Диссертация (1091222), страница 26
Текст из файла (страница 26)
В диапазоне объёмныхскоростей синтез газа 1000–4000 ч-1 погрешность расчёта конверсии СО и производительностипо жидким углеводородам не превышает 20 и 10 % соответственно. Данная математическаямодель может быть пригодна для проектирования промышленных реакторов с оптимальным147аспектным соотношением. Совместное применение экспериментального и математическогомоделирования показало, что, помимо природы компонентов катализатора серьёзное влияние напроизводительность и селективность работы реактора Фишера–Тропша оказывает организацияэффективного тепломассобмена как в грануле катализатора, так и в катализаторном слое в целом.На это влияют как собственный высокий коэффициент теплопроводности и пористая структурагранул катализатора, так и оптимальное соотношение длина/диаметр реактора.1485.Выводы1) Исследование катализаторов с Al, Cu, Zn, SiC и скелетным кобальтом в качестветеплопроводящих компонентов композитных кобальтовых катализаторов показало, что свойстваносителя оказывают определяющее влияние на физико-химические свойства, а также на составкобальтсодержащих фаз получаемого катализатора;2) Катализатор с чешуйчатым алюминием в качестве теплопроводящего компонента посовокупностифизико-химическихикаталитическихсвойств наиболее пригоден длямасштабирования процесса Фишера–Тропша;3) Разработана методика получения скелетного кобальта.
Полученный материал не уступает повеличине удельной поверхности и активности в катализе мировым аналогам;4) Путём сравнительного анализа данных математического моделирования с результатамифизического моделирования в реакторах с различными геометрическими параметрами показано, чтопримененная в работе математическая модель адекватно описывает работу реакторов различныхразмеров в диапазоне объёмных скоростей синтез-газа от 2000 до 4000 ч-1 и может быть использованапри масштабировании установок получения синтетических жидких углеводородов.149Список условных обозначенийdp — диаметр поры, Å;ρ — кажущаяся плотность, г/см3;Vp — удельный объём пор, см3/г;Sуд (БЭТ) — удельная поверхность, полученная в результате измерений методом БЭТ, м2/г;ε — пористость образца;ω — массовая доля металла, масс.
%;κ — коэффициент температуропроводности образца, мм2/с;Cp — изобарная теплоёмкость образца, Дж/(моль·К)λ — коэффициент теплопроводности образца, Вт/(м·К);K(CO) — конверсия CO, %;П(С5+) — производительность по углеводородам С5+, кг/(м3·ч);C(С5+) — селективность образования углеводородов С5+, %;C(CH4) — селективность образования метана, %;В(С2–С4) — выход углеводородов С2–С4, г/см3;В(С5+) — выход CO2, г/см3.150Список литературы1.Фальбе, Ю.М. Химические вещества из угля / Ю.М. Фальбе. Пер. с нем.
/ Под ред.Калечица И.В. — М.: Химия. 1980. — 616 с.2.Steynberg, A.P. Fisher–Tropsch Technology / A.P. Steynberg, M.E. Dry // Elsevier Science &Technology. 2004. — 722 p.3.Maitlis, P.M. Greener Fischer–Tropsch process for fuels and feedstocks / P.M. Maitlis,A. de Klerk // Wiley-VCH Verlag GmbH & Co, KGaA. 2013. — 372 p.4.Кайм, В. Катализ в С1-химии / В. Кайм. Пер. с англ.
/ Под редакцией Моисеева И.И. — Л.:Химия. 1987. — 296 с.5.Хасин, А.А. Новые подходы к организации процесса синтеза Фишера–Тропша.Использование реакторов с каталитически активными мембранами / А.А. Хасин // ЖурналРоссийского химического общества им. Д.И. Менделеева.
— 2003. — Т. XLVII. — № 6. — С. 36–47.6.Shi, B. Fischer–Tropsch synthesis: The formation of branched hydrocarbons in the Fe and Cocatalyzed reaction / B. Shi, R.A. Keogh, B.H. Davis // Journal of Molecular Catalysis A: Chemical.— 2005. — Vol. 234. — Iss. 1–2. — P. 85–97.7.Dry, M.E. Heats of chemisorption on promoted iron surfaces and the role of alkali in Fischer–Tropsch synthesis / M.E.
