内扩散行为对F-T合成反应过程影响的研究.pdf

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1、第38卷第5期燃料化学学报Vo138NO．52010年10月JournalofFuelChemistryandTechnologyoct．201O文章编号：0253—2409(2010)05-0588-06内扩散行为对F—T合成反应过程影响的研究陈从标，陈建刚，房克功，孙予罕(1．中国科学院山阿煤炭化学研究所煤转化国家重点实验室，山西太原030001；2．中国科学院研究生院，北京100049)摘要：选用Co／ZrO，催化剂，通过改变催化剂颗粒径，在积分固定床反应器上研究了内扩散行为对F—T合成反应过程的影响：以表观活化能、烯／烷比的变化等为依据，考察了内扩散行为对F—T合

2、成反应历程、催化剂活性及产物选择性的影响。催化剂颗粒径不同，内扩散限制程度会发生相应变化。实验结果表明，不同程度的内扩散限制条件下，F—T合成反应历程会有较大差异。当反应开始后，颗粒内孔从“干”到“湿”，不同粒径的催化剂颗粒上气态烯／烷比变化均呈“U”型趋势。在固定床反应器上，增加空速通常会有CH选择性升高、气态烯／烷比略有增加的现象，这是由于内扩散限制未完全消除的缘故。关键词：F—T合成；固定床；内扩散；选择性；烯／烷比中图分类号：TQ529．2文献标识码：AEfectofintraparticledifusiononF-TsynthesisCHENCong—biao’

3、，CHENJian—gang，FANGKe—gong，SUNYu—han(1．StateKeyLaboratoryCoalConversion，InstituteofCoalChemistry，ChineseAcademyofSciences，Taiyuan030001，China；2．GraduateUniversityofChineseAcademyofSciences，Bering100049，China)Abstract：TheeffectofintraparticlediffusionontheperformanceofCo／ZrO，F—Tcatalystwas

4、investigated．Accordingtothechangeofapparentactivationenergy，thereactionpathwaymightvat7whilechangingtheextentofdiffusionlimitation．Atiercatalystswereactivated．theinnerporeswouldbefilledwithF—Tproductgradually．Theratioofgaseousolefintoparaffinfollowedthe“U”typetrend．TheselectivitytoCHincre

5、asedwiththeincreaseofGHSV．AndtheratioofgaseousolefintoparafinalsoincreasedslightlywiththeinereaseofGHSVduetotheintraparticlediffusionlimitation．Keywords：F—Tsynthesis；fixed—bed；intraparticlediffusion；selectivity；olefin／parafin内扩散效应极大地影响着F—T合成反应过程的的内扩散限制条件，结合空速的效应，进一步研究了效率和最终的产物分布。Post等较早对内

6、扩散限内扩散行为对催化剂活性以及产物选择性等的制进行了定量描述，强调内扩散是在充满液态烃类影响。的孑L道内进行的。Madon等进一步研究发现，在1实验部分合成气内扩散过程中CO浓度降低更快，活性中心1．1催化剂的制备采用Co／ZrO，型催化剂，制备附近的H，／CO比明显小于气相主体，催化剂活性及方法参照文献J。选择性由此受到影响。F—T合成反应主产物之一一1．2催化剂的表征低温N，吸脱附在一烯烃在反应条件下具有反应活性，

7、glesia等认MicromeriticsASAP2000型物理吸附仪上进行，用为内扩散限制会增强仅一烯烃再吸附，导致C+选择BET方法计算比表面积及平

8、均孔径。性增加。但后继研究发现F—T合成反应中的许多与内扩散相关的现象不能用上述思路解释。Kuipers表1Co／ZrO催化剂的织构眭质Table1TextureoftheCo／ZrO2catalyst等㈧认为，内扩散限制并不是影响d一烯烃再吸附的主要因素。Zhan等通过模拟更是得出“F—T合成反应产物扩散不受内扩散限制”的结论。由此可见，目前关于内扩散行为对F—T合成反应过程的影1．3催化剂的评价催化剂评价实验在内径为响还没有一致的结论。本研究采用Co／ZrO：型F—T10．0mm的积分固定床反应器上进行。选用三种粒合成催化