Deactivation of cobalt based Fische

Deactivation of cobalt based Fischer–Tropsch catalysts: A review
Nikolaos E. Tsakoumisa, Magnus Rønninga, Øyvind Borgb, Erling Ryttera,b, Anders Holmena,∗
a Department of Chemical Engineering, Norwegian University of Science and Technology (NTNU), NO-7491 Trondheim, Norway
b Statoil R&D, Research Centre, Postuttak, NO-7005 Trondheim, Norway

a r t i c l e i n f o

a b s t r a c t

Article history:
Available online 28 April 2010

Keywords: Fischer–Tropsch synthesis Cobalt
Catalyst deactivation Review

To trace the origin of catalyst deactivation is in many cases difﬁcult. It is usually a complex problem where several mechanisms contribute to the loss of activity/selectivity. Low temperature Fischer–Tropsch synthesis (FTS) is a three phase system having a wide range of products and intermediates. Addition- ally, high partial pressures of steam will arise during reaction. Thus, the chemical environment in the Fischer–Tropsch synthesis reactor encompasses a large number of interacting species which may nega- tively affect catalytic activity. Furthermore, it is an exothermic reaction and local overheating might occur. Utilization of the produced heat is crucial and the choice of the reactor should be done with respect to the catalyst stability properties. Catalyst deactivation in the Fischer–Tropsch reaction has been a topic of industrial as well as academic interest for many years. The main causes of catalyst deactivation in cobalt based FTS as they appear in the literature are poisoning, re-oxidation of cobalt active sites, for- mation of surface carbon species, carbidization, surface reconstruction, sintering of cobalt crystallites, metal–support solid state reactions and attrition.
The present study focuses on cobalt catalyzed Fischer–Tropsch synthesis. The various deactivation routes are reviewed, categorized and presented with respect to the most recent literature.
© 2010 Elsevier B.V. All rights reserved.

1. Introduction

Abbreviations: AES, Auger electron spectroscopy; AFM, atomic force microscopy; ASAXS, anomalous small angle X-ray scattering; BET, Brunauer–Emmett–Teller; CSTR, continuous stirred tank reactor; DFT, density functional theory; DOR, degree of reduction; DOS, density of states; DRIFTS, diffuse reﬂectance infrared Fourier transform spectroscopy; EDS, energy dispersive spectroscopy; EELS, elec- tron energy loss spectroscopy; EF-TEM, energy ﬁltered-transmission electron microscopy; EXAFS, extended X-ray absorption ﬁne structure; fcc, face cen- tered cubic; FT(S), Fischer–Tropsch (synthesis); GHSV, gas hourly space velocity; hcp, hexagonal close packed; HFS-LCAO, Hartree–Fock–Slater linear combination of atomic orbitals; HR-TEM, high resolution-transmission electron microscopy; HS-LEIS, high sensitivity-low energy ion scattering; HAADF, high angle annular dark ﬁeld; ICP, inductively coupled plasma; IR, infrared; MES, Mössbauer emis- sion spectroscopy; MS, mass spectrometer; NEXAFS, near-edge X-ray absorption ﬁne structure; PM-RAIRS, polarization modulation-reﬂection absorption infrared spectroscopy; ppb, parts per billion; ppm, parts per million; RBS, Rutherford backscattering spectrometry; ROR, reduction–oxidation–reduction; rpm, revolu- tions per minute; SBCR, slurry bubble column reactor; SIMS, secondary ion mass spectrometry; SSITKA, steady state isotopic transient kinetic analysis; STM, scanning tunneling microscopy; STP, standard temperature and pressure; TEM, transmission electron microscopy; TGA, thermogravimetric analysis; TOS, time on stream; TPD, temperature programmed desorption; TPO, temperature programmed oxidation; TPH, temperature programmed hydrogenation; TPR, temperature programmed reduction; UBI-QEP, unity bond index-quadratic exponential potential; UHV, ultra high vacuum; WGS, water–gas shift; XANES, X-ray absorption near edge structure; XAS, X-ray absorption spectroscopy; XPS, X-ray photoelectron spectroscopy; XRD, X-ray diffraction.
∗ Corresponding author. Tel.: +47 91897164.
E-mail address: holmen@chemeng.ntnu.no (A. Holmen).