Dry, T. Shingles, L.J. Boshoff, G.J. Oosthuizen // Journal of Catalysis. — 1969.— Vol. 15. — Iss. 2. — P. 190–199.8.McVicker, G.B. The preparation, characterization, and use of supported potassium-Group VIIImetal complexes as catalysts for CO hydrogenation / G.B. McVicker, M.A. Vannice // Journal ofCatalysis. — 1980. — Vol. 63. — Iss.1. — P. 25–34.9.Curtis, C.W. Spillover in heterogeneous catalysis / C.W. Curtis, J.L. Falconer // ChemicalReview. — 1995.
— Vol. 95. — Iss. 3. — P. 759–788.10.Masel, R.I. Principles of Adsorption and Reaction on Solid Surfaces / R.I. Masel. — New York:John Wiley & Sons. 1996. — 818 p.11.Vannice, M.A. The catalytic synthesis of hydrocarbons from H2/CO mixtures over the group VIIImetals: II. The kinetics of the methanation reaction over supported metals / M.A. Vannice // Journal ofCatalysis. — 1975. — Vol.
37. — Iss.3. — P. 462–473.12.Сокольский, Д.В. Катализ и методы изучения катализаторов / Д.В. Сокольский. — Алма-Ата: Наука. 1967. — 160 с.13.Шопов, Д. Химическая связь при адсорбции и катализе: Металлы / Д. Шопов, А. Андреев.— София: изд-во Болг. АН. 1975. — 218 с.14.Лапидус, А.Л. О механизме образования жидких углеводородов из СО и Н2 накобальтовых катализаторах / А.Л. Лапидус, А.Ю. Крылова // Российский химический журнал.— 2000.
— Т. XLIV. — № 1. — С. 43–55.15115.Крылов, О.В. Промежуточные соединения и механизмы гетерогенных каталитическихреакций. Реакции с участием водорода и монооксидов углерода и азота / О.В. Крылов,В.А. Матышак // Успехи химии. — 1995. — Т. 64. — С. 61–86.16.Lee, V.H. Multiple reaction states in CO hydrogenation on alumina-supported cobalt catalysts /V.H. Lee, C.H. Bartholomew // Journal of Catalysis. — 1989. — Vol. 120. — Iss. 1.
— P. 256–271.17.Lapidus, A. Hydrocarbon synthesis from carbon monoxide and hydrogen on impregnated cobalt catalystsII: Activity of 10% Co/Al2O3 and 10% Co/SiO2 catalysts in Fischer–Tropsch synthesis / A. Lapidus, A. Krylova,J.Rathovsky, A. Zukal, M. Janchalkova // Applied Catalysis A: General. — 1992.
— Vol. 80. — Iss. 1. — P. 1–11.18.Лапидус, А.Л. Синтез углеводородов из СО и Н2 в присутствии Со-катализаторов,содержащих высококремнеземные цеолиты / А.Л. Лапидус, А.Ю. Крылова, Н.Э. Вариванчик,В.М. Капустин, Х.Ч. Ием // Нефтехимия. — 1985. — Т. 25. — С. 640–644.19.van der Laan, G.P.
Kinetics and selectivity of the Fischer–Tropsch Synthesis: a literature review /G.P. van der Laan, A.A.C.M. Beenackers // Catalysis Review: Science and Engineering. — 1999.— Vol. 41. — Iss. 3–4. — P. 255–318.20.Лапидус, А.Л. Каталитический синтез изоалканов и ароматических углеводородов из СОи Н2 / А.Л. Лапидус, А.Ю. Крылова // Успехи химии. — 1998. — Т.
67. — С. 1032–1043.21.Ojeda, M. CO activation pathways and the mechanism of Fischer–Tropsch synthesis / M. Ojeda,R. Nabar, A.U. Nilekar, A. Ishikawa, M. Mavrikakis, E. Iglesia // Journal of Catalysis. — 2010.— Vol. 272. — Iss. 2. — P. 287–297.22.Sage, V. Use of probe molecules for Fischer–Tropsch mechanistic investigations: A shortreview / V. Sage, N. Burke // Catalysis Today. — 2011. — Vol. 178. — Iss. 1. — P.
