費托合成催化劑選擇與處理-催化劑還原工藝原理（煤制油技術(shù)課件）

煤間接液化-催化劑還原工藝原理目錄鐵基催化劑還原工藝原理01鈷基催化劑還原工藝原理及反應(yīng)02鐵基催化劑還原工藝原理01費托合成無論是鈷基還是鐵基催化劑，都必須經(jīng)過還原活化后才具有活性。在相對溫和的條件下還原催化劑，可以得到最大的活性金屬表面積。催化劑的還原態(tài)晶相與還原氣氛有關(guān)，使用純H2、純CO或合成氣活化催化劑，F(xiàn)e2O3都首先被還原成Fe3O4。隨著還原程度的加深，H2還原的催化劑中Fe3O4逐漸變成金屬鐵，（見反應(yīng)式3-1、3-2）而用CO或合成氣活化催化劑時，中間還原態(tài)Fe3O4逐漸變成不同的碳化鐵物種(Fe5C2或Fe2.2C)和CO2,見反應(yīng)式(3-3)、式(3-4)。在使用CO還原催化劑時，一般通過檢測尾氣中CO2濃度的變化來判斷鐵基催化劑還原完成的程度，副反應(yīng)即CO歧化反應(yīng)也會產(chǎn)生少量CO2，見反應(yīng)式(3-5)。鐵基催化劑還原原理鐵基催化劑還原工藝原理01鐵基催化劑還原主要反應(yīng)鐵基催化劑還原工藝原理01研究表明：不同還原氣氛如純H2、純CO、H2+CO混合氣體對催化劑活性的影響不同。結(jié)果表明，使用富H2合成氣、純CO或富CO合成氣還原低溫沉淀鐵催化劑，都可以獲得令人滿意的催化活性。在研究不同還原氣氛對負(fù)載Cu/K/Si的Fe基催化劑費托合成性能影響時發(fā)現(xiàn)，純H2還原的催化劑能最快達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，其次是（H2+CO）還原的催化劑，而未還原和純CO還原的催化劑經(jīng)過很長時間才能達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。初始活性順序為：（H2+CO）還原＞H2還原>CO還原＞未還原，而穩(wěn)定活性順序為：CO還原＞（H2+CO）還原＞H2還原＞未還原。未還原和H2還原催化劑的甲烷選擇性隨反應(yīng)時間的延長而增加，而CO還原和（H2+CO）還原催化劑的甲烷選擇性隨反應(yīng)時間的延長而降低。(H2+CO)還原的催化劑甲烷選擇性最大，H2還原的催化劑起始甲烷選擇性小于CO還原的催化劑，超過60h后甲烷選擇性卻反超。鐵基催化劑還原工藝原理01盡管CO活化沉淀鐵催化劑效果最佳，但是工業(yè)上一般使用H2還原催化劑，因為H2容易純化也較經(jīng)濟。鈷基催化劑還原工藝原理及反應(yīng)02費托合成反應(yīng)鈷基催化劑的活性相是金屬態(tài)鈷，因此，如何提高催化劑的還原度和分散度是提高催化劑活性的關(guān)鍵。在氫氣還原過程中，未負(fù)載的Co3O4到金屬態(tài)Co一般經(jīng)歷兩步還原。首先四氧化三鈷與H2反應(yīng)生成氧化鈷與水，氧化鈷再經(jīng)氫氣還原生產(chǎn)單質(zhì)態(tài)鈷。此時鈷基催化劑才具有催化活性。鈷基催化劑組成不同，其最佳還原溫度也不同，如對于負(fù)載SiO2/Al2O