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Erschienen in: Topics in Catalysis 9-11/2018

11.04.2018 | Original Paper

Consorted Vinylene Mechanism for Cobalt Fischer–Tropsch Synthesis Encompassing Water or Hydroxyl Assisted CO-Activation

verfasst von: Erling Rytter, Anders Holmen

Erschienen in: Topics in Catalysis | Ausgabe 9-11/2018

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Abstract

A mechanistic model for Fischer–Tropsch synthesis is proposed. The model contains four key steps. The first step is hydrogen assisted CO activation to formyl. This is followed by hydrogen transfer from either water or hydroxyl to a hydroxycarbene intermediate to generate CH* surface species on cobalt as chain building blocks. Further, chain propagation is by adding methylidyne (CH*) to an alkylidene (CHCH2R) chain to create a vinylene (CHCHR) chain end unit. Last, hydrogenation finalizes the chain-building step or terminates the chain depending on whether hydrogen is added to the β- or α-carbon atom, respectively. The result is that the main product is α-olefins. Chain growth probability is independent of hydrogen partial pressure and depends solely on the surface coverage of CH* monomers. Short-chain (Me) branching and variation in chain growth with chain length are also rationalized. Derived kinetic equations depend on details of the mechanism, but generally encompass water in the expressions and can account for both positive and negative water responses. The expression for the Anderson–Schulz–Flory (ASF) α is dependent on CO, and can contains the water vapor pressure as well, in a way consistent with higher α when more CO and water are present for production of CH* chain growth monomers.

