỷ lệ nguyên liệu tốc độ dòng nguyên liệu 40 MỤC TIÊU VÀ ĐỊNH HƢỚNG NGHIÊN CỨU 41 PHẦN THỰC NGHIỆM 42 Luận văn Thạc sĩ KTHH GVHD: TS Đào Quốc Tùy 2.1 Tổng hợp xúc tác 42 2.1.1 Các hóa chất, dụng cụ thiết bị sử dụng 42 2.1.2.Quy trình tổng hợp xúc tác 42 2.2 Nghiên cứu đặc trƣng xúc tác 45 2.2.1 Phƣơng pháp nhiễu xạ Rơnghen 45 2.2.2 Phƣơng pháp hấp phụ nhả hấp phụ vật lý Nitơ (BET) 47 2.2.3 Xác định độ phân tán kim loại chất mang hấp phụ hóa học xung CO (TP CO) .48 2.2.4 Phân tích sản phẩm lỏng GC-MS 49 2.2.5 Phân tích khí sau phản ứng 50 2.3 Nghiên cứu hoạt tính xúc tác cho phản ứng tổng hợp Fischer- Tropsch 51 2.3.1 Sơ đồ phản ứng thiết bị phản ứng tổng hợp Fischer- Tropsch 51 2.3.2 Quá trình thực 52 PHẦN 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 55 3.1 Ảnh hƣởng chất xúc tiến tới đặc trƣng hóa lý chất xúc tác 55 3.1.1 Ảnh hƣởng chất xúc tiến tới đặc trƣng pha tinh thể chất xúc tác 55 3.1.2 Đặc trƣng diện tích bề mặc riêng cấu trúc mao quản xúc tác 62 3.1.3 Ảnh hƣởng chất xúc tiến đến độ phân tán kim loại chất mang 68 3.2 Chất xúc tiến ảnh hƣởng tới độ chuyển hóa, độ chọn lọc phân bố sản phẩm 72 3.2.1 Ảnh hƣởng oxit kim loại MgO tới độ chuyển hóa, độ chọn lọc phân bố sản phẩm 72 3.2.2 Ảnh hƣởng kim loại Ru tới độ chuyển hóa, độ chọn lọc phân bố sản phẩm 76 3.3 So sánh độ chọn lọc phân bố sản phẩm MgO Ru 81 PHẦN KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 85 TÀI LIỆU THAM THẢO 86 PHỤ LỤC …………………………………………………………………………………93 Luận văn Thạc sĩ KTHH GVHD: TS Đào Quốc Tùy DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT BET Brunauer – Emmentt - Teller CFB Circulating Fluidized Bed FT Fischer Tropsch GC Gas Chromatography (Sắc ký khí) GC-MS Gas Chromatography Mass Spertrometry (Sắc ký khí khổi phổ) GTL Gas to Liquid HTFT High Temperature Fischer Tropsch LTFT Low Temperature Fischer Tropsch WGS Water Gas Shift (Phản ứng chuyển hóa CO nước) XRD X-ray Diffraction CTAB Cetyltrimethylammonium Bromide SMDS Shell Middle Distillate Synthesis Luận văn Thạc sĩ KTHH GVHD: TS Đào Quốc Tùy DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Các giai đoạn phát triển Đức lên đến đỉnh điểm việc sử dụng công nghiệp tổng hợp FT Bảng 1.2 Giai đoạn phát triển FT công nghiệp thương mại Nam Phi Bảng 1.3 Các công nghệ FT ứng dụng công nghiệp (đến 2012) 17 Bảng 1.4 Các cấu tử chung công nghệ FT sản xuất công nghiệp 23 Bảng 1.5 Các trình chế biến sản phẩm Fischer-Tropsch 24 Bảng 1.6 Các đặc tính xúc tác Ni, Fe, Co, Ru cho trình FT 25 Bảng 1.7 Xúc tác, điều kiện công nghệ sản phẩm thu tổng hợp FT 25 Bảng 1.8 Hợp phần xúc tác Coban điển hình số hãng giới 37 Bảng 2.1 Hàm lượng thành phần chất mang muối kim loại để tẩm xúc tác chứa chất xúc tiến MgO .43 Bảng 2.2 Hàm lượng thành phần chất mang muối kim loại để tẩm xúc tác 43 Bảng 3.1 Kết đo diện tích bề mặt riêng đường kính mao quản tập trung chất xúc tác Co/SiO2 với hàm lượng MgO khác 62 Bảng 3.2 Kết đo diện tích bề mặt riêng đường kính mao quản tập trung chất xúc tác Co/SiO2 với hàm lượng Ru khác .66 Bảng 3.3 Kết đo độ phân tán kim loại chất xúc tác 25%Co/SiO2 với 69 Bảng 3.4 Độ chọn lọc sản phẩm bổ sung chất xúc tiến MgO 73 Bảng 3.5 Độ chọn lọc sản phẩm bổ sung chất xúc tiến Ru 78 Luận văn Thạc sĩ KTHH GVHD: TS Đào Quốc Tùy DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1 Sự khác biệt chế đại diện monome đảm bảo cho phát triển chuỗi tổng hợp Fischer-Tropsch 11 Hình 1.2 Sự khác biệt chế phát triển mạch đại diện tổng hợp FischerTropsch 12 Hình 1.3 Cơ chế phản ứng đơn giản dựa chế oxy hóa tổng hợp Fischer-Tropsch, cho thấy hình thành sản phẩm chính, cụ thể ankan, anken, ancol, andehit axit cacboxylic 14 Hình 1.4 Quan hệ phần trăm khối lượng sản phẩm xác suất phát triển mạch 16 Hình 1.5 Lò phản ứng ống chùm lớp xúc tác cố định (thiết kế lò phản ứng ban đầu Arge) .19 Hình 1.6 Lò phản ứng tầng sôi tuần hoàn khí rắn (CFB) Fischer–Tropsch hoạt động 320–350oC 2.5 MPa với kích thước hạt chất xúc tác khoảng 50-200 m .20 Hình 1.7 Lò phản ứng tầng sôi cố định (FFB) FT hoạt động 320–350oC 2.5 Mpa với kích thước hat chất xúc tác khoảng 50-200m 20 Hình 1.8 (a) Lò phản ứng cột huyền phù sủi bọt FT; (b) Hình ảnh kính hiển vi điện tử quét hạt chất xúc tác hình cầu khác nhau, kích thước từ 50 đến 200 m .22 Hình 1.9 Sơ đồ minh họa chế hình thành mesosilica 