搅拌釜中铁基催化剂费托合成反应动力学深入探究

该研究论文聚焦于"搅拌釜费托铁催化剂反应动力学研究"，主要目的是为了深入理解铁基催化剂在费托合成（Fischer-Tropsch synthesis，FTS）反应中的动态行为，这是一种重要的化工过程，用于将一氧化碳和氢气转化为液体燃料和化学品。催化剂CNFT-1，由Fe-Cu-K-B-Si组成，具有较高的堆密度（0.8 g/cm³），其反应动力学模型构建基于经典的碳化物机理（Carbide），特别关注以次甲基生成反应作为速率控制步骤。 研究在1升搅拌釜（高径比为2.5）中进行，通过排除内外扩散效应，确保了反应条件的优化。实验在503至553K的温度、1.0至4.0 MPa的压力、8,000至20,000 mL/(g·h)的空速以及1.0至5.0的氢碳比范围内进行，观察到CO转化率在20%至70%之间，这个范围符合预期的动力学行为，并遵循费托反应的基本规律。研究者通过对CO转化率相对残差MARR（最小均方根误差比）的目标函数最小化，获得了动力学模型的参数估计值，复相关指数R²达到0.92，显示出模型拟合度较高。 研究者通过实验数据验证了模型的有效性，发现CO转化率和CO2选择性随反应条件的变化表现出稳定的动力学响应。这些参数不仅有助于优化费托反应器的设计，还能为后续工艺优化提供关键数据支持。此外，论文还强调了模型参数的物理意义，即它们代表了催化剂性能、反应速率以及反应环境对转化效率的影响。 整个研究工作不仅局限于实验室层面，还结合了煤炭行业实际应用，如煤基液体产物的生产和清洁利用，体现了煤炭行业对高效催化剂和环保技术的持续关注。通过这种方式，该研究对于提升煤炭产业的能源转化效率和减少环境影响具有重要意义。