توسعه مدل سينتيكي تبديل خوراك در فرآيند تبديل دي اكسيد كربن به سوختهاي مايع توسط كاتاليست آهن هم رسوبي

Kinetic Model of CO2 Conversion to Liquid Fuels by Precipitated Iron Catalyst

در این مقاله مكانیسم هیدروژناسیون دی اكسید كربن به هیدروكربن های سنگین از طریق سنتز فیشر- تروپش توسط كاتالیست آهن، برای توسعه مدل سینتیكی مناسب مورد توجه قرار گرفته است. برای این منظور مدلهای سینتیكی فرآیند هیدروژناسیون دی اكسید كربن به روش لانگمویر- هینشل وود- هاگن – واتسون (LHHW) براساس واكنشهای بنیادی شامل مكانیسم های متداول در سنتز فیشر- تروپش و شیفت آب-گاز، توسعه یافتند. سپس پارامترهای موجود در این مدلهای سینتیكی با توجه به داده های تجربی و آنالیزهای آماری، مناسب سازی گردید. نتایج بدست آمده نشان می دهد كه فرآیند هیدروژناسیون دی اكسید كربن بوسیله واكنش بین گونه های سطحی منوكسید كربن و هیدروژن محدود می شود. نتایج نشان می دهد كه انرژی فعالسازی ظاهری برای مرحله رشد زنجیره هیدروكربنی بیشتر از مقادیر گزارش شده برای سنتز فیشر-تروپش (حدود 100 كیلوژول بر مول) است.این موضوع ممكن است به حضور گونه های حدواسط سطحی شركت كننده در مكانیسم مربوط به واكنش شیفت آب-گاز مربوط باشد.

In this paper, the mechanism of hydrogenation of carbon dioxide to the heavy hydrocarbons through Fischer-Tropsch synthesis iron catalysts is considered for the development of suitable kinetic model. For this purpose, three kinetic models for carbon dioxide hydrogenation are developed using Langmuir-Hinshelwood-Hougen-Watson (LHHW) method based on basic reactions of Fischer-Tropsch Synthesis and water-gas shift reaction. The kinetic parameters in these models are obtained using empirical results. The results show that the reaction of hydrogenation of carbon dioxide is limited by reaction between surface species of adsorbed carbon monoxide and hydrogen. The results show that the activation energy for hydrocarbon growth in CO2 hydrogenation is higher than Fischer-Tropsch synthesis (100 kJ/mol).