Вторичные реакции этилена в синтезе Фишера–Тропша на Co/SiO2*Co(II)-, Co/SiO2*V(V)-и Co/SiO2*Zr(IV)-катализаторах

Abstract

На основании количественного анализа молекулярно-массового распределения продуктов синтеза Фише-ра–Тропша сделан вывод о том, что в условиях опытов возможны две вторичные реакции этилена: димеризация, приводящая к образованию интермедиатов, участвующих в росте цепи С–С-связей в результате присоединения метиленовых групп, и гидрогенолиз с образованием метильных групп, превращающихся в метан и высшие углеводороды. С увеличением температуры реакции и времени контакта вклад гидрогенолиза в процесс возрастает, а также существенно зависит от состава катализатора и времени его предварительной приработки, поскольку гидрирующая способность катализатора снижается с увеличением времени его пребывания в потоке реакционной смеси. Предложено уравнение, позволяющее в отсутствие гидрогенолиза рассчитывать вероятность роста цепи по концентрациям только С2–С4-углеводородов.

На основі кількісного аналізу молекулярно-масового розподілу продуктів синтезу Фішера–Тропша зроблено висновок про те, що в умовах дослідів можливі дві вторинні реакції етилену: димеризація, що приводить до утворення інтермедіатів, які беруть участь у рості ланцюга С–С-зв'язків внаслідок приєднання метиленових груп, і гідрогеноліз з утворенням метильних груп, що перетворюються у метан і вищі вуглеводні. Із збільшенням температури реакції і часу контакту внесок гідрогенолізу в процес зростає, а також істотно залежить від складу каталізатора і часу його попереднього приробляння, оскільки гідруюча здатність каталізатора знижується зі збільшенням часу його перебування у потоці реакційної суміші. Запропоновано рівняння, що за відсутності гідрогенолізу дає змогу розраховувати імовірність росту ланцюга по концентраціях тільки С2–С4-вуглеводнів.

Based upon the quantities analysis of Anderson-Schulz-Fflory-diagrams the conclusion has been made on the possibility of two secondary reactions of ethylene under conditions of our experiments: dimerisation leading to the formation of intermediates being involved in the propagation of C-C bonds chain by methylene groups incorporated; and hydrogenolysis with methyl groups forming being then converted into methane and C2+-hydrocarbons. The impact of the hydrogenolysis on FT synthesis arises as reaction temperature and contact duration increases and is considerably dependent on the catalyst content and period of its action since the hydrating capacity of the catalyst decreases the longer action in period is. Equation has been proposed allowing (when hydrogenolysis isn't occurring) to calculate a probability of the chain propagation by the concentration of C2 – C4-hydrocarbons only.