chemicallytechFine Chemical TechnologiesТонкие химические технологии2410-65932686-7575MIREA – Russian Technological University (RTU MIREA).10.32362/2410-6593-2016-11-6-28-35chemicallytech-56Research ArticleTHEORETICAL BASIS OF CHEMICAL TECHNOLOGYТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ХИМИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИKINETIC MODEL FOR FISCHER-TROPSCH SYNTHESIS OVER NANOPARTICLES IRON CATALYSTS WITH POLYMER MATRIX IN A SLURRY REACTORКИНЕТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ СИНТЕЗА ФИШЕРА-ТРОПША В ПРИСУТСТВИИ КАТАЛИЗАТОРОВ С НАНОЧАСТИЦАМИ ЖЕЛЕЗА НА ПОЛИМЕРНЫХ МАТРИЦАХ В СЛАРРИ-РЕАКТОРЕАль ХазраджиА. Х.Al-KhazrajiA. H.

аспирант

Москва, 119571 Россия

Ирак

Moscow, 119571 Russia

ahnhkm@yahoo.comКрыловА. В.KrylovA. V.

доцент

Москва, 119571 Россия

Moscow, 119571 Russia

noemail@neicon.ruКуликоваМ. В.KulikovaM. V.

заведующий сектором

 

Moscow, 119991 Russia

noemail@neicon.ruФлидВ. Р.FlidV. R.

заведующий кафедрой

 

Moscow, 119571 Russia

noemail@neicon.ruТкаченкоО. Ю.TkachenkoO. Yu.

доцент

Москва, 119571 Россия

Moscow, 119571 Russia

noemail@neicon.ruМосковский технологический университет (Институт тонких химических технологий), Дияла университет, ИракРоссияMoscow Technological University (Institute of Fine Chemical Technologies), University of Diyala, IraqRussian FederationМосковский технологический университет (Институт тонких химических технологий)РоссияMoscow Technological University (Institute of Fine Chemical Technologies)Russian FederationИнститут нефтехимического синтеза им. А.В. Топчева РАНРоссияA.V.Topchiev Institute of Petrochemical Synthesis, RAS (TIPS RAS)Russian Federation2016281220161162835Copyright © Al-Khazraji A.H., Krylov A.V., Kulikova M.V., Flid V.R., Tkachenko O.Y., 20162016Аль Хазраджи А.Х., Крылов А.В., Куликова М.В., Флид В.Р., Ткаченко О.Ю.Al-Khazraji A.H., Krylov A.V., Kulikova M.V., Flid V.R., Tkachenko O.Y.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.finechem-mirea.ru/jour/article/view/56

Influence of additives of synthetic polymers of various natures on reactionary ability of the nanostructured iron catalysts in the three-component Fe-paraffin-polymer system in Fischer-Tropsch (FTS) in the slurry reactor was studied. The polymers used: polyacrylonitrile (PAN), polyvinyl alcohol (PVA), polystyrene, cross-linked with divinylbenzene (PS-DVB), polyamide-6 (PA). The catalysts obtained by droplet thermolysis is influenced by, the nature of the stabilizing polymer. Besides the conversion of the synthesis gas depends on the contact time and is between 10 to 80%. The highest rate of FTS is observed in the Fe-paraffin-PAN. The conditions of synthesis in Fe-paraffin-polymer systems produced a wide range of saturated and unsaturated compounds. It is found that the nature of the stabilizing polymer also affects the olefin /paraffin ratio. Based on experimental data the analysis of kinetic models for the flow of CO is carried out, a kinetic and thermodynamic characteristics of the process was obtained. The relationship between the values of the activation energies and the nature of the stabilizer was established.

Исследовано влияние добавок синтетических полимеров различной природы на реакционную способность наноструктурированных железных катализаторов в трехкомпонентной системе Fe-парафин-полимер в синтезах Фишера-Тропша (FTS) в сларри-реакторе. В качестве полимеров использовали: полиакрилонитрил (ПАН), поливиниловый спирт (ПВС), полистирол, сшитый с дивинилбензолом (ПС-ДВБ), полиамид 6 (ПА). На реакционную способность катализаторов, полученных методом капельного термолиза, влияет природа стабилизирующего полимера. Помимо этого, конверсия синтез-газа зависит от времени контакта и составляет от 10 до 80%. Наибольшая скорость FTS наблюдается в системе Fe-парафин-ПАН. В условиях синтеза в системах Fe-парафин-полимер образуется широкий спектр предельных и непредельных соединений. Установлено, что природа стабилизирующего полимера влияет также на соотношение олефин/парафин. На основании экспериментальных данных проведен анализ кинетических моделей для расхода СО, получены кинетические и термодинамические характеристики процесса. Установлена связь между значениями энергий активации и природой стабилизатора.