Modern Fischer–Tropsch technology aims at converting synthe- sis gas into long-chain hydrocarbons (FT waxes) [1]. A key element in improved Fischer–Tropsch technology is the development of active and stable catalysts with high wax selectivity. Cobalt is con- sidered the most favourable metal for the synthesis of long chain hydrocarbons due to its high activity, high selectivity to linear parafﬁns and low water–gas shift (WGS) activity. The catalyst usu- ally consists of Co metal particles dispersed on an oxide support. The Fischer–Tropsch synthesis (FTS) can be described by a chain growth mechanism where a C1 unit is added to a growing chain. a-oleﬁns and parafﬁns are the primary products of the synthe- sis. a-oleﬁns can also participate in secondary reactions adding complexity to the reaction network. For cobalt catalysts oxygen is rejected as water which has a large effect on the activity and selec- tivity [2]. A number of oxygenates will be produced as well. N2, CH4 and CO2 that may be present in the feed are usually regarded as inert [3].
Catalyst deactivation is a major challenge in cobalt based Fischer–Tropsch synthesis. Combined with the relatively high price of cobalt, improved stability of the catalyst will add competitive- ness to the technology. Activity measurements in a demonstration plant have shown that two apparent regimes of deactivation exist [4]. The ﬁrst initial deactivation regime (period A in Fig. 1) has been linked with reversible deactivation and lasts for a few days to weeks. The second long-term deactivation regime (period B in

0920-5861/$ – see front matter © 2010 Elsevier B.V. All rights reserved.
doi:10.1016/j.cattod.2010.02.077

Fig. 1. Common deactivation proﬁle for cobalt catalysts in FTS. Adapted from reference [4].

In any case, there is a possibility that traces of sulphur can reach the FTS reactor, typically during operational upsets. Thus, already at the early stages of the development of the FT technology, the effect of sulphur in different molecular forms was studied [8]. An upper limit of sulphur concentration in the feed was proposed already by Fischer (1–2 mg/m3) [9]. However, these limits are decreased and usually kept below 0.02 mg/m3 in today’s applications [10].
The oil crisis in the 70 s raised crude oil prices and hence renewed the interest in FTS mainly using natural gas as feedstock. This resulted in increased research and process development in the ﬁeld of cobalt based FTS. Madon and Seaw summarized in 1977 the literature concerning the effect of sulphur [9]. In particular they presented several studies carried out for more than four decades dealing with sulphur effects on different FT catalysts. For cobalt catalysts the results seemed to agree that sulphur, added in low
concentrations in the forms of H S and CS , has a promotional effect

2 2

Fig. 1) is associated with irreversible deactivation and has therefore operational signiﬁcance. This change in deactivation rate with time on stream suggests that the actual cause of deactivation is not the result of one, but a combination of several phenomena.
The proposed mechanisms of catalyst deactivation include poi- soning, sintering, surface carbon formation, carbidization, cobalt re-oxidation, cobalt–support mixed compound formation, surface reconstruction and mechanical deactivation through attrition. The Fischer–Tropsch catalysts are usually very sensitive to poisoning and puriﬁcation of the synthesis gas is therefore an important part of the process, particularly for processes using coal and biomass as feedstocks [5]. The loss of activity is also related to process condi- tions such as temperature, pressure, conversion, partial pressures of synthesis gas and steam and the type of reactor (ﬁxed-bed or slurry). Hence, reproduction of a realistic FT environment in deac- tivation studies is fundamental.
The study of catalyst deactivation is mainly a characterization oriented problem. Spent catalyst has to be characterized and com- pared with its activated counterpart. A main challenge for studying catalyst deactivation in FTS is the fact that the catalyst is embedded in wax after use. The wax limits the range of technique that can be applied for characterization of the spent catalysts. In addition, the sensitivity of the active phase against air hampers the handling of the dewaxed catalysts. Deactivation is an inevitable phenomenon in FTS although catalytic systems show different behaviour. Regen- eration is therefore also an important topic.

2. Causes of catalyst deactivation in Fischer–Tropsch synthesis

In the following paragraphs the main mechanisms of catalyst deactivation in FTS are discussed.

