بررسی سینتیکی نقش ابعاد فاز فعال کاتالیزور بر سرعت تولید محصولات هیدروکربنی در سنتز فیشر-تروپش

عملکرد کاتالیزورهای ناهمگن تحت تاثیر متغیرهایی همچون اندازه، ساختار، ترکیب سطح، پایداری گرمایی و شیمیایی قرار دارد. افزایش بازده فرآیند کاتالیزوری به پدیده بسیار مهم حساسیت ساختاری در عملکرد کاتالیزوها بستگی دارد. حساسیت ساختاری میزانی از وابستگی بین عملکرد یک واکنش کاتالیزوری سطحی و ساختار کاتالیزور شامل ابعاد فاز فعال، نوع و شکل تخلخل پایه و نظایر این می باشد. فرآیند سنتز فیشر- تروپش یکی از واکنش های حساس به ساختار می باشد. روش های متفاوتی برای ارزیابی نقش ابعاد فاز فعال بر روی عملکرد کاتالیزور وجود دارد که شامل روش های کوانتومی، ترمودینامیکی، سینتیکی و غیره می باشد. در این پروژه اثر ساختار و ابعاد ذرات فعال کاتالیزور بر پارامتر های سینتیکی مربوط به سرعت تولید محصولات هیدروکربنی (پارافین ها و اولفین ها) در سنتز فیشر– تروپش مورد بررسی قرار می گیرد. برای این منظور با استفاده از روش های ترمودینامیکی و سینتیکی مناسب، پارامترهای مربوط به مدل های سینتیکی برای تولید محصولات، به ابعاد فاز فعال وابسته گردید. سپس با استفاده از اطلاعات تجربی موجود برای کاتالیزورهای آهن با ابعاد فاز فعال متفاوت، وابستگی مدل های توسعه یافته به ابعاد فاز فعال مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان می دهند که مدل های توسعه یافته، تطابق خوبی با داده های تجربی دارند. فاکتور احتمال رشد زنجیره و تفاوت بین انرژی های فعالسازی انتشار و اختتام با کاهش اندازه ذرات کاتالیزور کاهش می یابد. همچنین با افزایش دما و کاهش اندازه ذرات فاز فعال کاتالیزور تولید هیدروکربن ها به سمت هیدروکربن های با وزن مولکولی پایین تر شیفت پیدا می کند وتولید متان افزایش می یابد.