29 Hình 1.10 Mạch thẳng, phẳng, theo chu kỳ cấu trúc silica anion không gian, với chấm biểu thị nguyên tử silicon Các oxy liên kết nguyên tử silicon nằm dấu chấm không hiển thị 31 Hình 1.11 Cơ chế đề xuất cho hình thành chất mang silica 32 Hình 1.12 Phân tán Co với chất xúc tiến 34 Hình 1.13 Độ phân tán cần có Co phản ứng FT 35 Hình 1.14 Ảnh hưởng nhiệt độ phản ứng tới phân bố sản phẩm (Điều kiện phản ứng nhiệt độ 210 oC, 220 oC, 240 oC, 250oC; áp suất 45 bar; GHSV 50 cm3/gxt; H2/CO = 2) 38 Hình 1.15 Ảnh hưởng nhiệt độ phản ứng tới độ chọn lọc α-olefin (Điều kiện phản ứng nhiệt độ 210 oC, 220 oC, 240 oC, 250oC; áp suất 45 bar; GHSV 50 cm3/gxt; H2/CO = 2) 38 Hình 1.16 Ảnh hưởng áp suất tới phân bố sản phẩm (Điều kiện phản ứng 240oC; áp suất 45bar, 55bar, 65bar; GHSV 50cm3/gxt; H2/CO = 2) .39 Luận văn Thạc sĩ KTHH GVHD: TS Đào Quốc Tùy Hình 1.17 Ảnh hưởng áp suất tới độ chọn lọc α-olefin (Điều kiện phản ứng 240oC; áp suất 45bar, 55bar, 65bar; GHSV 50cm3/gxt; H2/CO =2) 39 Hình 1.18 Ảnh hưởng tỉ lệ nguyên liệu tới phân bố sản phẩm (Điều kiện phản ứng 220oC; áp suất 45bar, 55bar, 65bar; GHSV 100cm3/gxt) 40 Hình 1.19 Ảnh hưởng tốc độ dòng nguyên liệu tới phân bố sản phẩm (Điều kiện phản ứng 220oC; áp suất 45bar; H2/CO = 2) 40 Hình 2.1 Quy trình ngâm tẩm xúc tác 45 Hình 2.2 Sơ đồ thiết kế hệ thống phản ứng F-T áp suất thường công suất 5ml/giờ 51 Hình 3.1 Phổ XRD xúc tác 25%Co/SiO2 56 Hình 3.2 Phổ XRD xúc tác 25%Co-0,2%MgO/SiO2 57 Hình 3.3 Phổ XRD xúc tác 25%Co-0,4%MgO/SiO2 57 Hình 3.4 Phổ XRD xúc tác 25%Co-0,6%MgO/SiO2 58 Hình 3.5 Phổ XRD xúc tác 25%Co-0,2%Ru/SiO2 59 Hình 3.6 Phổ XRD xúc tác 25%Co-0,4%Ru/SiO2 60 Hình 3.7 Phổ XRD xúc tác 25%Co-0,6%Ru/SiO2 60 Hình 3.8 Chồng phổ mẫu xúc tác 25%Co /SiO2, 25%Co-0,6%MgO/SiO2, 25%Co0,6%Ru/SiO2 61 Hình 3.9 Đường đẳng nhiệt hấp phụ nhả hấp phụ Nitơ (a) phân bố mao quản (b) xúc tác 25%Co/SiO2 .63 Hình 3.10 Đường đẳng nhiệt hấp phụ nhả hấp phụ Nitơ (a) phân bố mao quản (b) xúc tác 25%Co-0,2%MgO/SiO2 .63 Hình 3.11 Đường đẳng nhiệt hấp phụ nhả hấp phụ Nitơ (a) phân bố mao quản (b) xúc tác 25%Co-0,4%MgO/SiO2 .64 Hình 3.12 Đường đẳng nhiệt hấp phụ nhả hấp phụ Nitơ (a) phân bố mao quản (b) xúc tác 25%Co-0,6%MgO/SiO2 .64 Hình 3.13 Đường đẳng nhiệt hấp phụ nhả hấp phụ Nitơ (a) phân bố mao quản (b) xúc tác 25%Co-0,2%Ru/SiO2 66 Hình 3.14 Đường đẳng nhiệt hấp phụ nhả hấp phụ Nitơ (a) phân bố mao quản (b) xúc tác 25%Co-0,4%Ru/SiO2 67 Hình 3.15 Đường đẳng nhiệt hấp phụ nhả hấp phụ Nitơ (a) phân bố mao quản (b) xúc tác 25%Co-0,6%Ru/SiO2 67 Hình 3.16 Kết phân tích hấp phụ xung CO mẫu 25%Co/SiO2 70 Luận văn Thạc sĩ KTHH GVHD: TS Đào Quốc Tùy Hình 3.17 Kết phân tích hấp phụ xung CO mẫu 25%Co-0,6%MgO/SiO2 71 Hình 3.18 Kết phân tích hấp phụ xung CO mẫu 25%Co-0,6%Ru/SiO2 71 Hình 3.19 Ảnh hưởng oxit kim loại MgO lên độ chuyển hóa CO 72 Hình 3.20 Ảnh hưởng oxit kim loại MgO đến phân bố sản phẩm FT 74 Hình 3.21 Biểu đồ ảnh hưởng oxit kim loại MgO lên độ chọn lọc sản phẩm FT 75 Hình 3.22 Ảnh hưởng kim loại Ru lên độ chuyển hóa CO 77 Hình 3.23 Ảnh hưởng kim loại Ru đến phân bố sản phẩm FT 79 Hình 3.24 Biểu đồ ảnh hưởng kim loại Ru lên độ chọn lọc sản phẩm FT 80 Hình 3.25 Ảnh hưởng MgO Ru lên độ chọn lọc phân bố sản phẩm với hàm lượng chất xúc tác 0,2% .81 Hình 3.26 Ảnh hưởng MgO Ru lên độ chọn lọc phân bố sản phẩm với hàm lượng chất xúc tác 0,4% .82 Hình 3.27 Ảnh hưởng MgO Ru lên độ chọn lọc phân bố sản phẩm với hàm lượng chất xúc tác 0,6% .83 Luận văn Thạc sĩ KTHH GVHD: TS Đào Quốc Tùy LỜI MỞ ĐẦU Hiện nay, nhƣ tất biết, nguồn nhiên liệu hóa thạch dần cạn kiệt mà nhu cầu lƣợng cho ngành công nghiệp lại ngƣời ngày tăng, ngƣời cố gắng nghiên cứu, đề xuất nguồn nhiên liệu để thay dần nguồn nhiên liệu hóa thạch đƣợc xem hƣớng đầy triển vọng Trong lịch sử, nhà khoa học Đức tìm phƣơng phƣơng pháp chuyển hóa than thành nhiên liệu xăng dầu để đáp ứng nhu cầu lƣợng chiến tranh giới thứ Điều có ý nghĩa đặt biệt quan trọng cho thấy tiềm nguồn nhiên liệu tổng hợp tƣơng lai loài ngƣời Sau thời gian dài phát triển, công nghệ đƣợc sử dụng giá thành nhiên liệu tạo không cạnh tranh đƣợc với nguồn nhiên liệu sản xuất từ dầu thô nƣớc khan dầu mỏ nhƣng lại có nguồn than đá dồi nhƣ Nam Phi tiếp tục sử dụng công nghệ để sản xuất nhiên liệu Nếu kể đến phát triển nhiên liệu tổng hợp trình đầy