Синтез Фишера-Тропша

Оглавление

Введение

1.  ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

 1.1 Общие сведения о процессе

 1.2 Механизм процесса

     1.2.1 Основные стадии механизма процесса

     1.2.2 Образование активных частиц

     1.2.3 Стадии роста цепи

     1.2.4 Обрыв цепи

1.3 Кинетика реакций синтеза Фишера-Тропша

1. Объект и методы исследования
2. Экспериментальная часть

1. Анализ экспериментальных данных
2. Применение распределения Шульца-Флори

Заключение

Список используемых источников

ВВЕДЕНИЕ

  В связи с тем, что с каждым годом запасы углеводородного сырья уменьшаются с высокой скоростью, человечеством разрабатываются технологии, позволяющие получить на основе нефти её аналоги и продукты. Синтез Фишера-Тропша является достаточно перспективным в этом направлении, так как в результате данного процесса возможно получение углеводородов различного состава из двух реагентов: СО и Н2. При изменении условий и катализатора мы можем получать востребованные во многих областях промышленности синтетические углеводороды. В этом и заключается актуальность данного синтеза.

          Производительность и селективность являются основными показателями эффективности процесса. Существуют два подхода по увеличению данных показателей в синтезе Фишера-Тропша. Технологический подход основан на выборе технологического оформления, включающего в себя тип реактора, способ организации технологических потоков, и режима протекающего процесса (состав исходного газа, давление, температура и т.д), обеспечивающие увеличение производительности и выхода желаемой фракции углеводородов Каталитический подход заключается в разработке катализаторов, позволяющих увеличивать вероятность получения максимального выхода необходимой нам фракции.

            Синтез Фишера-Тропша – актуальный в наше время процесс переработки разнообразного углеродсодержащего сырья с целью получения углеводородных продуктов.

1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1. Общие сведения о процессе

       Синтез Фишера-Тропша – это практически значимый процесс, включающий в себя реакцию в присутствии катализатора между монооксидом углерода (СО) и водородом (Н2), в результате которой на выходе получают углеводороды различного состава в жидкой форме. В основном реакция катализируется кобольтом или железом. Весьма существенен является факт, что для реализации процесса возможно использование любого органического сырья (прирoдный и пoпутный нефтянoй газ, угoль, тoрф, биoмасса и т.д). Назначение процесса – получение углеводородов с целью их дальнейшего использования в виде синтетических смазочных масел и горючего.

     Синтез углеводородов из СО и Н2 – полимеризационный гетерогенно-каталитический процесс, протекающий в присутствии металлов VIII группы (преимущественно Co и Fe) и с огромным выделением тепла. Катализаторы данной реакции определяют спoсoб пoлучения и сoстав синтез-гaзa, кoличествo и сoстaв цeлeвых прoдуктoв, нeoбхoдимocть и спoсoб их oблaгoрaживaния, спoсoб вывeдeния кислoрoдa и дaже утилизaции вoды и диoксида углерoда при атмосферном и высоких давлениях в интервале температур 160–350 °C .

     Конверсия природного газа может протекать в присутствии кислорода (чистого или в составе воздуха), воды или диоксида углерода. Эти реакции описываются данными схемами превращений [1]:

CH4 +  O2 ↔ CO + 2H2  (1);[pic 1]

CH4 + H2O ↔ CO + 3H2  (2);

CH4 + CO2 ↔ 2CO + 2H2  (3).

      Уравнение (1) описывает парциальное окисление метана, где мольное отношение СО к Н2 равно 1:2, которое осуществляется при температурах выше 1300°С. Паровая конверсия (уравнение 2) позволяет получать синтез-газ, более обогащенный водородом (СО:Н2 = 1:3) при 900-1000°С, а при углекислотной конверсии образуется синтез-газ с эквимолярным соотношением компонентов (уравнение 3).

      Синтез-газ, полученный в результате паровой конверсии (уравнение 2) содержит больше H2 , чем это необходимо по стехиометрии реакции Фишера-Тропша и, следовательно, нуждается в корректировки состава («кондиционировании»).