Poisoning

Sulphur compounds
Sulphur is a known poison for metals since it adsorbs strongly on catalytically active sites. The consequences of this strong bond- ing are usually a physical blocking of the sites and possibly the electronic modiﬁcation of neighbouring atoms [6]. For cobalt FT catalysts poisoning by sulphur appears to be more a geomet- ric blockage of sites than an electronic modiﬁcation. It has been reported that one sulphur atom adsorbed on a Co/Al2O3 catalyst poisons more than two cobalt atoms [7]. Sulphur is usually present in the feed and is therefore considered as a potential cause of deacti- vation. Raw synthesis gas derived from biomass or coal will usually contain signiﬁcant amounts of sulphur, whereas sulphur usually is removed from natural gas before the reformer section. Sulphur may also stem from corrosion inhibitors which are occasionally added.

on the catalysts. In particular, at low concentrations of sulphur, an increase in the catalysts lifetime and also the selectivity towards heavier hydrocarbons was observed. Further addition of sulphur compounds led to complete catalyst deactivation.
Studying sulph

a r t i c l e i n f o 
 
a b s t r a c t

Article history:
Available online 28 April 2010

Keywords: Fischer–Tropsch synthesis Cobalt
Catalyst deactivation Review
 
To trace the origin of catalyst deactivation is in many cases difﬁcult. It is usually a complex problem where several mechanisms contribute to the loss of activity/selectivity. Low temperature Fischer–Tropsch synthesis (FTS) is a three phase system having a wide range of products and intermediates. Addition- ally, high partial pressures of steam will arise during reaction. Thus, the chemical environment in the Fischer–Tropsch synthesis reactor encompasses a large number of interacting species which may nega- tively affect catalytic activity. Furthermore, it is an exothermic reaction and local overheating might occur. Utilization of the produced heat is crucial and the choice of the reactor should be done with respect to the catalyst stability properties. Catalyst deactivation in the Fischer–Tropsch reaction has been a topic of industrial as well as academic interest for many years. The main causes of catalyst deactivation in cobalt based FTS as they appear in the literature are poisoning, re-oxidation of cobalt active sites, for- mation of surface carbon species, carbidization, surface reconstruction, sintering of cobalt crystallites, metal–support solid state reactions and attrition.
The present study focuses on cobalt catalyzed Fischer–Tropsch synthesis. The various deactivation routes are reviewed, categorized and presented with respect to the most recent literature.
© 2010 Elsevier B.V. All rights reserved.

1. Introduction

Abbreviations: AES, Auger electron spectroscopy; AFM, atomic force microscopy; ASAXS, anomalous small angle X-ray scattering; BET, Brunauer–Emmett–Teller; CSTR, continuous stirred tank reactor; DFT, density functional theory; DOR, degree of reduction; DOS, density of states; DRIFTS, diffuse reﬂectance infrared Fourier transform spectroscopy; EDS, energy dispersive spectroscopy; EELS, elec- tron energy loss spectroscopy; EF-TEM, energy ﬁltered-transmission electron microscopy; EXAFS, extended X-ray absorption ﬁne structure; fcc, face cen- tered cubic; FT(S), Fischer–Tropsch (synthesis); GHSV, gas hourly space velocity; hcp, hexagonal close packed; HFS-LCAO, Hartree–Fock–Slater linear combination of atomic orbitals; HR-TEM, high resolution-transmission electron microscopy; HS-LEIS, high sensitivity-low energy ion scattering; HAADF, high angle annular dark ﬁeld; ICP, inductively coupled plasma; IR, infrared; MES, Mössbauer emis- sion spectroscopy; MS, mass spectrometer; NEXAFS, near-edge X-ray absorption ﬁne structure; PM-RAIRS, polarization modulation-reﬂection absorption infrared spectroscopy; ppb, parts per billion; ppm, parts per million; RBS, Rutherford backscattering spectrometry; ROR, reduction–oxidation–reduction; rpm, revolu- tions per minute; SBCR, slurry bubble column reactor; SIMS, secondary ion mass spectrometry; SSITKA, steady state isotopic transient kinetic analysis; STM, scanning tunneling microscopy; STP, standard temperature and pressure; TEM, transmission electron microscopy; TGA, thermogravimetric analysis; TOS, time on stream; TPD, temperature programmed desorption; TPO, temperature programmed oxidation; TPH, temperature programmed hydrogenation; TPR, temperature programmed reduction; UBI-QEP, unity bond index-quadratic exponential potential; UHV, ultra high vacuum; WGS, water–gas shift; XANES, X-ray absorption near edge structure; XAS, X-ray absorption spectroscopy; XPS, X-ray photoelectron spectroscopy; XRD, X-ray diffraction.
∗ Corresponding author. Tel.: +47 91897164.
E-mail address: holmen@chemeng.ntnu.no (A. Holmen).
 