thăng trầm Nhƣng tƣơng lai đắt đỏ cạn kiệt nguồn dầu thô thúc đẩy phát triển nở rộ nhiên liệu tổng hợp Do vậy, việc nghiên cứu loại xúc tác cải thiện tính chất xúc tác đƣợc sử dụng công nghệ nhằm nâng cao hiệu trình chuyển hóa khí tổng hợp (độ chuyển hóa, độ chọn lọc) hƣớng nghiên cứu đầy tiềm hứa hẹn đem lại hiệu cho chiến lƣợc phát triển nhiên liệu bền vững thân thiện môi trƣờng tƣơng lai Nhiên liệu thu đƣợc từ trình tổng hợp Fischer-Tropsch có lợi to lớn chất lƣợng môi trƣờng vƣợt trội hẳn (nhiệt trị cao, cháy hoàn toàn hơn, cháy hầu nhƣ không chứa lƣu huỳnh…) so với nhiên liệu từ dầu thô đáng để ta đầu tƣ vào chúng [30] Luận văn Thạc sĩ KTHH GVHD: TS Đào Quốc Tùy 30 25 Hàm lƣợng, % 20 15 10 C8 C9 C10 C11 C12 C13 C14 C16 C17 C19 C20 C21 C22 C23+ Số C phân tử 25%Co/SiO2 25%Co-0,2%Ru/SiO2 25%Co-0,4%Ru/SiO2 25%Co-0,6%Ru/SiO2 Hình 3.23 Ảnh hưởng kim loại Ru đến phân bố sản phẩm FT Từ biểu đồ hình 3.23 hình 3.24, ta thấy độ chọn lọc nhiên liệu mẫu xúc tác 93% So với chất xúc tác 25%Co/SiO2 ta nhận thấy thêm lƣợng nhỏ Ru vào xúc tác cho biến đổi rõ rệt biểu rõ 0,4% 0,6%Ru với thành phần sản phẩm phân đoạn C8-C9 không xuất thành phần sản phẩm phân đoạn C10-C13 thuộc phân đoạn kerosel C14-C22 thuộc phân đoạn diesel mở rộng tăng lên đáng kể Đặc biệt phân bố sản phẩm xuất sản phẩm C23+ Qua đồ thị ta thấy sau xúc tác 25%Co/SiO2 đƣợc tẩm thêm Ru với hàm lƣợng 0,2% độ chon lọc sản phẩm lỏng không thay đổi nhiều khoảng 93%, sản phẩm thuộc phân đoạn nhiên liệu diesel giảm 17,55% so với 36,56% sử dụng xúc tác đơn kim loại Co nhƣng phân đoạn nhiên liệu từ C10–C13 xúc tác 25%Co-0,2%Ru/SiO2 56,93% cao hẳn xúc tác 25%Co/SiO2 với phân đoạn kerosel khoảng 37,43%, 79 Luận văn Thạc sĩ KTHH GVHD: TS Đào Quốc Tùy nói việc thêm lƣợng nhỏ kim loại quý Ru vào xúc tác Co không làm thay đổi nhiều đến chọn lọc nhiên liệu lỏng xúc tác 120 100 1.2 2.75 Hàm lƣợng, % 17.55 80 36.56 54.44 60 78.26 56.93 40 37.43 40.61 20 23.09 18.82 14.07 25%Co/SiO2 25%Co-0,2%Ru/SiO2 25%Co-0,4%Ru/siO2 25%Co-0,6%Ru/siO2 Mẫu xúc tác Xăng Kerosel Diesel Sản phẩm C23+ Hình 3.24 Biểu đồ ảnh hưởng kim loại Ru lên độ chọn lọc sản phẩm FT Điều đáng quan tâm tăng hàm lƣợng kim loại xúc tiến Ru xúc tác 25%Co/SiO2 từ tỉ lệ 0,2%Ru lên 0,4%Ru 0,6%Ru, ta thấy độ chọn lọc xúc tác tăng lên đáng kể so với xúc tác đơn kim loại Co, phân đoạn xăng không thấy xuất phân bố sản phẩm, phân đoạn kerosel có giảm xuống đồng thời tạo nhiều cấu tử thuộc thành phần phân đoạn nhiên liệu diesel đáng kể mẫu chạy 25%Co-0,6%Ru/SiO2 với thành phần phân đoạn diesel khoảng 78,26% so với khoảng 36,56% xúc tác đơn kim loại Co Nhƣ từ kết độ chuyển hóa, độ chọn lọc phân bố sản phẩm mẫu xúc tác trên, nói đƣa thêm Ru lên chất xúc tác 25%Co/SiO2 lên 0,2% độ chọn lọc nhiên liệu lỏng thay đổi nhiều, từ 0,4% Ru đến 0,6%Ru phát triển mạnh cacbon tăng cao Kết cho thấy có phù hợp với kết độ phân tán coban, khả 80 Luận văn Thạc sĩ KTHH GVHD: TS Đào Quốc Tùy hấp phụ CO đến hình thành hydrocacbon mạch dài Giải thích điều bổ sung thêm chất xúc tiến 0,4% Ru độ phân tán kim loại hoạt động tăng lên hoạt tính kim loại hoạt động tăng, dẫn đến trình hấp phụ CO H2 lên bề mặt xúc tác tăng lên nên làm phản ứng xảy mạnh mẽ 3.3 So sánh độ chọn lọc phân bố sản phẩm MgO Ru Việc so sánh độ chon lọc phân bố sản phẩm trình chuyển hóa FT hai chất xúc tiến đƣợc thực sở số nguyên tử C có sản phẩm phản ứng Kết phân tích GC-MS đánh giá phân bố sản phẩm phản ứng sử dụng chất xúc tác 25%Co/SiO2 có bổ sung MgO Ru với hàm lƣợng nhƣ nhau, điều kiện thực phản ứng áp suất 1at, nhiệt độ 200oC, dòng nguyên liệu với tỷ lệ H2/CO = 2:1 với tốc độ dòng 7.5 ml/gxt/ph đƣợc nhƣ hình 3.25; 3.26 3.27 25 Hàm lƣợng % 20 15 10 C8 C9 C10 C11 C12 C13 C14 C16 C17 C19 C20 C21 Số C phân tử 25%Co/SiO2 25%Co-0,2%MgO/SiO2 25%Co-0,2%Ru/SiO2 Hình 3.25 Ảnh hưởng MgO Ru lên độ chọn lọc phân bố sản phẩm với hàm lượng chất xúc tác 0,2% 81 C22 C23+ Luận văn Thạc sĩ KTHH GVHD: TS Đào Quốc Tùy Từ đồ thị hình 3.25, ta thấy bổ sung thêm 0,2% khối lƣợng chất xúc tiến MgO Ru vào xúc tác độ chọn lọc phân bố sản phẩm FT so với mẫu xúc tác 25%Co/SiO2 không làm thay đổi nhiều đến định hƣớng phân bố sản phẩm, thành phần sản phẩm tập trung phân đoạn C10-C13 chiếm tỷ lệ cao thể qua mẫu 0,2%Ru, nhiên ta thấy có chuyển dịch mạch hydrocacbon thành phân tử