تعيين سينتيك ذاتي واكنش فيشر- تروپش بر روي كاتاليست كبالت - رنيوم بر پايه تركيبي گاما آلومينا- زيركونيا

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

سينتيك ذاتي فرآيند فيشر- تروپش شامل تبديل گاز سنتز به هيدروكربن‌هاي مايع و محصولات ميان‌تقطير با استفاده از كاتاليست Co-Re/Zr-Al2O3 در يك راكتور بستر ثابت به روشTaguchi مطالعه شد. تست‌هاي راكتوري در محدوده دماي 240-200 فشار 30-15 بار و نسبت H2/CO در محدوده 5/2-1 و ميزان WHSV برابر با nL/g Cat.hr 5/1-5/0 انجام شدند. جهت ارائه مدل سينتيكي مناسب مصرف واكنش‌دهنده‌ها، نخست تعدادي مكانيسم‌ كه به عنوان مكانيسم‌هاي محتمل فرآيند فيشر- تروپش در نظر گرفته مي‌شوند ارائه شد. با استفاده از روش تخمين مرحله محدود كننده سرعت (RDS) معادله سرعت براساس مدل لانگموئير-هين شل‌وود استخراج شد. در مورد هر مدل سينتيكي پيشنهادي مقادير ثابت تعادل و ثابت سرعت استخراج شده‌است و سنجش‌هاي فيزيكي و تست‌هاي آماري جهت مقايسه مقادير مذكور مورد استفاده قرار گرفت و در نهايت مدل‌هاي سينتيكي قابل قبول استخراج شدند. مقدار انرژي فعال‌سازي با استفاده از رابطه آرنيوس براي كاتاليست Co Re/ZrAl2O3 معادل (kj/mol) 28/184 تعيين شد.

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.