Modern Fischer–Tropsch technology aims at converting synthe- sis gas into long-chain hydrocarbons (FT waxes) [1]. A key element in improved Fischer–Tropsch technology is the development of active and stable catalysts with high wax selectivity. Cobalt is con- sidered the most favourable metal for the synthesis of long chain hydrocarbons due to its high activity, high selectivity to linear parafﬁns and low water–gas shift (WGS) activity. The catalyst usu- ally consists of Co metal particles dispersed on an oxide support. The Fischer–Tropsch synthesis (FTS) can be described by a chain growth mechanism where a C1 unit is added to a growing chain. a-oleﬁns and parafﬁns are the primary products of the synthe- sis. a-oleﬁns can also participate in secondary reactions adding complexity to the reaction network. For cobalt catalysts oxygen is rejected as water which has a large effect on the activity and selec- tivity [2]. A number of oxygenates will be produced as well. N2, CH4 and CO2 that may be present in the feed are usually regarded as inert [3].
Catalyst deactivation is a major challenge in cobalt based Fischer–Tropsch synthesis. Combined with the relatively high price of cobalt, improved stability of the catalyst will add competitive- ness to the technology. Activity measurements in a demonstration plant have shown that two apparent regimes of deactivation exist [4]. The ﬁrst initial deactivation regime (period A in Fig. 1) has been linked with reversible deactivation and lasts for a few days to weeks. The second long-term deactivation regime (period B in

0920-5861/$ – see front matter © 2010 Elsevier B.V. All rights reserved.
doi:10.1016/j.cattod.2010.02.077

Fig. 1. Common deactivation proﬁle for cobalt catalysts in FTS. Adapted from reference [4].
 
In any case, there is a possibility that traces of sulphur can reach the FTS reactor, typically during operational upsets. Thus, already at the early stages of the development of the FT technology, the effect of sulphur in different molecular forms was studied [8]. An upper limit of sulphur concentration in the feed was proposed already by Fischer (1–2 mg/m3) [9]. However, these limits are decreased and usually kept below 0.02 mg/m3 in today’s applications [10].
The oil crisis in the 70 s raised crude oil prices and hence renewed the interest in FTS mainly using natural gas as feedstock. This resulted in increased research and process development in the ﬁeld of cobalt based FTS. Madon and Seaw summarized in 1977 the literature concerning the effect of sulphur [9]. In particular they presented several studies carried out for more than four decades dealing with sulphur effects on different FT catalysts. For cobalt catalysts the results seemed to agree that sulphur, added in low
concentrations in the forms of H S and CS , has a promotional effect
 
2 2

Fig. 1) is associated with irreversible deactivation and has therefore operational signiﬁcance. This change in deactivation rate with time on stream suggests that the actual cause of deactivation is not the result of one, but a combination of several phenomena.
The proposed mechanisms of catalyst deactivation include poi- soning, sintering, surface carbon formation, carbidization, cobalt re-oxidation, cobalt–support mixed compound formation, surface reconstruction and mechanical deactivation through attrition. The Fischer–Tropsch catalysts are usually very sensitive to poisoning and puriﬁcation of the synthesis gas is therefore an important part of the process, particularly for processes using coal and biomass as feedstocks [5]. The loss of activity is also related to process condi- tions such as temperature, pressure, conversion, partial pressures of synthesis gas and steam and the type of reactor (ﬁxed-bed or slurry). Hence, reproduction of a realistic FT environment in deac- tivation studies is fundamental.
The study of catalyst deactivation is mainly a characterization oriented problem. Spent catalyst has to be characterized and com- pared with its activated counterpart. A main challenge for studying catalyst deactivation in FTS is the fact that the catalyst is embedded in wax after use. The wax limits the range of technique that can be applied for characterization of the spent catalysts. In addition, the sensitivity of the active phase against air hampers the handling of the dewaxed catalysts. Deactivation is an inevitable phenomenon in FTS although catalytic systems show different behaviour. Regen- eration is therefore also an important topic.

2. Causes of catalyst deactivation in Fischer–Tropsch synthesis

In the following paragraphs the main mechanisms of catalyst deactivation in FTS are discussed.

