ів полімеризації.
Таким чином, оксидна фаза каталізаторів синтезу ФТ відіграє визначальну роль в утворенні рідких вуглеводнів, і для створення ефективних каталізаторів цього процесу необхідно особливу увагу приділяти підбору носія та проведення попередньої термообробки каталізатора. Впливаючи на активну частину каталізатора шляхом попередньої термообробки, що приводить до посилення взаємодії активної фази з носієм, або вводячи до складу каталізатора модифікуючі оксидні добавки, можна підсилити полімеризацій властивості каталізатора і, отже, збільшити селективність реакції відносно утворення рідких вуглеводнів.
Промотори за принципом дії поділяються на дві групи - структурні та енергетичні.
В якості структурних промоторів використовуються важко відновлювані оксиди важких металів, наприклад Аl 2 О 3, ThO 2, MgO і СаО. Вони сприяють утворенню розвиненою поверхні каталізатора і перешкоджають рекристалізації каталітично активної фази. Подібну функцію виконують і носії - кизельгур, доломіт, діоксид кремнію (у формі свіжоосадженого гелю гідроксиду або силікату калію).
Енергетичні промотори, які також називають хімічними, електронними або активирующими добавками, згідно електронному механізму реакції, збільшують її швидкість і впливають на селективність. В якості енергетичних промоторів можуть діяти також хімічно активні структурні промотори. Енергетичні промотори (особливо лугу) значно впливають і на текстуру каталізатора (поверхню, розподіл пор).
В якості енергетичних промоторів для залізних каталізаторів (незалежно від способу отримання) найчастіше використовують карбонати лужних металів. Залізним катализаторам, одержуваним різними способами, відповідає неоднакова оптимальна концентрація лужної добавки. Обложені каталізатори не повинні містити більше 1% К 2 СО 3 (у розрахунку на Fe); для певних обложених каталізаторів оптимум становить 0,2% К 2 СО 3 (відхилення в 0,1% помітно впливає на активність і селективність). Для плавлених каталізаторів вказана оптимальна концентрація? 0,5% До 2 О.
до промотор, що обумовлює і структурний, і енергетичний вплив, можна віднести мідь. Мідь полегшує відновлення заліза, причому цей процес в залежності від кількості міді може протікати при температурі, нижчій (аж до 150 ° С), ніж без добавки. Далі ця добавка при сушінні гідроксиду заліза (II і III) сприяє окисленню його до Fe 2 O 3. Мідь сприяє утворенню сполук заліза з вуглецем і разом з лугом прискорює відновлення заліза, освіта карбіду і вуглецю. На селективність ФТ-синтезу мідь не впливає [1].
3. Фактори, що впливають на процес
.1 Якість сировини
Вихід і склад продуктів ФТ-синтезу в значній мірі залежить від співвідношення СО: Н 2 у вихідному синтез-газі. Це співвідношення в свою чергу суттєво залежить від застосовуваного способу отримання синтез-газу. В даний час існують три основні промислові методу отримання останнього.
. Газифікація вугілля. Процес заснований на взаємодії вугілля з водяною парою:
Ця реакція є ендотермічний, рівновага зсувається вправо при температурах 900? 1000? С. Розроблено технологічні процеси, що використовують парокислородное дуття, при якому поряд зі згаданою реакцією протікає екзотермічна реакція згоряння вугілля, що забезпечує потрібний тепловий баланс:
. Конверсія метану. Реакція взаємодії метану з водяною парою проводиться у присутності нікелевих каталізаторів (Ni/Al 2 O 3) при підвищених температурах (800? 900? С) і тиску:
В якості сировини замість метану може бути використано будь вуглеводневу сировину.
. Парціальний окислення вуглеводнів. Процес полягає в неповному термічному окисленні вуглеводнів при температурах вище 1 300? С:
Спосіб також застосуємо до будь-якого вуглеводневої сировини.
При газифікації вугілля і парціальному окисленні співвідношення СО: Н 2 близько до 1: 1, тоді як при конверсії метану воно складає 1: 3 [2].
В цілому, можна відзначити наступні закономірності [1,4,5]:
у разі вихідної суміші, збагаченої воднем, виходять переважно парафіни, причому термодинамічна ймовірність їх утворення зменшується в ряду метан gt; низькомолекулярні н-алкани gt; високомолекулярні н-алкани;
синтез-газ з високим вмістом оксиду вуглецю веде до утворення олефінів та альдегідів, а також сприяє відкладенню вуглецю. Ймовірність утворення алкенів зменшується в ряду високомолекулярні н-олефіни gt; низькомолекулярні н-олефіни.
