Influence of carbon on iron in the hydrogenolysis of isopentane

Authors

  • Jacques Monnier,

    1. Department of Chemical Engineering and Institute for Materials Research, McMaster University, Hamilton, Ontario, Canada
    Current affiliation:
    1. CANMET Energy Research Laboratories, Department of Energy, Mines and Resources, Ottawa, Canada K1A 0G1
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  • Georges Dénès,

    1. Department of Chemistry and Institute for Materials Research, McMaster University
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  • Robert B. Anderson

    1. Department of Chemistry and Institute for Materials Research, McMaster University
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Abstract

The influence of carbon on the selectivity and reaction rate of Fe catalysts in the hydrogenolysis of isopentane was studied at 325 and 355°C. Used catalysts, characterized by Mössbauer spectroscopy, contained α-Fe at high feed ratios of H2 to hydrocarbon, and F3C, at low ratios. The formation of bulk iron carbides led to changes in selectivity, less methane and more intermediate hydrocarbons. A power rate expression was obtained for hydrogenolysis at 325°C.

Abstract

L'influence du carbone sur la sélectivité et le taux de réaction de catalyseurs au fer dans l'hydrogénolyse de l'isopentane a été átudiée à 325 et 355°C. Les catalyseurs après réaction sont caracterisés par spectroscopie Mössbauer. Pour des mélanges gazeux riches en hydrogène par rapport a l'hydrocarbone, le catalyseur après usage est Feα alors que Fe3C est obtenu pour les mélanges pauvres en hydrogène. La formation de carbures de fer au sein du catalyseur conduit à un changement de la sélectivité avec formation de moins de méthane et plus d'hydrocarbones de poids moleculaire plus élevé. Une loi thermodynamique exprimant le taux de réaction en fonction d'une loi en puissance des pressions partielles des gaz du mélange est obtenue pour la réaction d'hydrogénolyse à 325°C.

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