تعیین سینتیک ذاتی واکنش فیشر- تروپش بر روی کاتالیست کبالت - رنیوم بر پایه ترکیبی گاما آلومینا- زیرکونیا

نوع مقاله: علمی ترویجی

نویسندگان

1 دانشجو

2 مدیر دپارتمان شیمی کاربردی

چکیده

سینتیک ذاتی فرآیند فیشر- تروپش شامل تبدیل گاز سنتز به هیدروکربن‌های مایع و محصولات میان‌تقطیر با استفاده از کاتالیست Co-Re/Zr-Al2O3 در یک راکتور بستر ثابت به روشTaguchi مطالعه شد. تست‌های راکتوری در محدوده دمای 240-200 فشار 30-15 بار و نسبت H2/CO در محدوده 5/2-1 و میزان WHSV برابر با nL/g Cat.hr 5/1-5/0 انجام شدند. جهت ارائه مدل سینتیکی مناسب مصرف واکنش‌دهنده‌ها، نخست تعدادی مکانیسم‌ که به عنوان مکانیسم‌های محتمل فرآیند فیشر- تروپش در نظر گرفته می‌شوند ارائه شد. با استفاده از روش تخمین مرحله محدود کننده سرعت (RDS) معادله سرعت براساس مدل لانگموئیر-هین شل‌وود استخراج شد. در مورد هر مدل سینتیکی پیشنهادی مقادیر ثابت تعادل و ثابت سرعت استخراج شده‌است و سنجش‌های فیزیکی و تست‌های آماری جهت مقایسه مقادیر مذکور مورد استفاده قرار گرفت و در نهایت مدل‌های سینتیکی قابل قبول استخراج شدند. مقدار انرژی فعال‌سازی با استفاده از رابطه آرنیوس برای کاتالیست Co Re/ZrAl2O3 معادل (kj/mol) 28/184 تعیین شد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

ّFischer-Tropsch synthesis kinetics determination over Co-Ru/Al2O3-Zr Catalysts

نویسندگان [English]

  • Saba Karimi 1
  • Masoumeh Ghalbi Ahangari 1
  • Behnam Hatami 1
  • Ahmad Tavasoli 2
1 University of Tehran
2 University of Tehran
چکیده [English]

Intrinsic kinetics of Fischer-Tropsch process over Co-Re/Zr-Al2O3 catalyst for production of mid-distillates from syngas in a fixed bed reactor is studied. Experimental design based on Tagochi method was performed. The temperature, pressure, H2/Co ratio and feed flow rate were varied from 200-240 oC, 15-30 bars, 1-2.5 and 0.5-1.5 nL/g car.hr, respectively. To present a kinetics model several mechanisms were considered. Using rate determining step method and LHS method rate equation were determined. Rate constants and equilibrium constants were calculated and kinetics model were find out. Rate equation as r = (k_4 K_1 K_2 K_3 P_CO P_H2)/〖(1+ K_1 P_CO)〗^2 ، using Hydrogen assisted CO dissociation mechanism as the best equation is selected and the activation energy using Arrhenius equation is determined as 184.28 kj/mol.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Fischer-Tropsch
  • Cobalt
  • Rehenium
  • kinetic model
[1] R. Nel, A. De Klerk, Fuel Chem. 54 (2009) 118-119.

[2] H. Schulz, App.Catal.A. 186 (1999) 3-12.

[3] A.C. Vosloo. Fuel Proc Tech .71 (2001) 149-155.

[4] M. Röper and H. Loevenich Catalysis in C1 Chemistry,  Reidel Publishing Company, Dordrecht 1983., pp . 41-88.

[5]A. Khadakov, W.Chu , P. Forgarland, Chem.Rev. 107 (2007) 1692-1744.

[6] B.Van der Laan, Catal. Rev. Sci. Eng. 3 (1999) 41.

 [7] R. Madon, E.Iglesia, J. Catal. 139 (1993) 576-590.

[8] E. Iglesia , App.Catal. A.161 (1997) 59-78.

[9] A.Tavasoli .Catalyst composition and its distribution effects on the enhancement of activity, selectivity and suppression of deactivation rate of FTS cobalt atalysts, Ph.D. Thesis, University of Tehran, 2005.

[10] Bhatelia .T,  Ma.W  , Davis.B.H , Jacobs.G and Bukur.D, Chemical Engneering Transaction, 25(2011) 707-712

[11] P.Azadi, G.Brownbridge, I.Kemp, S.Mosbach, J.S. Dennis, M. Kraft, ChemCatChem 2015, 7, 137 – 143

[12]A.Tavasoli, R.Abbaslou, M. Trépanier,A.K.Dalai, App.Catal. A. 345 (2008) 134-142

[13]A. Tavasoli, A. Khodadadi, Y. Mortazavi, K. Sadaghiani, M.G. Ahangari, Fuel Proc Tech 87 (2006) 641–647

[14] V.R.Surisetty, A.K.Dalai, and J.Kozinski, Energy Fuels 24(2010)4130–4137