Extension of the Single-Event Methodology to Metal Catalysis: Application to Fischer-Tropsch Synthesis

Abstract

Résumé -Extension de la méthodologie des événements constitutifs à la catalyse métallique : Application à la synthèse Fischer-Tropsch -La méthodologie par événements constitutifs a été étendue à la catalyse métallique en utilisant la synthèse Fischer-Tropsch sur un catalyseur au fer comme cas d'étude. Le mécanisme réactionnel a été décomposé en étapes élémentaires qui peuvent être classées par type de réactions, telles que l'élimination réductrice, l'élimination d'hydrure en β, et l'insertion de groupe méthylène. Un code de calcul a été développé pour générer le réseau réactionnel impliquant ces étapes élémentaires. La représentation des réactifs et des espèces intermédiaires prend en compte explicitement les liaisons carbone-métal et inclut la présence d'atomes d'oxygène. Le modèle a été validé sur une base de données obtenues sur un catalyseur à base de fer à 623 K, sur une plage de 0,6 à 2,1 MPa, un ratio H 2 /CO en entrée variant de 2 à 6. Quatorze paramètres, dont 10 énergies d'activation et 4 enthalpies de chimisorption atomique ont été ajustés aux données expérimentales. Les tendances observées expérimentalement pour les rendements en alcanes et alcènes-1 en fonction du nombre de carbones sont correctement reproduites, ainsi que les rendements molaires des produits non-hydrocarbures. Abstract -Extension of the Single-Event Methodology to Metal Catalysis: Application to FischerTropsch Synthesis -The single-event methodology has been extended to metal catalysis using Fischer-Tropsch synthesis on an iron-based catalyst as case study. The reaction mechanism has been assessed in terms of elementary steps that could be categorized in reaction families

A single events microkinetic model for hydrocracking of vacuum gas oil

“…The single events concept is based on the number possible ways one species can be transformed into another compared to the total number of possible transformations via the same activated complex. The kinetic parameter for an elementary step can then be written as [9]:…”

“…The single events methodology, which was first developed in the 1980s by Baltanas et al [1], as a method of capturing the fundamental chemistry of the HCK process. A number of studies detailing the application and on-going development of this methodology have since been published [2][3][4][5][6][7][8][9][10]. These studies are essentially limited to long chain alkanes.…”

Unravelling the influence of catalyst properties on light olefin production via Fischer–Tropsch synthesis: A descriptor space investigation using Single-Event MicroKinetics

“…Single-Event MicroKinetic models have been developed for alkylation [30], hydrocracking [31], catalytic cracking [32] and reforming [33]. Specifically for FTS, studies using the SEMK modelling approach concentrate mostly on identifying the descriptors values corresponding to the catalysts used in a particular experimental investigation [34][35][36][37][38][39]. However less attention was dedicated to explain how a change in the catalyst properties and, hence, in the descriptor values, would influence the performances.…”

Hydrocarbon selectivity models for iron-based Fischer–Tropsch catalyst

“…More recently, the comprehensive kinetic models of FT based on Langmuir-Hinshelwood-Hougen-Watson (LHHW) approach, as well as models based on single-event methodology, have been examined in the literature [21][22][23][24][25][26][27][28][29]. However, hydrocarbon selectivity models have significantly higher precision in predicting product distribution for a given set of conditions and they have a smaller number of adjustable parameters than the comprehensive kinetic models.…”