mạnh dài ta dùng mẫu xúc tác bổ sung thêm 0,2% chất xúc tiến 25 Hàm lƣợng % 20 15 10 C8 C9 C10 C11 C12 C13 C14 C16 C17 C19 C20 C21 Số C phân tử 25%Co/SiO2 25%Co-0,4%MgO/SiO2 25%Co-0,4%Ru/SiO2 Hình 3.26 Ảnh hưởng MgO Ru lên độ chọn lọc phân bố sản phẩm với hàm lượng chất xúc tác 0,4% Từ đồ thị hình 3.26, ta thấy bổ sung thêm 0,4% khối lƣợng chất xúc tiến MgO Ru vào xúc tác phân bố sản phẩm FT có thay đổi so với mẫu xúc tác 25%Co/SiO2, định hƣớng sản phẩm gần nhƣ theo hƣớng tạo nhiều cấu tử thuộc phân đoạn diesel 82 Luận văn Thạc sĩ KTHH GVHD: TS Đào Quốc Tùy Thành phần cấu tử từ C8-C9 xúc tác 25%Co-0,4%MgO/SiO2 giảm xuống khoảng 3,15% so với 23,09% xúc tác đơn kim loại Co, đặc biệt xúc tác 25%Co0,4%Ru/SiO2 không thấy xuất cấu tử thuộc phân đoạn C8-C9 Qua đồ thị ta thấy đƣợc hàm lƣợng 0,4% khối lƣợng độ chọn lọc phâm bố sản phẩm chất xúc tiến Ru oxit MgO gần thành phần phân đoạn từ C10-C22 khoảng 93% có xu hƣớng tạo thành cấu tử hydrocacbon mạch dài, xúc tác 25%Co-0,4%MgO/SiO2 có phân đoạn nhiên liệu kerosel (C10-C13) khoảng 40,54% diesel mở rộng (C14-C22) khoảng 52,80% xúc tác 25%Co-0,4%Ru/SiO2 có phân đoạn kerosel khoảng 40,61% diesel mở rộng khoảng 54,44% 30 25 Hàm lƣợng % 20 15 10 C8 C9 C10 C11 C12 C13 C14 C16 C17 C19 C20 C21 Số C phân tử 25%Co/SiO2 25%Co-0,6%MgO/SiO2 25%Co-0,6%Ru/SiO2 Hình 3.27 Ảnh hưởng MgO Ru lên độ chọn lọc phân bố sản phẩm với hàm lượng chất xúc tác 0,6% 83 C22 C23+ Luận văn Thạc sĩ KTHH GVHD: TS Đào Quốc Tùy Qua đồ thị hình 3.27, ta thấy đƣợc hàm lƣợng 0,6% khối lƣợng chất xúc tiến phân bố sản phẩm Ru có thay đổi rõ rệt so với xúc tiến oxit MgO so với xúc tác kim loại Co Định hƣởng tạo sản phẩm hydrocacbon mạch dài 25%Co0,6%Ru/SiO2 tăng đáng kể so với xúc tác 0,6%MgO với phân đoạn nhiên liệu diesel mở rộng (C14-C22) khoảng 78,26%, phân đoạn nhiên liệu kerosel (C10-C13) khoảng 14,07% cấu tử C8-C9, hẳn xúc tác 0,6%MgO với phân với phân đoạn nhiên liệu diesel mở rộng khoảng 52,67%, phân đoạn nhiên liệu kerosel khoảng 26,62% phân đoạn xăng khoảng 9,03% Từ phân tích ta thấy với 0,2% khối lƣợng chất xúc tiến độ chuyển hóa tăng, nhƣng độ chọn lọc phân bố sản phẩm xúc tác không thay đổi nhiều, tăng hàm lƣợng kim loại xúc tiến lên 0,4% khối lƣợng độ chuyển hóa, độ chọn lọc phâm bố sản phẩm xúc tác tăng lên, đáng kể hàm lƣợng 0,6% Ru Còn chất xúc tiến oxit MgO hàm lƣợng oxit tăng lên độ chuyển hóa, độ chọn lọc phân bố sản phẩn có xu hƣớng tăng đáng kể 0,4% khối lƣợng, nhiên tăng hàm lƣợng lên 0,6% MgO độ chuyển hóa, độ chọn lọc phân bố sản phẩm không tăng lên nhiều Điều phù hợp với kết XRD thêm chất xúc tiến, kết phân tích diện tích bề mặt đƣờng kính mao quản tập trung, nhƣ kết hấp phụ xung CO độ chuyển hóa CO 84 Luận văn Thạc sĩ KTHH GVHD: TS Đào Quốc Tùy PHẦN KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Từ nghiên cứu thực với loại xúc tác sở coban để chuyển hóa CO H2 thành nhiên liệu lỏng áp suất thƣờng nhiệt độ thấp rút số kết luận sau: Đã chế tạo đƣợc hai hệ xúc tác kim loại Co/SiO2 đƣợc bổ sung chất xúc tiến kim loại Ru oxit kim loại MgO cho phản phản ứng chuyển hóa khí tổng hợp FT gồm xúc tác sau: 25%Co-0,2%MgO/SiO2, 25%Co-0,4%MgO/SiO2, 25%Co-0,6%MgO/SiO2, 25%Co-0,2%Ru/SiO2, 25%Co-0,4%Ru/SiO2, 25%Co-0,2%Ru/SiO2 Với hàm lƣợng chất xúc tiến từ 0,2% đến 0,6% khối lƣợng xúc tác: 25%Co0,2%MgO/SiO2, 25%Co-0,4%MgO/SiO2, 25%Co-0,6%MgO/SiO2 có oxit MgO kim loại rẻ tiền cho độ chuyển hóa, độ chọn lọc phân bố sản phẩm tƣơng đƣơng với chất xúc tiến Ru kim loại quý, đắt tiền với hàm lƣợng kim loại 25%Co-0,2%Ru/SiO2, 25%Co-0,4%Ru/SiO2 Khi hàm lƣợng chất xúc tiến kim loại Ru oxit kim loại MgO tăng hiệu suất thu sản phẩm hydrocacbon mạch dài thuộc phân đoạn diesel tăng, đồng thời hiệu suất sản phẩm thuộc phân đoạn kerosel xăng giảm Ngoài ra, luận văn gửi đăng 01 báo tạp chí Hóa Học Ứng Dụng: “Nguyễn Viết Trung, Nguyễn Tiến Thành, Đào Quốc Tùy, Ảnh hƣởng chất xúc tiến Ruthenium đến phân bố sản phẩm phản ứng Fischer-Tropsch dƣới điều kiện nhiệt độ thấp áp suất thƣờng”, Tạp chí hóa học ứng dụng 85 Luận văn Thạc sĩ KTHH GVHD: TS Đào Quốc Tùy TÀI LIỆU THAM THẢO I TÀI LIỆU TIẾNG VIỆT Vũ An, Lê Thái Sơn, Trần Thanh Phƣơng, Đào Quốc Tùy, Hoàng Trọng Yêm (2014), “Nghiên cứu yêu tố ảnh hƣởng đến hoạt tính xúc tác MgO-Co/ γ-Al2O3 phản ứng Fischer– Tropsch áp suất thƣờng”, Tạp chí