137–141.23.Fontenelle Jr., A.B. Comprehensive Polymerization Model for Fischer–Tropsch Synthesis /A.B. Fontenelle Jr., F.A.N. Fernandes // Chemical Engineering Technology. — 2011. — Vol. 34.— No. 6. — P. 963–971.24.Kuipers, E.W. Chain length dependence of α-olefin readsorption in Fischer–Tropsch synthesis /E.W. Kuipers, I.H. Vinkenburg, H. Oosterbeek // Journal of Catalysis. — 1995. — Vol. 152. — Iss. 1.— P.
137–146.25.Hall, W.K. Mechanism studies of the Fischer–Tropsch synthesis: the incorporation of radioactiveethylene, propionaldehyde and propanol / W.K. Hall, R.J. Kokes, P.H. Emmett // Journal ofthe American Chemical Society. — 1960. — Vol. 82. — No. 5. — P. 1027–1037.26.Hall, W.K. Mechanism studies of the Fischer–Tropsch synthesis. The addition of radioactivemethanol, carbon dioxide and gaseous formaldehyde / W.K.
Hall, R.J. Kokes, P.H. Emmett // Journal ofthe American Chemical Society. — 1957. — Vol. 79. — No. 12. — P. 2983–2989.27.Iglesia, E. Transport-enhanced α-olefin readsorption pathways in Ru-catalyzed hydrocarbon synthesis /E. Iglesia, S.C. Reyer, R.J. Madon // Journal of Catalysis. — 1991. — Vol. 129.
— Iss. 1. — P. 238–256.15228.Madon, R.J. The importance of olefin readsorption and H2/CO reactant ratio for hydrocarbonchain growth on ruthenium catalysts / R.J. Madon, E. Iglesia // Journal of Catalysis. — 1993.— Vol. 139. — Iss. 2. — P. 576–590.29.Tao, L.-M. Fischer–Tropsch synthesis:14C tracer study of alkene incorporation / L.-M. Tao,H.A. Dabbagh, B.H. Davis // Energy & Fuels. — 1990. — Vol. 4. — P. 94–99.30.Синева, Л.В.
Роль цеолита в синтезе Фишера–Тропша на кобальт-цеолитныхкатализаторах / Л.В. Синева, Е.Ю. Асалиева, В.З. Мордкович // Успехи химии. — 2015. — Т. 84.— В. 11. — С. 1176–1189.31.Хенрици–Оливэ, Г. Химия каталитического гидрирования СО / Г. Хенрици–Оливэ,С. Оливэ. — М.: Мир. 1987. — 248 с.32.Allenger, V.M. Simultaneous polymerization and oligomerization of acetylene on alumina andfluoridated alumina catalysts / V.M. Allenger, D.D. McLean, V. Ternan // Journal of Catalysis. — 1991.— Vol.
131. — № 2. — P. 305–318.33.Jacobs, P.A. Selective synthesis of hydrocarbons via heterogeneous Fischer–Tropsch chemistry /P.A. Jacobs, D. van Wouwe // Journal of Molecular Catalysis. — 1982. — Vol. 17. — P. 145–160.34.Елисеев, О.Л. Технологии «газ в жидкость» / О.Л. Елисеев // Журнал Российскогохимического общества им. Д.И. Менделеева. — 2008. — Т.
LII. — № 6. — С. 53–62.35.Davis, B.H. Fischer–Tropsch synthesis: overview of reactor development and futurepotentialities / B.H. Davis // Topics in Catalysis. — 2005. — Vol. 32. — P. 143–168.36.Jager, B. Yield correlations between crude assay distillation and high temperature simulateddistillation (HTSD) / B. Jager // AIChe National Spring Meeting. — march 1997, Houston TX, USA.37.Веб-сайткомпании«SASOL».URL:http://www.sasol.com/media-centre/media-releases/sasol-gtl-reactors-shipped-oryx-gtl-qatar (дата обращения 17.01.2015).38.Dry, M.E. Practical and theoretical aspects of the catalytic Fischer–Tropsch process / M.E. Dry //Applied Catalysis A: General.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