наноструктурированные железные катализаторыполимерыкинетика реакцииcинтез Фишера-Тропшаreaction kineticsFischer-Tropsch synthesisnanocomposite iron catalystspolymersReferencesPirola C., Fronzo A., Galli F., Bianchi C., Comazzi A., Manenti F. // Chem. Eng. Trans. 2014. V. 37. P. 595-600.Pirola C., Fronzo A., Galli F., Bianchi C., Comazzi A., Manenti F. Chem. Eng. Trans. 2014. V. 37. P. 595–600.Zimmerman W., Bukur D. // Canadian J. Chem. Eng. 1990. V. 68. P. 292-301.Zimmerman W., Bukur D. Canadian J. Chem. Eng. 1990. V. 68. P. 292–301.Khodakov A., Chu W., Fongarland P. // Chem. Rev. 2007.V. 107. P. 1692-1744.Khodakov A., Chu W., Fongarland P. Chem. Rev. 2007.V. 107. P. 1692–1744.Ledakowicz S., Nettelhoff L., Kokuun R., Deckwer W. // Ind. Eng. Chem. Process Des. Dev. 1985. V. 24. P. 1043-1049.Ledakowicz S., Nettelhoff L., Kokuun R., Deckwer W. Ind. Eng. Chem. Process Des. Dev. 1985. V. 24. P. 1043–1049.Yurkov G., Kozinkin A., Koksharov Y., Fionov A., Taratanov N., Vlasenko V., Pirog I., Shishilov O., Popkov O. // Composites. Part B. 2012. V. 43. P. 3192-3197.Yurkov G., Kozinkin A., Koksharov Y., Fionov A., Taratanov N., Vlasenko V., Pirog I., Shishilov O., Popkov O. Composites. Part B. 2012. V. 43. P. 3192–3197.Ushakov N., Yurkov G., Gorobinskii L., Popkov O., Kosobudskii I. // Acta Materialia. 2008. V. 56. P. 2336-2343.Ushakov N., Yurkov G., Gorobinskii L., Popkov O., Kosobudskii I. Acta Materialia. 2008. V. 56. P. 2336–2343.Куликова М., Аль Хазраджи А., Дементьева О., Иванцов М., Флид В., Хаджиев С. // Нефтехимия. 2015. Т. 55. С. 391-395.Kulikova M., Al-Khazraji A., Dementyeva O., Ivantsov M., Flid V., Khadzhiev S. Neftekhimiya (Petrochemistry). 2015. V. 55. P. 391–395. (in Russ.).Al-Khazraji A., Tsvetkov V., Dementyeva O., Kulikova M., Flid V., Khadzhiev S. // Catalysis, Balancing the use of Fossil and Renewable Resources. Kazan (Russia), 30 August - 4 September 2015. P. 1373-1374.Al-Khazraji A., Tsvetkov V., Dementyeva O., Kulikova M., Flid V., Khadzhiev S. / Catalysis, Balancing the use of Fossil and Renewable Resources. Kazan (Russia), 30 August – 4 September 2015. P. 1373–1374.Guala A., Godard C., Castillon S., Curulla-Ferred D., Claver C. // Catalysis Today. 2012. V. 183. P. 154-171.Guala A., Godard C., Castillon S., CurullaFerred D., Claver C. Catalysis Today. 2012. V. 183. P. 154–171.Mukenz Th. Graphical methods for the representation of the Fischer-Tropsch reaction: Towards understanding the mixed iron-cobalt catalyst systems: thesis PhD. Johannesburg, 2010.Mukenz Th. Graphical methods for the representation of the Fischer-Tropsch reaction: Towards understanding the mixed iron-cobalt catalyst systems: thesis PhD. Johannesburg, 2010.Pour A., Housaindokht M., Tayyari S., Zarkesh J. // J. Natural Gas Chem. 2010. V.19. P. 362-368.Pour A., Housaindokht M., Tayyari S., Zarkesh J. J. Natural Gas Chem. 2010. V.19. P. 362–368.Семчиков Ю.Д. Высокомолекулярные соединения: учеб. для вузов. 2-е изд., стер. М.: Изд. центр «Академия», 2005. 368 с.Semchikov Yu.D. Macromolecular compounds. Moscow: “Akademiya” Publ. Center, 2005. 368 p. (in Russ.)Просанов И.Ю. // Физика твердого тела. 2011. Т. 53. Вып. 4. С. 824-827.Prosanov I.Yu. Fizika tverdogo tela (Solid State Physics). 2011. V. 53. Is. 4. P. 824–827. (in Russ.).Mirzaei A., Arsalanfar M., Ebrahimzadeh F., Atashi H., Moghaddam S. // Phys.Chem. Res. 2013. V. 1. P. 69-80.Mirzaei A., Arsalanfar M., Ebrahimzadeh F., Atashi H., Moghaddam S. Phys. Chem. Res. 2013. V. 1. P. 69–80.Nakgul A., Narataruksa Ph., Tungkamani S., Phongaksorn M. // Catalyst. 2012. V. 43. P. 87-92.Nakgul A., Narataruksa Ph., Tungkamani S., Phongaksorn M. Catalyst. 2012. V. 43. P. 87–92.Ojeda M., Nabar R., NilekarA., Ishikawa A., Mavrikakis M., Iglesia E. // J. Catalysis. 2010. V. 272. P. 287-297.Ojeda M., Nabar R., Nilekar A., Ishikawa A., Mavrikakis M., Iglesia E. J. Catalysis. 2010. V. 272. P. 287–297.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.