КИНЕТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ СИНТЕЗА ФИШЕРА-ТРОПША В ПРИСУТСТВИИ КАТАЛИЗАТОРОВ С НАНОЧАСТИЦАМИ ЖЕЛЕЗА НА ПОЛИМЕРНЫХ МАТРИЦАХ В СЛАРРИ-РЕАКТОРЕ

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 катализаторы, полимеры, кинетика реакции

1. Pirola C., Fronzo A., Galli F., Bianchi C., Comazzi A., Manenti F. // Chem. Eng. Trans. 2014. V. 37. P. 595-600.

2. Zimmerman W., Bukur D. // Canadian J. Chem. Eng. 1990. V. 68. P. 292-301.

3. Khodakov A., Chu W., Fongarland P. // Chem. Rev. 2007.V. 107. P. 1692-1744.

4. Ledakowicz S., Nettelhoff L., Kokuun R., Deckwer W. // Ind. Eng. Chem. Process Des. Dev. 1985. V. 24. P. 1043-1049.

5. 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.

6. Ushakov N., Yurkov G., Gorobinskii L., Popkov O., Kosobudskii I. // Acta Materialia. 2008. V. 56. P. 2336-2343.

7. Куликова М., Аль Хазраджи А., Дементьева О., Иванцов М., Флид В., Хаджиев С. // Нефтехимия. 2015. Т. 55. С. 391-395.

8. 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.

9. Guala A., Godard C., Castillon S., Curulla-Ferred D., Claver C. // Catalysis Today. 2012. V. 183. P. 154-171.

10. Mukenz Th. Graphical methods for the representation of the Fischer-Tropsch reaction: Towards understanding the mixed iron-cobalt catalyst systems: thesis PhD. Johannesburg, 2010.

11. Pour A., Housaindokht M., Tayyari S., Zarkesh J. // J. Natural Gas Chem. 2010. V.19. P. 362-368.

12. Семчиков Ю.Д. Высокомолекулярные соединения: учеб. для вузов. 2-е изд., стер. М.: Изд. центр «Академия», 2005. 368 с.

13. Просанов И.Ю. // Физика твердого тела. 2011. Т. 53. Вып. 4. С. 824-827.

14. Mirzaei A., Arsalanfar M., Ebrahimzadeh F., Atashi H., Moghaddam S. // Phys.Chem. Res. 2013. V. 1. P. 69-80.

15. Nakgul A., Narataruksa Ph., Tungkamani S., Phongaksorn M. // Catalyst. 2012. V. 43. P. 87-92.

16. Ojeda M., Nabar R., NilekarA., Ishikawa A., Mavrikakis M., Iglesia E. // J. Catalysis. 2010. V. 272. P. 287-297.