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Fischer-Tropsch-Synthase am Katalysatorsystem Mangen-Eisen bei mittleren Synthesedrücken - 1985

Müller, Klaus

Vom Fachberreich 6 Phyzikalische und Angewandte Chemie der Technischen Universität Berlin zur Erlangung des akademischen Grades

Table of Contents 710kb

Section 1
4897kb

1

Einleitung

6

2

Literaturübersicht

12
 

2.1

Stöchiometrie

12

2.2

Technische Syntheseverfahren

14
 

2.2.1

Gasphasensyntheses mit fest angeordnetem oder bewegtem Katalysator

14

2.2.2

Flüssigphaseverfahren

16

2.3

Mechanismus der Kohlenwasserstoffbildung

18
 

2.3.1

Carbid-Mechanismus

19

2.3.2

Enol-Komplex-Mechanismus

20

2.3.3

Insertionsmechanismus

21

2.3.4

Produktbildung über simultan ablaufende Mechanismen

22

2.4

Reaktionskinetik

22
 

2.4.1

Kinetik der Umsetzungsreaktion

24
Section 2
3182kb

2.4.2

Kinetik der Bildungsreaktionen

30

2.5

Thermodynamik

34

2.6

Wahl des Synthesedruckes

36

2.7

Eigenschaften und Aufbau von Mangan-Eisen-Katalysatoren

40

3

Problemstellung

45

4

Experimentelles

47
 

4.1

Syntheseapparaturen

47
 

4.1.1

Gradientenloser Festbettreaktor

51
Section 3
2729kb

4.1.2

Integral betriebener Festbettreaktor

54

4.1.3

Flüssigphasereaktor

55

4.2

Katalysatorherstellung

56

4.3

Aktivierung und Synthese

59

4.4

Analytik

 

4.4.1

Analyse des Synthesegases und fer gasförmigen Produkte

63

4.4.2

Analyse der kondensierten organischen Produktphase

64

4.4.3

Analyse der kondensierten wäßrigen Produktphase

68

5

Auswertung

71
 

5.1

Umsätze und Kontraktion

71

5.2

Ausbeuten un Selektivitäten

72

5.3

Umsetzungsgeschwindigkeiten

73
Section 4
3785kb

6

Ergebnisse und Diskussion

75
 

6.1

Syntheseverhalten des Mangan-Eisen-Katalysators bei unterschiedlichen Synthesedrücken

75
 

6.1.1

Ergebnisse der Messungen am gradientenlosen Festbettreaktor

75

6.1.2

Ergebnisse der Messungen am Flüssigphaserreaktor

80

6.2

Einfluß der Reaktionsprodukte Wasser und Kohldioxide auf die Aktivität des Mangan-Eisen-Katalysators 87

87

6.3

Kinetik der Fischer-Tropsch-Synthese bei Anwendung des Mangan-Eisen-Katalysators

94
 

6.3.1

Untersuchungen zum Einfluß des Stofftransportes

94
 

6.3.1.1

Filmdiffusion 94

6.3.1.2

Porendiffusion 96
Section 5
3690kb

6.3.2

Kinetische Analyse

101

6.3.3

Temperaturabhängigkeit der Synthesegas Umsetzungsgeschwindigkeit

109

6.4

Technische Aussichten der Mitteldrucksynthese an selektiven Mangan-Eisen-Katalysatoren

112

7

Zusammenfassung

116

8

Literaturverzeichnis

118
Section 6
4484kb

9

Symbolverzeichnis

127

Anhang I

EDV-Programm

129

Anhang II

Bedingungen und Ergebnisse der Messungen

133
Section 7
1290kb

Anhang III

Kinetische Meßdaten

162

Anhang IV

Berechnung der Kennzahl von Weisz und Prater

166

Anhang V

Abeleitung der Geschwindigkeitsgleichung Nr.6

168