Poisoning

Sulphur compounds
Sulphur is a known poison for metals since it adsorbs strongly on catalytically active sites. The consequences of this strong bond- ing are usually a physical blocking of the sites and possibly the electronic modiﬁcation of neighbouring atoms [6]. For cobalt FT catalysts poisoning by sulphur appears to be more a geomet- ric blockage of sites than an electronic modiﬁcation. It has been reported that one sulphur atom adsorbed on a Co/Al2O3 catalyst poisons more than two cobalt atoms [7]. Sulphur is usually present in the feed and is therefore considered as a potential cause of deacti- vation. Raw synthesis gas derived from biomass or coal will usually contain signiﬁcant amounts of sulphur, whereas sulphur usually is removed from natural gas before the reformer section. Sulphur may also stem from corrosion inhibitors which are occasionally added.
 
on the catalysts. In particular, at low concentrations of sulphur, an increase in the catalysts lifetime and also the selectivity towards heavier hydrocarbons was observed. Further addition of sulphur compounds led to complete catalyst deactivation.
Studying sulph

0/5000

Từ: -

Sang: -

Kết quả (Việt) 1: [Sao chép]

Sao chép!

Vô hiệu hóa coban dựa chất xúc tác Fischer-Tropsch: một bài đánh giá
Nikolaos E. Tsakoumisa, Magnus Rønninga, Øyvind Borgb, Erling Ryttera, b, Anders Holmena, ∗
bộ môn kỹ thuật hóa học, đại học khoa học Na Uy và công nghệ (NTNU), NO-7491 Trondheim, Na Uy
b phủ R&D, Trung tâm nghiên cứu, Postuttak, NO-7005 Trondheim, Na Uy

r t tôi c l e tôi n f o

một b s t r một c t

Bài viết lịch sử:
có sẵn trực tuyến ngày 28 tháng 4 năm 2010

từ khóa: tổng hợp Fischer-Tropsch Cobalt
vô hiệu hóa chất xúc tác đánh giá

để theo dõi nguồn gốc của chất xúc tác vô hiệu hóa là trong nhiều trường hợp difﬁcult. Nó thường là một vấn đề phức tạp mà một số cơ chế đóng góp vào sự mất mát của hoạt động/chọn lọc. Nhiệt độ thấp tổng hợp Fischer-Tropsch (FTS) là một hệ thống ba giai đoạn có một loạt các sản phẩm và trung gian. Bổ sung-đồng minh, cao áp lực một phần của hơi nước sẽ phát sinh trong thời gian phản ứng. Do đó, môi trường hóa học trong lò phản ứng tổng hợp Fischer-Tropsch bao gồm một số lượng lớn các loài tương tác cách nega mà có thể ảnh hưởng đến hoạt động xúc tác. Hơn nữa, nó là một phản ứng tỏa nhiệt và quá nóng địa phương có thể xảy ra. Sử dụng nhiệt được sản xuất là rất quan trọng và sự lựa chọn của lò phản ứng nên được thực hiện đối với các thuộc tính ổn định của chất xúc tác. Vô hiệu hóa chất xúc tác trong phản ứng Fischer-Tropsch đã là một chủ đề của công nghiệp cũng như học quan tâm trong nhiều năm. Những nguyên nhân chính của chất xúc tác vô hiệu hóa trong cobalt dựa FTS khi chúng xuất hiện trong các tài liệu ngộ độc, re-oxy hóa của coban hoạt động các trang web, cho mation của bề mặt cacbon loài, carbidization, bề mặt tái thiết, máy cobalt crystallites, kim loại-hỗ trợ trạng thái rắn phản ứng và tiêu hao.
tập trung nghiên cứu hiện nay trên coban xúc tác tổng hợp Fischer-Tropsch. Các tuyến đường vô hiệu hóa khác nhau được xem xét, phân loại và trình bày đối với văn học đặt.
© 2010 Elsevier B.V Tất cả các quyền.