Xúc tác Hấp phụ, T3 (N03), Tr.5-15 Lê Công Dƣỡng (1994), Kỹ thuật phân tích cấu trúc tia Rơnghen, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội Nguyễn Hữu Đính, Trần Đình Đà (1999), Ứng dụng số phương pháp phổ nghiên cứu cấu trúc phân tử, Nhà xuất Giáo dục Phạm Thanh Huyền, Nguyễn Hồng Liên (2006), Công nghệ Tổng hợp Hữu – Hóa dầu, NXB KHKT Nguyễn Hồng Liên tác giả Đại Học Bách khoa Hà Nội (2010), “Nghiên cứu chế tạo xúc tác sở coban để điều chế nhiên liệu lỏng từ khí tổng hợp thu đƣợc trình khí hóa than”, ĐTĐL2009G/46 Nguyễn Hàn Long (2013), Bài giảng phương pháp phân tích (PTN CN Lọc Hóa dầu Vật liệu xúc tác, hấp phụ Trƣờng Đại học Bách Khoa Hà Nội) Đặng Ngọc Long, Nguyễn Anh Vũ, Nguyễn Hồng Liên, Phạm Thanh Huyền (2013), “Nghiên cứu đặc trƣng đánh giá hoạt tính xúc tác MOF-Co cho phản ứng tổng hợp Fischer-Tropsch”, Tạp chí dầu khí, (số 4/2013), p.36 – 41 Lƣu Cẩm Lộc, Nguyễn Mạnh Huấn, Nguyễn Kim Dung, “Ảnh hƣởng Canxi đến hoạt độ Methan hóa CO xúc tác Ni/Al2O3”, Hội Nghị Khoa Học & Công Nghệ lần 9 Từ Văn Mặc, Trần Thị Ái (2008), Phân tích hóa lý, NXB Khoa học kỹ thuật Hà Nội 10 Nguyễn Hữu Phú (1998), Hấp phụ xúc tác vật liệu vô mao quản, NXB Khoa học kỹ thuật Hà Nội 11 Nguyễn Việt Sơn, Nguyễn Hữu Phú (2002), “Tổng hợp đặc trƣng vật liệu oxit silic mao quản trung bình sử dụng chất hoạt động bề mặt không ion alkyl poly(etylen oxit) hợp chất copolyme poly(alkylen oxit)”, Tạp chí Hóa học, T.40, số 1, Tr.86 – 90 86 Luận văn Thạc sĩ KTHH GVHD: TS Đào Quốc Tùy 12 Nguyễn Tiến Thành, Đào Quốc Tùy (2014), “ Ảnh hƣởng nhiệt độ tốc độ dòng nguyên liệu đến phân bố sản phẩm phản ứng Fischer-Tropsch dƣới điều kiện nhiệt độ thấp áp suất thƣờng”, Tạp chí hóa học ứng dụng 13 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 14 Trƣơng Hữu Trì, Phạm Hữu Cƣờng (2012), “Sử dựng Silicon Carbide dạng Beta làm chất mang tổng hợp Fischer-Tropsch”, Dầu Khí , (SỐ 7/2012) 15 Nguyễn Đình Triệu (2001), Bài tập thực tập phương pháp phổ, NXB ĐHQG Hà Nội 16 Đào Văn Tƣờng (2006), Động học xúc tác, Nhà xuất khoa học kỹ thuật Hà Nội 17 Bùi Vĩnh Tƣờng, Hà Lƣu Mạnh Quân, Lê Phúc Nguyên, Đặng Thanh Tùng (2013), “Nghiên cứu tổng hợp phát triển γ-Al2O3 từ nguồn hydroxide nhôm Tân Bình để làm chất mang cho hệ xúc tác sử dụng tổng hợp hóa dầu”, Viện Dầu khí Việt Nam, Tạp chí dầu khí ( Số 4/2013) 18 Nguyễn Anh Vũ, Nguyễn Hồng Liên (2011), “Ảnh hƣởng nguồn kim loại tới hoạt tính độ chọn lọc xúc tác Co/ γ-Al2O3 cho trình chuyển hóa hydrocacbon lỏng”, Tạp chí hóa học, T.49, 144-148 19 Hoàng Trọng Yêm (2013), “Nhiên liệu nguyên liệu từ phản ứng Fischer– Tropsch khứ tại”, Tạp chí Xúc tác Hấp phụ, T2, 1-20 II TÀI LIỆU TIẾNG ANH 20 Abdool M Saib, Jean L Gauche, Cornelis J Weststrate, Philip Gibson, Jan H Boshoff, and Denzil J Moodley (2014), “Fundamental Science of Cobalt Catalyst Oxidation and Reduction Applied to the Development of Commerical Fischer – Tropsch”, Ind Eng Chem Res, (53), 1816-1824 21 Aguado J., Escola J.M., Castro M.C., Paredes B (2005), “Solgel synthesis of mesostructured γ-alumina templated by cationic surfactants”, Microporous and Mesoporous Materials, 83(1 - 3): p 181 - 192 22 Agustín Martinez, Carlos Lospez, Francisco Marquez, and Isabel Díaz (2003), “FischerTropsch synthesis of hydrocarbons over mesoporous Co/SBA-15 catalysts: The 87 Luận văn Thạc sĩ KTHH GVHD: TS Đào Quốc Tùy influence of metal loading, cobalt precursor, and promoters”, Jounal of Catalysis, (220), pp 486-499 23 Akia M., Alavi S.M., Rezaei M., Yan Z.F (2009), “Optimizing the sol-gel parameters on the synthesis of mesostructure nanocrystalline γ-Al2O3”, Microporous and Mesoporous Materials, 122(1-3): p 72 – 78 24 Anna Maria Venezia, Valeria La Parola, Leonarda F Liotta, Giuseppe Pantaleo, Matteo Lualdi, Magali Boutonnet, Sven Järås (2012), “Co/SiO2 catalysts for Fischer–Tropsch synthesis; effect of Co loading and support modification by TiO2”, Catalyst Today, (197), pp.18-23 25 Andre Steyberd, Mark Dry (2004), Fischer – Tropsch Technology, Elsevier Science & Technology Books 26 Arno de Klerk (2011), Fischer-Tropsch Refining, Wiley-VCH 27 Botes F.G., Niemantsverdriet J.W., van de Loosdrecht J (2013), A comparison of cobalt and iron based slurry phase Fischer–Tropsch synthesis 28 Cejka J (2003), “Organized mesoporous alumina: