Fischer-tropsch synthesis in a stirred tank slurry reactorndashreaction rates

Authors

  • Dragomir B. Bukur,

    Corresponding author
    1. Kinetics, Catalysis and Reaction Engineering Laboratory, Department of Chemical Engineering, Texas A & M University, College Station, Texas 77843, U.S.A.
    • Kinetics, Catalysis and Reaction Engineering Laboratory, Department of Chemical Engineering, Texas A & M University, College Station, Texas 77843, U.S.A
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  • Russell F. Brown

    1. Kinetics, Catalysis and Reaction Engineering Laboratory, Department of Chemical Engineering, Texas A & M University, College Station, Texas 77843, U.S.A.
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Abstract

The effect of process variables (temperature, pressure, space velocity, and H2/CO feed ratio) on the Fischer-Tropsch synthesis on a promoted fused iron catalyst was studied in a slurry phase stirred tank reactor (STR). Operating conditions were chosen such that some of the data could be compared with previously reported results, but experiments were also performed at more extreme conditions (temperatures up to 280°C and pressures up to 2.86 MPa) than previously studied in a slurry phase STR. The catalyst activity compares well with previous studies at an H2/CO feed ratio of 1.0 and 1.8, but the activity is lower than previously reported values in the 0.64-0.72 range of H2/CO feed ratios. Spacetime-yield increases with pressure, and reactor productivity is best increased by increasing pressure at a constant pressure to space velocity ratio. The water-gas-shift reaction is near equilibrium at high conversions, and always proceeds at a slower rate than the Fischer-Tropsch synthesis in a STR.

Abstract

On a étudié l'effet des variables (température, pression, vitesse spatiale et rapport d'alimentation H2/CO sur la synthèse Fischer-Tropsch sur un catalyseur au fer fondu activé, dans un réacteur à suspension agité (STR). Les conditions de fonctionnement ont été choisies pour que certaines données puissent ètre comparées à des résultats existants, mais des expériences ont également été menées dans des conditions plus extrêmes (températures supérieures à 280°C et pressions supérieures à 2,86 MPa) que celles des dernières études sur un réacteur à suspension. L'activité du catalyseur se compare bien aux études antérieures pour un rapport d'alimentation de H2/CO de 1,0 à 1,8, mais l'activité est inférieure aux valeurs de la litérature pour des rapports d'alimentation H2/CO compris entre 0,64 et 0,72. Le rendement par unité de temps de séjour augmente avec la pression, et la productivité du réacteur est mieux augmentée en augmentant la pression, le rapport pression sur débit étant gardé constant. La réaction de la conversion du gaz à l'eau se situe près de l'équilibre pour des conversions élevées, et a toujours lieu à une vitesse inférieure de celle de la synthèse de Fischer-Tropsch dans un STR.

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