1. Giới thiệu

chữ viết tắt: AES, họ phổ học điện tử; AFM, kính hiển vi lực nguyên tử; ASAXS, bất thường nhỏ góc tán xạ tia x; Đặt cược, Brunauer-Emmett-Teller; CSTR, lò phản ứng tăng khuấy liên tục; DFT, mật độ lý thuyết chức năng; DOR, mức độ giảm; DOS, mật độ của kỳ; TRÔI, khuếch tán reﬂectance hồng ngoại Fourier transform phổ; EDS, phổ tán sắc năng lượng; Cá CHÌNH, elec-tron phổ mất năng lượng; EF-TEM, kính hiển vi điện tử truyền dẫn ﬁltered năng lượng; EXAFS, mở rộng x-quang hấp thụ ﬁne cấu trúc; FCC, mặt cen-tered lập phương; FT (S), Fischer-Tropsch (tổng hợp); GHSV, khí theo giờ của vận tốc space; HCP, lục giác gần Bữa; HFS-cách, Hartree-Fock-Slater tổ hợp tuyến tính của quỹ đạo nguyên tử; Nhân sự-TEM, kính hiển vi điện tử truyền dẫn độ phân giải cao; HS-LEIS, cao độ nhạy thấp năng lượng ion tán xạ; HAADF, cao góc hình khuyên tối quấn; ICP, ăngten cùng plasma; IR, hồng ngoại; MES, Mössbauer emis-sion phổ học; MS, quang phổ khối lượng; NEXAFS, gần cạnh X-ray hấp thụ ﬁne cấu trúc; PM-RAIRS, phân cực điều chế-reﬂection hấp thụ hồng ngoại phổ học; ppb, phần tỷ; ppm, phần mỗi triệu; RBS, Rutherford backscattering spectrometry; ROR, giảm-quá trình oxy hóa-giảm; vòng/phút, revolu-tions / phút; SBCR, bùn bong bóng cột lò phản ứng; SIMS, Trung học ion mass spectrometry; SSITKA, trạng thái ổn định đồng vị ngắn ngủi động phân tích; STM, quét chui hầm kính hiển vi nhất; STP, tiêu chuẩn nhiệt độ và áp lực; TEM, kính hiển vi điện tử truyền; TGA, thermogravimetric phân tích; TOS, thời gian trên dòng; TPD, nhiệt độ lập trình desorption; TPO, nhiệt độ lập trình oxy hóa; TPH, nhiệt độ lập trình hydro hóa; TPR, nhiệt độ lập trình giảm; UBI-QEP, đoàn kết trái phiếu bậc hai chỉ số mũ tiềm năng; UHV, Máy hút cao siêu; WGS, thay đổi nước-khí; XANES, x-quang hấp thụ gần cạnh cấu trúc; XAS, tia x quang phổ hấp thụ; XPS, X-ray photoelectron spectroscopy; XRD, nhiễu xạ tia x.
∗ Corresponding tác giả. Điện thoại: 47 91897164.
e-mail địa chỉ: holmen@chemeng.ntnu.no (A. Holm).

Fischer-Tropsch công nghệ hiện đại nhằm mục tiêu chuyển đổi synthe-sis khí thành chuỗi dài hydrocarbon (sáp FT) [1]. Một yếu tố quan trọng trong công nghệ Fischer-Tropsch cải thiện là sự phát triển của chất xúc tác hoạt động và ổn định với chọn lọc cao sáp. Coban là con-sidered kim loại đặt thuận lợi cho việc tổng hợp của chuỗi dài hydrocarbon do hoạt động cao của nó, chọn lọc cao để parafﬁns tuyến tính và nước thấp-khí thay đổi (WGS) hoạt động. Usu chất xúc tác-đồng minh bao gồm Co kim loại hạt phân tán trên một hỗ trợ ôxít. Tổng hợp Fischer-Tropsch (FTS) có thể được mô tả bởi một cơ chế phát triển chuỗi nơi một đơn vị C1 được thêm vào một chuỗi ngày càng tăng. một oleﬁns và parafﬁns là sản phẩm chính của synthe-sis. một oleﬁns cũng có thể tham gia vào các phản ứng phụ thêm phức tạp để phản ứng mạng. Cho coban chất xúc tác oxy sẽ bị từ chối như nước có một ảnh hưởng lớn trên các hoạt động và selec-cao [2]. Một số oxygenates sẽ được sản xuất là tốt. N2, CH4 và co 2 có thể có mặt trong nguồn cấp dữ liệu thường được coi là trơ [3].
Vô hiệu hóa chất xúc tác là một thách thức lớn trong cobalt dựa tổng hợp Fischer-Tropsch. Kết hợp với giá coban, tương đối cao, cải thiện sự ổn định của chất xúc tác sẽ thêm cạnh tranh-ness đến công nghệ. Đo hoạt tính trong một cuộc biểu tình thực vật đã chỉ ra rằng hai chế độ rõ ràng của vô hiệu hóa tồn tại [4]. Chế độ vô hiệu hóa ban đầu chính (giai đoạn A trong hình. 1) đã được liên kết với vô hiệu hóa thể đảo ngược và kéo dài trong một vài ngày để tuần. Thứ hai chế độ vô hiệu hóa dài hạn (thời kỳ B trong