Synthesis, structure and potential in catalysis”, Applied catalysis A: Genneral, (254): p 327 – 338 29 Choi J S., Yoon S S., Jang S H Ahn W S (2006), “Phenol hydroxylation using FeMCM-41 catalysts”, Catalysis today, (111), 280 – 287 30 Davis B.H and Occelli M.L (Editors) (2007), “Fischer-Tropsch Synthesis, Catalysts and Catalysis”, Elsevier B.V, 1-29 31 Davis B H and Mario L Occelli (2010), Advances in Fischer-Tropsch Synthesis, Catalysts and Catalysis (Chemical Industries),CRC Press Taylor & Francis Group 32 Davis B H (2001), “Fischer–Tropsch synthesis: current mechanism and futuristic needs Fuel Process”, Technol, (71), 157–166 33 De Klerk A and Furimsky E (2010), Catalysis in the Refining of Fischer–Tropsch Syncrude, Royal Society of Chemistry, Cambridge 34 Erling Rytter, Sigrid Eri, Torild Hulsund Skagseth, Dag Schanke, Edvard Bergene (2007), “Catalyst Particle Size of Cobalt/Rhenium on Porous Alumina and the Effect on Fischer – Tropsch Catalytic Performance”, Ind Eng Chem Res, (46), 9032-9036 88 Luận văn Thạc sĩ KTHH GVHD: TS Đào Quốc Tùy 35 Fahey D.R (1981), “Rational mechanism for homogeneous hydrogenation of carbon monoxide to alcohols, polyols, and esters” J Am Chem Soc, (103), 136–141 36 Fernando Morales and Bert M Weckhuysen (2006), Promotion Effects in Co-based Fischer–Tropsch Catalysis 37 Haifeng Xiong, Yuhua Zhang, Kongyong Liew, Jinlin Li (2009), “Ruthenium promotion of Co/SBA-15 catalysts with high cobalt loading for Fischer-Tropsch synthesis”, Fuel Processing Technology, Vol 90: p 237 - 246 38 Handjani S., Blanchard J., Marceau E., Beaunier P., Che M (2008), “From mesoporous alumina to Pt/Al2O3 catalyst: A comparative study of the aluminas synthesis in aqueous medium, physicochemical properties and stability”, Microporous and Mesoporous Materials, 116(1 - 3): p 14 - 21 39 Heline Karaca, Pascal Fongarland, Anne GribovalConstant, Andrei Y Khodakov, Kai Hortmann, Sander Van Donk (2009), “Intergranular and intragranular cobalt repartitions in alumina supported FischereTropsch catalysts promoted with platinum”, C R Chimie, Vol 12: p.668 - 676 40 Jackie Y Ying, C P M., Michael S Wong (1999), “Synthesis and applications of supramolecular-templated mesoporous materials”, Microporous and mesoporous materials, (38): p 56 - 77 41 Jae-Sun Jung, Sang Woo Kim, Dong Ju Moon (2012), “Fischer–Tropsch Synthesis over cobalt based catalyst supported on different mesoporous silica”, Catalysis Today (Science Direct), Tr 168-174 42 Jeremy May (2002),The Fischer-Tropsch Process and Its Influence 43 Janicke M T., Landry C C., Christiansen S C., Birtalan S., Stucky G D and Chmelka B F (1999), “Low Silica MCM-41 Composites and Mesoporous Solids”, Chem Mater, (11), 1342-1351 44 Jingping Hong, Petr A Chernavskii, Andrei Y.Khodakov, Wei Chu (2009), “Effect of promotion with ruthenium on the structure and catalytic performance of mesoporous silica (smaller and larger pore) supported cobalt Fischer-Tropsch catalysts”, Catalysis Today, Vol 140: p.135 - 141 89 Luận văn Thạc sĩ KTHH GVHD: TS Đào Quốc Tùy 45 Kumar D., Schumacher K., Du Fresne von Hohenesche C., Grun M., Unger K.K (2001), “MCM-41, MCM-48 and related mesoporous adsorbents: their synthesis and characterisation”, Physicochemical and Engineering Aspects, 187– 188 46 Lorraine T Gibson (2014), Mesosilica materials and organic pollutant adsorption- part A removal from air, Chemical Society Reviews Volume issue 47 Maitlis P.M and Zanotti V (2009), “The role of electrophilic species in the Fischer– Tropsch reaction”, Chem Commun, 1619–1634 48 Martin Kraum, Manfred Baerns (1999), “Fischer – Tropsch synthesis: the influence of various cobalt compounds applied in the preparation of supported cobalt catalysts on their performance”, Applied Catalysis, A: General 186, 189-200 49 Marita Niemela (1997), Reactions of synthesis gas on silica supported transition metal catalysts, Technical research centre of Finland ESPOO 50 Mostafa Feyzi, Fataneh Jafari (2012), “Study on iron – manganese catalysts for Fischer – Tropsch synthesis”, J Fuel chem Technol, 40 (5), 550-557 51 Min B.K., Santra A.K., Goodman D.W (2003), “Understanding silica-supported metal catalysts: Pd/silica as a case study”, Catalysis Today, (85), 113–124 52 Mi-Young Kim, Jae-Soon Choi, Todd J