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Literatur
2.
5.
Zurück zum Zitat Blekkan EA, Borg Ø, Holmen A (2007) Catal 20:13 Blekkan EA, Borg Ø, Holmen A (2007) Catal 20:13
6.
Zurück zum Zitat Storsæter S, Borg Ø, Blekkan EA, Tøtdal B, Holmen A (2005) Catal Today 100:343CrossRef Storsæter S, Borg Ø, Blekkan EA, Tøtdal B, Holmen A (2005) Catal Today 100:343CrossRef
7.
Zurück zum Zitat Borg Ø, Storsæter S, Eri S, Wigum H, Rytter E, Holmen A (2006) Catal Lett 107:95CrossRef Borg Ø, Storsæter S, Eri S, Wigum H, Rytter E, Holmen A (2006) Catal Lett 107:95CrossRef
8.
Zurück zum Zitat Lögdberg S, Boutonnet M, Walmsley JC, Järås S, Holmen A, Blekkan EA (2011) Appl Catal A 393:109CrossRef Lögdberg S, Boutonnet M, Walmsley JC, Järås S, Holmen A, Blekkan EA (2011) Appl Catal A 393:109CrossRef
9.
Zurück zum Zitat Enger BC, Fossan Å-L, Borg Ø, Rytter E, Holmen A (2011) J Catal 284:9CrossRef Enger BC, Fossan Å-L, Borg Ø, Rytter E, Holmen A (2011) J Catal 284:9CrossRef
10.
11.
Zurück zum Zitat Krishnamoorthy S, Tu M, Ojeda MP, Pinna D, Iglesia E (2002) J Catal 211:422–433CrossRef Krishnamoorthy S, Tu M, Ojeda MP, Pinna D, Iglesia E (2002) J Catal 211:422–433CrossRef
13.
Zurück zum Zitat Hibbits DD, Loveless BT, Neurock M, Iglesia E (2013) Angew Chem Int Ed 20:12273–12278CrossRef Hibbits DD, Loveless BT, Neurock M, Iglesia E (2013) Angew Chem Int Ed 20:12273–12278CrossRef
14.
Zurück zum Zitat Dalai AK, Das TK, Chaudhari KV, Jacobs G, Davis BH (2005) Appl Catal A 289:135CrossRef Dalai AK, Das TK, Chaudhari KV, Jacobs G, Davis BH (2005) Appl Catal A 289:135CrossRef
15.
Zurück zum Zitat Schanke D, Lian P, Eri S, Rytter E, Sannæs BH, Kinnari KJ (2001) Stud Surf Sci Catal 136:185CrossRef Schanke D, Lian P, Eri S, Rytter E, Sannæs BH, Kinnari KJ (2001) Stud Surf Sci Catal 136:185CrossRef
16.
Zurück zum Zitat Lillebø AH (2014) Conversion of Biomass Derived Synthesis Gas into Liquid Fuels via the Fischer–Tropsch Synthesis Process: Effect of Alkali and Alkaline Earth Metal Impurities and CO Conversion Levels on Cobalt Based Catalysts, Ph.D. thesis, NTNU Lillebø AH (2014) Conversion of Biomass Derived Synthesis Gas into Liquid Fuels via the Fischer–Tropsch Synthesis Process: Effect of Alkali and Alkaline Earth Metal Impurities and CO Conversion Levels on Cobalt Based Catalysts, Ph.D. thesis, NTNU
17.
Zurück zum Zitat Rytter E, Eri S, Skagseth TH, Schanke D, Bergene E, Myrstad R, Lindvåg A (2007) Ind Eng Chem Res 46:9032CrossRef Rytter E, Eri S, Skagseth TH, Schanke D, Bergene E, Myrstad R, Lindvåg A (2007) Ind Eng Chem Res 46:9032CrossRef
18.
Zurück zum Zitat Oosterbeek H, van Bavel AP (2016) Extended abstract 992, 11th Natural Gas Conversion Symposium, 5-9 June, Tromsø, Norway Oosterbeek H, van Bavel AP (2016) Extended abstract 992, 11th Natural Gas Conversion Symposium, 5-9 June, Tromsø, Norway
20.
Zurück zum Zitat Yang J, Eiras SB, Myrstad R, Pfeifer P, Venvik HJ, Holmen A (2016) In: Davis BH, Occelli ML (eds) Fischer–Tropsch synthesis, catalysts, and catalysis. CRC Press, Boca Raton, Chemical Industries/142 Chap. 12, p 223CrossRef Yang J, Eiras SB, Myrstad R, Pfeifer P, Venvik HJ, Holmen A (2016) In: Davis BH, Occelli ML (eds) Fischer–Tropsch synthesis, catalysts, and catalysis. CRC Press, Boca Raton, Chemical Industries/142 Chap. 12, p 223CrossRef
21.
Zurück zum Zitat Shi B, Davis BH (2005) Comput Des 106:129 Shi B, Davis BH (2005) Comput Des 106:129
22.
Zurück zum Zitat Patzlaff J, Liu Y, Craffmann C, Gaube J (2002) Catal Today 71:381–394CrossRef Patzlaff J, Liu Y, Craffmann C, Gaube J (2002) Catal Today 71:381–394CrossRef
23.
Zurück zum Zitat Borg Ø, Dietzel PDC, Spjelkavik AI, Tveten EZ, Walmsley JC, Diplas S, Eri S, Holmen A, Rytter E (2008) J Catal 259:161CrossRef Borg Ø, Dietzel PDC, Spjelkavik AI, Tveten EZ, Walmsley JC, Diplas S, Eri S, Holmen A, Rytter E (2008) J Catal 259:161CrossRef
24.
Zurück zum Zitat Borg Ø, Hammer N, Enger BC, Myrstad R, Lindvåg OA, Eri S, Skagseth TH, Rytter E (2011) J Catal 279:163CrossRef Borg Ø, Hammer N, Enger BC, Myrstad R, Lindvåg OA, Eri S, Skagseth TH, Rytter E (2011) J Catal 279:163CrossRef
25.
26.
27.
Zurück zum Zitat Bezemer GL, Bitter JH, Kuipers HPCE, Oosterbeek H, Holewijn E, Xu X, Kapteijn F, van Dillen AJ, de Jong KP (2006) J Am Chem Soc 128:3956CrossRefPubMed Bezemer GL, Bitter JH, Kuipers HPCE, Oosterbeek H, Holewijn E, Xu X, Kapteijn F, van Dillen AJ, de Jong KP (2006) J Am Chem Soc 128:3956CrossRefPubMed
28.
Zurück zum Zitat Rane SP, Borg Ø, Yang J, Rytter E, Holmen A (2010) Appl Catal A 388:160CrossRef Rane SP, Borg Ø, Yang J, Rytter E, Holmen A (2010) Appl Catal A 388:160CrossRef
29.
