Синтез Фишера — Тропша

Синтез Фишера — Тропша

Эта статья или раздел нуждается в переработке.
Пожалуйста, улучшите её в соответствии с правилами написания статей.
Эту статью следует викифицировать.
Пожалуйста, оформите её согласно общим правилам и указаниям.

История

Впервые синтез углеводородов из смеси СО и Н2 был осуществлён в начале XX века: Сабатье и Сандеренсом был синтезирован метан, Е.И.Орловым — этилен. В 1923 году немецкими химиками Фишером и Тропшем, сотрудниками фирмы «Рурхеми», была разработана технология синтеза жидких углеводородов из СО и Н2, который впоследствии был назван их именами. В промышленном масштабе получение углеводородов из синтез-газа было впервые реализовано в Германии в 30-е годы XX века. На основе технологии Фишера-Тропша было налажено производство синтетического бензина (когазин-I, или синтин) с октановым числом 40-55, синтетического высококачественного дизельного топлива (когазин-II) с цетановым числом 75-100 и твёрдого парафина. К 1943 г в мире имелось 15 заводов синтеза Фишера-Тропша (в Германии, США, Китае и Японии) общей мощностью около 1 млн.т углеводородов в год. Они выпускали в основном синтетические моторные топлива и смазочные масла. После войны промышленное производство бензина и дизельного топлива из синтез-газа было практически полностью прекращено. Причиной этого явилось, прежде всего, быстрое освоение нефтяных месторождений на Ближнем Востоке. Однако технологии синтеза моторных топлив, в силу политической изоляции режима апартеида, продолжали развиваться в ЮАР.

Научные основы процесса

Синтез ФТ можно рассматривать как восстановительную олигомеризацию оксида углерода: nCO + (2n+l)H2 ↔ CnH2n+2 + nН2О (600 ккал/м³) При полном превращении синтез-газа максимальный выход жидких углеводородов составляет 208,5 г из 1 м³ смеси СО+2Н2, приведенного к нормальным условиям. Побочными реакциями синтеза углеводородов из СО и Н2 являются:

  • гидрирование оксида углерода до метана: СО — ЗН2 ↔ СН4 + Н2О
  • реакция Белла-Будуара (диспропорционирование СО): 2СО ↔ СО2 + С
  • равновесие водяного газа: СО + Н2О ↔ СО2 + Н2

Образование углеводородов протекает с учетом следующих термодинамических закономерностей:

  1. Возможно образование из СО и H2 углеводородов любой молекулярной массы, вида и строения кроме ацетилена.
  2. Вероятность образования углеводородов уменьшается в ряду: метан > другие алканы > алкены. Вероятность образования нормальных алканов уменьшается, а нормальных алкенов повышается с увеличением длины цепи.
  3. Повышение общего давления в системе способствует образованию более тяжелых продуктов, а увеличение парциального давления водорода в синтез-газе благоприятствует образованию алканов.

Следует, однако, отметить, что реальный состав продуктов синтеза углеводородов из СО и Н2 существенно отличается от равновесного. На распределение продуктов оказывают влияние природа катализатора и условия синтеза.

 
Начальная страница  » 
А Б В Г Д Е Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ы Э Ю Я
A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Home