Kinetics study on cnt-supported RuKCo FTS catalyst in a fixed bed reactor

Authors

  • Mariane Trépanier,

    1. Catalysis & Chemical Reaction Engineering Laboratories, Department of Chemical Engineering, University of Saskatchewan, Saskatoon, SK, Canada S7N 5C5
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  • Christopher A. Dorval Dion,

    1. Department of Chemical and Biotechnological Engineering, Université de Sherbrooke, Sherbrooke, QC, Canada J1K 2R1
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  • Ajay K. Dalai,

    Corresponding author
    1. Catalysis & Chemical Reaction Engineering Laboratories, Department of Chemical Engineering, University of Saskatchewan, Saskatoon, SK, Canada S7N 5C5
    • Catalysis & Chemical Reaction Engineering Laboratories, Department of Chemical Engineering, University of Saskatchewan, Saskatoon, SK, Canada S7N 5C5.
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  • Nicolas Abatzoglou

    1. Department of Chemical and Biotechnological Engineering, Université de Sherbrooke, Sherbrooke, QC, Canada J1K 2R1
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Abstract

The rate of syngas (H2/CO) consumption over a RuKCo/CNT Fischer–Tropsch synthesis (FTS) catalyst was measured in a fixed bed microreactor at 210–225°C, 2–3.5 MPa, H2/CO feed molar ratios of 1–2.5, and gas hourly space velocity (GHSV) range of 2700–3600 h−1. The data have been used to model the kinetics of the FTS reactions within the range of the studied conditions. One empirical power law model and four semi-empirical kinetic models based on Langmuir–Hinshelwood-type equation have been evaluated. The best fitting was obtained with the equation:

equation image

similar to that proposed by Brötz et al. The estimated activation energy (E = 80–85 kJ/mol) is lower than that is reported in the literature. The validity of these results are restricted to fixed beds with the given catalyst in the tested conversion regime.

Abstract

Le taux de consommation de gaz de synthèse (H2/CO) sur un catalyseur de synthèse de Fischer-Tropsch (SFT) RuKCo/CNT a été mesuré dans un microréacteur à lit fixe à 210 à 225°C, 2 à 3,5 MPa, des rapports molaires d'alimentation H2/CO de 1 à 2,5 et une portée de vitesse horaire des gaz de 2700 à 3600 h−1. Les données ont été utilisées pour modeler la cinétique des réactions de la SFT au sein de la portée des conditions étudiées. Un modèle de loi exponentielle empirique et quatre modèles cinétiques semi-empiriques fondés sur une équation de type Langmuir-Hinshelwood ont été évalués. Ce qui correspondait le mieux était obtenu avec l'équation suivante:

equation image

semblable à celle proposée par Brötz et coll. L'énergie d'activation estimée (E = 80–85 KJ/mol) est inférieure à celle rapportée par la littérature. Ces résultats sont associés aux propriétés physiques et chimiques uniques des supports de nanotubes de carbone qui réduisent l'énergie d'activation du catalyseur.

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