Toops, Eun-Suk Jeong, Sang-Wook Han, Viviane Schwartz and Jihua Chen (2013), “Coating SiO2 Support with TiO2 or ZrO2 and Effects on Structure and CO Oxidation Performance of Pt Catalysts”, Catalysts, (3), 88103 53 Maryam Bakhtiari, Farhad Khorasheh, Akbar Zamanian, Ali Nakhaeipour, and Mohammad Irani (2008), Preparation, evaluation and characterization of monolithic catalysts for Fischer-Tropsch synthesis 54 Nattawut Osakoo, Robert Henkel, Sirinuch Loiha, Frank Roessner (2013), “Palladium – promoted cobalt catalysts supported on silica prepared by impregnation and reverse micelle for Fischer – Tropsch synthesis”, Applied Catalysis, A: General 464-465, 269280 55 Niemela M.K and Krause A.O.I (1995), “Characterization of magnesium promoted Co/SiO2 catalysts”, Catalysis Letters, Volume 34, Issue 1-2, pp 75-84 90 Luận văn Thạc sĩ KTHH GVHD: TS Đào Quốc Tùy 56 Niemela M K., Krause A O I., Vaara T., Lahtinen J (1995), “Preparation and characterization of Co/SiO2, Co-Mg/SiO2 and Mg-Co/SiO2catalysts and their activity in CO hydrogenation”, Topics in Catalysis, Volume 2, Issue 1-4, pp 45-57 57 Nimir O M Elbashir (December 17, 2004), Utilization Of Supercritical Fluids In The Fischer – Tropsch Synthesis Over Cobalt – Based Catalytic Systems, Auburn, Alabana 58 Parida K.M., Pradhan A.C., Das J., Sahu N (2009), “Synthesis and characterization of nano-sized porous gamma-alumina by control precipitation method” Materials Chemistry and Physics, 113(1): p 244 - 248 59 Lei Wang, Dalin Li, Hideo Watanabe, Masazumi Tamura, Yoshinao Nakagawa, Keiichi Tomishige (2014), “Catalytic performance and characterization of Co/Mg/Al catalysts prepared from hydrotalcite-like precursors for the steam gasification of biomass”, Applied Catalysis B: Environmental (150– 151), 82– 92 60 Peter M Maitlis and Arno de Klerk (2011), Greener Fischer-Tropsch Processes for Fuels and Feedstocks, Wiley 61 Peter Munnik, Nynke Krans, Petra E de Jongh, and Krijn P de Jong (2014), “Effects of Drying Conditions on the Synthesis of Co/SiO2 and Co/Al2O3 Fischer – Tropsch Catalysts”, ACS catal, 1-29 62 Pieter van Helden, Jan-Albert van den Berg, and Cornelis J Weststrate (2012), “Hydrogen Adsorption on Co Surfaces: A Density Functional Theory and Temperature Programmed Desorption Study”, ACS catal, 1097-1109 63 Roik N.V., Belyakova L.A (2013), “Sol–gel synthesis of MCM-41silicas and selective vapor-phase modification oftheirsurface”, Journal of Solid State Chemistry, (207) 64 Sang-Eon Park, Dae Sung Kim, Jong-San Chang, Woo Young Kim (1998), “Synthesis of MCM-41 using microwave heating with ethylene glycol”, Catalysis Today, (44), 301308 65 Song Chunmin, Yan Zifeng, Wang Huaiping (2000), Synthesis and characterization of mesoporous aluminnosilicate MCM-41, journal of Natural Gas Chemistry 66 Sandra Bessell (1993), “Support effects in cobalt-based Fischer-Tropsch catalysis” Applied Catalysis A: General 96 91 Luận văn Thạc sĩ KTHH GVHD: TS Đào Quốc Tùy 67 Suvanto S., Pakkanen T.A (2000), “Temprature Programed studies of Co on MCM-41 and SiO2”, J Mol Cata A: Chemical 164, pp.273-280 68 Storch H.H., N Golumbic and R.B Anderson (1951), The Fischer–Tropsch and Related Syntheses, John Wiley & Sons, Inc., New York 69 Talehisa Mochizuki, Takeshi Hara, Naoto Koizumi, Muneyoshi Yamada (2007), “Surface structure and Fischer – Tropsch synthesis activity of highly active Co/SiO2 catalysts prepared from the impregnating solution mofified with some chelating agents”, Applied Catalysis A: General 317, 97-104 70 Tauster S.J., Fung S.C., Baker R.T.K., Horsley J.A (13 March 1981), “Strong Interactions in Supported-Metal Catalyst”, Volume 211, Number 4487 71 Virote Boonamnuayvitaya, Chadapa Tayamanon, Srisuda Sae-ung, Wiwut Tanthapanichakoon (2006), “Synthesis and characterization of porous media produced by a sol–gel method”, Chemical Engineering Science, (61), 1686 – 1691 72 Wei Chu, Petr A Chernavskii, Leon Gengembre, Galina A Pankina, Pascal Fongarland, Andrei Y Khodakov (2007), “Cobalt species in promoted cobalt alumina – supported Fischer – Tropsch catalysts”, Journal of Catalysis (252), 215-230 73 Wenping Ma, Gary Jacobs, Robert A Keogh, Dragomir B Bukur, Burtron H Davis (2012), “Fischer – Tropsch synthesis: Effect of Pd, Pt, Re and Ru noble metal promoters on the activity and selectivity of a 25%Co/Al2O3 catalyst”, Applied Catalysis A: General 437-438, 1-9 92 Luận văn Thạc sĩ KTHH GVHD: TS Đào Quốc Tùy PHỤ LỤC 93 [...]