xúc tác cho quá trình FISCHER – TROPSCH

ĐỀ TÀI: XÚC TÁC CHO QUÁ TRÌNH FISCHER – TROPSCH
GVHD: ThS. DIỆP KHANH
C
h
à
o

m
ừ
n
g

t
h
ầ
y

v
à

c
á
c

b
ạ
n
đ
ế
n

v
ớ
i

b
à
i

t
h
u
y
ế
t

t
r
ì
n
h


c
ủ
a

n
h
ó
m

!
!
!
Thành viên thực hiện:

Chu Văn Trường

Phan Văn Trường

Nguyễn Đắc Trình

Lê Văn Trình

Bùi Khánh Trung

Dương Việt Trung

Đào Ngọc Tú

Nguyễn Văn Tú
Nội dung thực hiện
•
Khái niệm Fischer-Tropsch
•
Các phản ứng của quá trình Fischer-Tropsch
•
Xúc tác của quá trình
•
Phương pháp tổng hợp xúc tác
•

Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt tính của xúc tác
1. Khái niệm:
•
Tổng hợp Fischer-Tropsch (FTS) là quá trình chuyển hóa khí tổng hợp
thành các hydrocacbon lỏng và các sản phẩm phi nhiên liệu khác như
sáp trên các xúc tác kim loại chuyển tiếp.
•
Ứng dụng: để sản xuất ra nhiên liệu lỏng như xăng và diesel, ngoài ra
còn để tổng hợp sáp, dầu nhờn, phenol và cresol, kerosene, alcohols,
ammonia, …
2. Các phản ứng trong quá trình FTS

Các phản ứng chính:
•
Tạo Parafin: (2n+1)H2 + nCO C
n
H
2n+2
+ nH
2
O (1)
•
Tạo olefin: 2nH
2
+ nCO CnH2n + nH
2
O (2)
•
Phản ứng WGS: CO + H
2

O CO
2
+ H
2
(3)

Các phản ứng phụ:
•
Tạo alcol: 2nH
2
+ nCO C
n
H
2n+2
O+ (n-1)H
2
O (4)
•
Phản ứng: 2CO C + CO
2
(5)
3. Xúc tác của quá trình
•
Nguyên tắc của phản ứng: chất phản ứng được hấp phụ lên trên bề mặt chất xúc
tác, được sắp xếp lại và kết hợp tạo thành sản phẩm. Sản phẩm phản ứng sau
đó nhả hấp phụ ra khỏi bề mặt xúc tác và khuếch tán ra ngoài.
•
Các oxit của kim loại chuyển tiếp nhóm VIII (Ru, Fe, Ni, Co, Rh, Pd, Pt) có thể
được dùng làm xúc tác cho quá trình hydro hóa CO. Trong số đó thì Fe và Co là
hai nguồn xúc tác chính cho tổng hợp FT.

Xúc tác Fe
Tạo nhiều cacbon ngưng tụ bề mặt giảm
hoạt tính xúc tác
Sự dụng chất trợ xúc
tác (K,Cu) và chất man
để tăng hoạt tính
xúc tác Fe như Fe/Cu/K/Al2O3;
Fe/Cu/K/Si O2; Fe/Mn/K/Al2 O3…
Hoạt động mạnh
Xúc tác Co
Có độ bền cao và độ
chuyển hóa cao
Sử dụng các chất trợ xúc
tác để tăng hiệu quả
Hoạt tính mạnh,nhưng
chi phí cao
Quá trình hoạt động của xúc tác
Cơ chế hoạt động của chất xúc tác
•
Tạo thành hợp chất 1C
Phát triển mạch Hidrocacbon
Xúc tác cho quá trình Fischer-Tropsch
4. Phương pháp tổng hợp xúc tác
•
Các tính chất quan trọng nhất của chất xúc tác quyết định hiệu quả kinh tế khi
sử dụng chúng trong công nghiệp là hoạt tính, độ chọn lọc và độ bền của xúc
tác. Do những tính chất này phụ thuộc chủ yếu vào thành phần và phương
pháp chế tạo xúc tác cho nên cơ sở khoa học và công nghệ tổng hợp xúc tác
được coi là những vấn đề rất quan trọng và có ý nghĩa thực tế lớn.
Hợp chất

ban đầu
Loại bỏ các
chất không
cần thiết
hoạt hóa xúc
tác,đưa về pha
hoạt động (tinh
thể hoặc hợp
chất)
Lựa chọn giá
mang và đưa
chúng lên giá
mang
Quá trình tổng hợp xúc tác

Các phương pháp chế tạo xúc tác:
•
Phương pháp đồng kết tủa.
•
Phương pháp ngâm tẩm.
•
Phương pháp trộn cơ học
•
Phương pháp solgel…
5. Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt tính xúc tác.
a. Các nguyên nhân gây giảm hoạt tính xúc tác.
- Do một số nguyên nhân sau: các tâm hoạt tính kim loại bị chuyển thành các tâm
oxit không có hoạt tính, xúc tác bị thiêu kết, giảm bề mặt hoạt tính do ngưng tụ
cốc hay ngộ độc hóa học
.

Ảnh hưởng của sự tạo cốc:
- giảm hoạt tính xúc tác do đó quá trình phải được tiến hành trong điều kiện có thể
dung hòa giữa hiệu suất sản phẩm, chi phí thay thế và tái sinh xúc tác.

Ảnh hưởng của tạp chất:

tạo ra các hợp chất chứa lưu huỳnh với tâm kim loại các tâm kim
loại bị mất hoạt tính.

các tạp chất như hợp chất chứa halogen và hợp chất chứa nito làm ngộ
độc xúc tác

Nước có thể ôxi hóa Fe và Co, làm ức chế hoạt tính…
b. Phương pháp đảm bảo hoạt tính xúc tác.
•
sử dụng công nghệ thương mại và ứng dụng làm sạch nguyên liệu đệ đạt được
độ tính khiết cần thiết.
•
Công nghệ Rectisol sử dụng methanol nhiệt độ thấp để phân tách NH3, H2S, và
CO2 ra khỏi nguyên liệu syngas.
•
Các công nghệ hấp thụ khác như công nghệ dùng kali carbonate hay
alkanolamine (MEA - monoethanolamine hoặc DEA – diethanolamine) để tách
ướt (wet scrubbing)
Cảm ơn thầy và các bạn
đã quan tâm lắng nghe!!!