0920-5861 / $ – xem trước vấn đề © 2010 Elsevier B.V Tất cả các quyền reserved.
doi:10.1016/j.cattod.2010.02.077

hình 1. Phổ biến proﬁle vô hiệu hóa cho chất xúc tác coban trong FTS. Chuyển thể từ tài liệu tham khảo [4].

trong bất kỳ trường hợp nào, có là một khả năng rằng các dấu vết của lưu huỳnh có thể tiếp cận lò phản ứng FTS, thường trong hoạt động rối loạn. Vì vậy, đã ở giai đoạn đầu của sự phát triển của công nghệ FT, tác dụng của lưu huỳnh trong hình thức khác nhau phân tử là nghiên cứu [8]. Một giới hạn trên của nồng độ lưu huỳnh trong nguồn cấp dữ liệu được đề xuất đã Fischer (1-2 mg/m3) [9]. Tuy nhiên, Các giới hạn này được giảm và thường giữ dưới 0,02 mg/m3 trong ngày hôm nay của các ứng dụng [10].
cuộc khủng hoảng dầu trong dầu thô s lớn lên 70 giá và do đó tiếp tục sự quan tâm trong FTS chủ yếu là sử dụng khí đốt tự nhiên làm nguyên liệu. Điều này dẫn đến tăng cường nghiên cứu và quá trình phát triển ở quấn coban dựa FTS. Madon và Seaw tóm tắt năm 1977 các tài liệu liên quan đến tác dụng của lưu huỳnh [9]. Đặc biệt, họ trình bày một số nghiên cứu thực hiện trong hơn bốn thập kỷ đối phó với lưu huỳnh ảnh hưởng khác nhau FT chất xúc tác. Đối với chất xúc tác coban kết quả dường như đồng ý rằng lưu huỳnh, được thêm vào trong thấp
nồng độ trong các hình thức của H S và CS, có tác dụng khuyến mại

2 2

hình. 1) được liên kết với vô hiệu hóa không thể đảo ngược và do đó có hoạt động signiﬁcance. Thay đổi tỷ lệ vô hiệu hóa với thời gian trên dòng cho thấy rằng nguyên nhân thực sự của vô hiệu hóa không phải là kết quả của một, nhưng một sự kết hợp của một số hiện tượng.
các cơ chế đề xuất của vô hiệu hóa chất xúc tác bao gồm poi-soning, máy, bề mặt cacbon hình thành, carbidization, coban re-oxy hóa, hình thành hỗn hợp coban – hỗ trợ hợp chất, bề mặt tái thiết và vô hiệu hóa cơ khí thông qua tiêu hao. Chất xúc tác Fischer-Tropsch thường rất nhạy cảm với ngộ độc và puriﬁcation tổng hợp khí do đó là một phần quan trọng của quá trình này, đặc biệt là cho các quy trình bằng cách sử dụng than và nhiên liệu sinh học là feedstocks [5]. Sự mất mát của hoạt động cũng là liên quan đến quá trình condi-tions chẳng hạn như nhiệt độ, áp suất, chuyển đổi, một phần áp lực khí tổng hợp và hơi nước và loại lò phản ứng (ﬁxed-giường hoặc bùn). Do đó, sao chép của một môi trường FT thực tế trong các nghiên cứu deac-tivation là cơ bản.
nghiên cứu vô hiệu hóa chất xúc tác là chủ yếu là một đặc tính theo định hướng vấn đề. Đã qua sử dụng chất xúc tác đã được đặc trưng và com - pared với đối tác kích hoạt của nó. Một thách thức chính cho việc học tập vô hiệu hóa chất xúc tác trong FTS là một thực tế là chất xúc tác nhúng trong sáp sau khi sử dụng. Sáp giới hạn phạm vi kỹ thuật có thể được áp dụng cho các đặc tính của chất xúc tác đã qua sử dụng. Ngoài ra sự nhạy cảm của giai đoạn hoạt động chống lại máy cản trở việc xử lý các chất xúc tác dewaxed. Vô hiệu hóa là một hiện tượng không thể tránh khỏi trong FTS mặc dù xúc tác hệ thống hiển thị hành vi khác nhau. Regen-eration do đó cũng là một chủ đề quan trọng.