... triển chung đó, tôi lựa chọn cho mình một hƣớng nghiên cứu: Nghiên cứu ảnh hưởng của chất xúc tiến kim loại đến độ chọn lọc sản phẩm của phản ứng tổng hợp Fischer- Tropsch ở điều kiện áp suất thường, nhiệt độ thấp Đề tài nghiên cứu tổng hợp các hợp phần xúc tác khác nhau cho phản ứng tổng hợp CO và H2 thành nhiên liệu hydrocacbon lỏng trên cơ sở coban kết hợp với chất xúc tiến và chất mang có mao quản... khi độ chuyển hóa lên đến 72% Việc nghiên cứu sự ảnh hƣởng của chất mang cũng nhƣ chất xúc tiến lên độ chuyển hóa và độ chọn lọc khi sử dụng coban trong tống hợp Fischer- Tropsch đã đƣợc nghiên cứu và công bố bởi nhiều tác giả [13] Song do sự đa dạng của chất mang, hàm lƣợng chất xúc tác, loại chất xúc tiến đƣợc sử dụng, dạng thiết bị phản ứng cũng nhƣ điều kiện tiến hành thí nghiệm (áp suất, nhiệt độ, ... Nội đã nghiên cứu ảnh hƣởng của nhiệt độ và tốc độ dòng nguyên liệu đến phân bố sản phẩm trong phản ứng Fischer- Tropsch Các mẫu xúc tác tống hợp từ nguồn muối Co(NO3)2, chứa hàm lƣợng và các chất xúc tiến khác nhau đƣợc tấm ở áp suất thƣờng Phản ứng đƣợc thực hiện trong hệ thiết bị phản ứng dạng ống với lớp xúc tác cố định Khí tổng hợp đƣa vào theo tỷ lệ H2/CO = 2/1, quá trình tổng hợp phản ứng thử... sản phẩm thu đƣợc trong quá trình tổng hợp Fischer- Tropsch Nó cũng cho phép loại bỏ một số điểm chung về các thông số có thể ảnh hƣởng đến chọn lọc sản phẩm [26] Các phản ứng đứt chuỗi chính dẫn đến sản phẩm cuối cùng là H2O và các sản phẩm nhả hấp phụ Bất kỳ chất xúc tác hoặc điều kiện hoạt động có lợi cho các bƣớc đứt chuỗi sẽ gây ra một sản phẩm nhẹ hơn Ngƣợc lại, bất kỳ chất xúc tác hoặc điều kiện. .. lƣợng kim loại khác nhau đƣợc tổng hợp từ nguồn muối nitrat và axetat theo phƣơng pháp ngâm tấm ở điều kiện áp suất thƣờng Phản ứng đƣợc thực hiện trong điều kiện ở 210oC, 10bar, trên hệ phản ứng vi dòng với lớp xúc tác cố định Nghiên cứu đã chỉ ra rằng độ phân tán của Co trên mẫu tổng hợp từ muối nitrat kém hơn so với trƣờng hợp sử dụng muối axetat và nguồn muối Co dùng để tổng hợp xúc tác có ảnh hƣởng. .. 1.2 Cơ chế của tổng hợp FT Quá trình tổng hợp FT dùng để chỉ các hợp chất hữu cơ đƣợc hình thành khi khí tổng hợp (một hỗn hợp của cacbon monoxit và khí hydro) đƣợc dẫn qua một số chất xúc tác kim loại nhóm d Các sản phẩm chính là n-anken, n-ankan, metan và nƣớc, tùy thuộc vào chất xúc tác, chất mang, chất phụ trợ, nhiệt độ, áp suất và thậm chí cả các loại lò phản ứng đƣợc sử dụng, tổng hợp FT cũng... trƣng các loại xúc tác tổng hợp và nghiên cứu các yếu tố ảnh hƣởng đến quá trình tổng hợp xúc tác Dựa trên hệ thiết bị phản ứng nhiệt độ thấp, áp suất thƣờng tự thiết kế, mẫu xúc tác tổng hợp, tiến hành đánh giá hoạt tính xúc tác cho quá trình FT dựa trên nguồn nguyên liệu khí tổng hợp (CO và H2) từ đó khẳng định mối tƣơng quan giữa các thông số đặc trƣng xúc tác với quá trình chuyển hóa khí tổng hợp thành... hình nghiên cứu về quá trình Fischer- Tropsch tại Việt Nam Ở Việt Nam đã có nhiều công trình nghiên cứu trong nƣớc về xúc tác cũng nhƣ nguồn nguyên liệu cho phản ứng FT Nhóm tác giả [18] của Trƣờng ĐHBK Hà Nội đã nghiên cứu ảnh hƣởng của nguồn kim loại tới hoạt tính và độ chọn lọc của xúc tác Co/γ-Al2O3 cho quá trình chuyên hóa khí tổng hợp thành hydrocacbon lỏng Các tác giả thực hiện tổng hợp xúc tác... nguyên tắc có năng suất lò phản ứng và chất xúc tác sử dụng hiệu quả cao hơn so với một lò phản ứng CFB Hoạt động của một lò phản ứng FFB cũng ít ăn mòn hơn so với một lò phản ứng CFB do vận tốc khí thấp hơn Các lò phản ứng FFB hoạt động ở chế độ tầng sôi dày đặc, cho phép tất cả các chất xúc tác ở lại bên trong lò phản ứng mà không cần tuần hoàn chất xúc tác bên ngoài nhƣ trong lò phản ứng CFB [60] Sau... phƣơng pháp kết tinh dung môi nhiệt Các tác giả sử dụng các phƣơng pháp nghiên cứu đặc trƣng xúc tác (nhƣ XRD, TG/DSC, BET, FT-IR, SEM), MOF-Co10 có độ ốn định nhiệt vƣợt trội (lên đến 300oC), bề mặt riêng lớn (665,58m2/g), độ xốp lớn, có thể tham gia làm xúc tác cho phản ứng FischerTropsch và các phản ứng dị thể khác ở nhiệt độ dƣới 300oC Kết quả nghiên cứu hoạt tính xúc tác bằng phản ứng tống hợp Fischer-