2. Nguyên nhân của vô hiệu hóa chất xúc tác trong tổng hợp Fischer-Tropsch

Trong đoạn văn sau đây các cơ chế chính của chất xúc tác vô hiệu hóa trong FTS được thảo luận.

ngộ độc

Sulphur hợp chất
lưu huỳnh là một chất độc được biết đến cho các kim loại kể từ khi nó adsorbs mạnh mẽ trên catalytically hoạt động trang web. Hậu quả này trái phiếu mạnh mẽ-ing là thường một thể chất chặn các trang web và có thể modiﬁcation điện tử của các nguyên tử lân cận [6]. Cho chất xúc tác coban FT ngộ độc của lưu huỳnh xuất hiện để là hơn một geomet-ric tắc nghẽn của các trang web hơn một modiﬁcation điện tử. Nó đã được báo cáo rằng một nguyên tử lưu huỳnh adsorbed trên một chất xúc tác Co/Al2O3 chất độc nhiều hơn hai coban nguyên tử [7]. Lưu huỳnh là thường hiện diện trong các thức ăn và do đó được coi là một nguyên nhân tiềm năng của deacti-vation. Nguyên khí tổng hợp có nguồn gốc từ sinh khối hoặc than sẽ thường chứa một lượng signiﬁcant của lưu huỳnh, trong khi lưu huỳnh thường được lấy ra từ khí tự nhiên trước khi phần nhà cải cách. Lưu huỳnh cũng có thể xuất phát từ ức chế ăn mòn mà đôi khi được bổ sung.

trên những chất xúc tác. Đặc biệt, ở nồng độ thấp của lưu huỳnh, sự gia tăng tuổi thọ chất xúc tác và cũng có thể chọn lọc theo hướng nặng hơn hydrocarbon được quan sát thấy. Tiếp tục bổ sung các hợp chất lưu huỳnh dẫn để hoàn thành chất xúc tác vô hiệu hóa.
nghiên cứu sulph

đang được dịch, vui lòng đợi..

Kết quả (Việt) 2:[Sao chép]

Sao chép!

đang được dịch, vui lòng đợi..

Kết quả (Việt) 3:[Sao chép]

Sao chép!

đang được dịch, vui lòng đợi..

Các ngôn ngữ khác

Hỗ trợ công cụ dịch thuật: Albania, Amharic, Anh, Armenia, Azerbaijan, Ba Lan, Ba Tư, Bantu, Basque, Belarus, Bengal, Bosnia, Bulgaria, Bồ Đào Nha, Catalan, Cebuano, Chichewa, Corsi, Creole (Haiti), Croatia, Do Thái, Estonia, Filipino, Frisia, Gael Scotland, Galicia, George, Gujarat, Hausa, Hawaii, Hindi, Hmong, Hungary, Hy Lạp, Hà Lan, Hà Lan (Nam Phi), Hàn, Iceland, Igbo, Ireland, Java, Kannada, Kazakh, Khmer, Kinyarwanda, Klingon, Kurd, Kyrgyz, Latinh, Latvia, Litva, Luxembourg, Lào, Macedonia, Malagasy, Malayalam, Malta, Maori, Marathi, Myanmar, Mã Lai, Mông Cổ, Na Uy, Nepal, Nga, Nhật, Odia (Oriya), Pashto, Pháp, Phát hiện ngôn ngữ, Phần Lan, Punjab, Quốc tế ngữ, Rumani, Samoa, Serbia, Sesotho, Shona, Sindhi, Sinhala, Slovak, Slovenia, Somali, Sunda, Swahili, Séc, Tajik, Tamil, Tatar, Telugu, Thái, Thổ Nhĩ Kỳ, Thụy Điển, Tiếng Indonesia, Tiếng Ý, Trung, Trung (Phồn thể), Turkmen, Tây Ban Nha, Ukraina, Urdu, Uyghur, Uzbek, Việt, Xứ Wales, Yiddish, Yoruba, Zulu, Đan Mạch, Đức, Ả Rập, dịch ngôn ngữ.