Zurück zum Zitat Enger BC, Frøseth V, Yang J, Rytter E, Holmen A (2013) J Catal 284:187CrossRef Enger BC, Frøseth V, Yang J, Rytter E, Holmen A (2013) J Catal 284:187CrossRef
30.
Zurück zum Zitat Yang J, Qi Y, Zhu J, Zhu Y-A, Chen D, Holmen A (2013) J Catal 308:37–49CrossRef Yang J, Qi Y, Zhu J, Zhu Y-A, Chen D, Holmen A (2013) J Catal 308:37–49CrossRef
31.
Zurück zum Zitat Lögdberg S, Lualdi M, Järås S, Walmsley JC, Blekkan EA, Rytter E, Holmen A (2010) J Catal 274:84CrossRef Lögdberg S, Lualdi M, Järås S, Walmsley JC, Blekkan EA, Rytter E, Holmen A (2010) J Catal 274:84CrossRef
32.
Zurück zum Zitat Lögdberg S, Yang J, Lualdi M, Walmsley JC, Järås S, Boutonnet M, Blekkan EA, Rytter E, Holmen A (2017) J Catal 56:515CrossRef Lögdberg S, Yang J, Lualdi M, Walmsley JC, Järås S, Boutonnet M, Blekkan EA, Rytter E, Holmen A (2017) J Catal 56:515CrossRef
33.
Zurück zum Zitat Bezemer GL (2016) Extended abstract 1088, 11th Natural Gas Conversion Symposium, 5-9 June, Tromsø, Norway Bezemer GL (2016) Extended abstract 1088, 11th Natural Gas Conversion Symposium, 5-9 June, Tromsø, Norway
35.
Zurück zum Zitat Keyvanloo K, Fischer MJ, Hecker WC, Lancee RJ, Jacobs G, Bartholomew CH (2015) J Catal 327:33–47CrossRef Keyvanloo K, Fischer MJ, Hecker WC, Lancee RJ, Jacobs G, Bartholomew CH (2015) J Catal 327:33–47CrossRef
36.
Zurück zum Zitat Nandula A, Trinh QT, Saeys M, Alexandrova AN (2015) Angew Chem Int Ed 54:5312–5316CrossRef Nandula A, Trinh QT, Saeys M, Alexandrova AN (2015) Angew Chem Int Ed 54:5312–5316CrossRef
37.
38.
Zurück zum Zitat Ojeda M, Nabar R, Nilikar AU, Ishikawa A, Mavrikakis M, Iglesia E (2010) J Catal 272:287–297CrossRef Ojeda M, Nabar R, Nilikar AU, Ishikawa A, Mavrikakis M, Iglesia E (2010) J Catal 272:287–297CrossRef
39.
Zurück zum Zitat van Helden P, van den Berg JA, Ciobica IM (2012) Catal Sci Technol 2:491–494CrossRef van Helden P, van den Berg JA, Ciobica IM (2012) Catal Sci Technol 2:491–494CrossRef
40.
41.
Zurück zum Zitat Gunasooriya GTKK, Banerjee A, Saeys M (2016) Extended abstract 1154, 11th Natural Gas Conversion Symposium, Tromsø Gunasooriya GTKK, Banerjee A, Saeys M (2016) Extended abstract 1154, 11th Natural Gas Conversion Symposium, Tromsø
42.
Zurück zum Zitat Gunasooriya GTKK., van Bavel AP, Kuipers HPCE, Saeys M (2016) ACS Catal 6:3660–3664CrossRef Gunasooriya GTKK., van Bavel AP, Kuipers HPCE, Saeys M (2016) ACS Catal 6:3660–3664CrossRef
43.
Zurück zum Zitat Strømsheim MD, Svenum IH, Borg A, Venvik HJ (2016) Extended abstract 1237, 11th Natural Gas Conversion Symposium, 5-9 June, Tromsø, Norway Strømsheim MD, Svenum IH, Borg A, Venvik HJ (2016) Extended abstract 1237, 11th Natural Gas Conversion Symposium, 5-9 June, Tromsø, Norway
44.
Zurück zum Zitat Paredes-Nunez A, Lorito D, Schuurman Y, Guilhaume N, Meunier FC (2015) J Catal 329:229–236CrossRef Paredes-Nunez A, Lorito D, Schuurman Y, Guilhaume N, Meunier FC (2015) J Catal 329:229–236CrossRef
45.
Zurück zum Zitat Paredes-Nunez A, Guilhaume N, Schuurman Y, Meunier FC (2016) Extended abstract 1102, 11th Natural Gas Conversion Symposium, 5-9 June, Tromsø, Norway Paredes-Nunez A, Guilhaume N, Schuurman Y, Meunier FC (2016) Extended abstract 1102, 11th Natural Gas Conversion Symposium, 5-9 June, Tromsø, Norway
46.
Zurück zum Zitat Weststrate CJ, Ciobîcǎ IM, Saib AM, Moodley DJ, Niemantsverdriet JW (2014) Catal. Today 228:106–112CrossRef Weststrate CJ, Ciobîcǎ IM, Saib AM, Moodley DJ, Niemantsverdriet JW (2014) Catal. Today 228:106–112CrossRef
47.
Zurück zum Zitat Weststrate CJ, van Helden P, Niemantsverdriet JW (2016) Catal Today 275:100–110CrossRef Weststrate CJ, van Helden P, Niemantsverdriet JW (2016) Catal Today 275:100–110CrossRef
50.
Zurück zum Zitat Todic B, Ma W, Jacobs G, Davis BH, Bukur DB (2014) J Catal 311:325–338CrossRef Todic B, Ma W, Jacobs G, Davis BH, Bukur DB (2014) J Catal 311:325–338CrossRef
51.
Zurück zum Zitat Withers HP Jr, Eliezer KF, Mitchel JW (1990) Ind Eng Chem Res 29:1807–1814CrossRef Withers HP Jr, Eliezer KF, Mitchel JW (1990) Ind Eng Chem Res 29:1807–1814CrossRef
53.
Zurück zum Zitat Das TK, Conner WA, Li J, Jacobs G, Dry ME, Davis BH (2005) Energy Fuels 10:1430–1439CrossRef Das TK, Conner WA, Li J, Jacobs G, Dry ME, Davis BH (2005) Energy Fuels 10:1430–1439CrossRef
54.
Zurück zum Zitat Bhatelia T, Ma W, Jacobs G, Davis BH, Bukur DB (2011) Chem Eng Trans 25:707 Bhatelia T, Ma W, Jacobs G, Davis BH, Bukur DB (2011) Chem Eng Trans 25:707
55.
Zurück zum Zitat Ma W, Jacobs G, Sparks DE, Spicer RL, Davis BH, Klettlinger JLS, Yen CH (2014) Catal Today 228:158CrossRef Ma W, Jacobs G, Sparks DE, Spicer RL, Davis BH, Klettlinger JLS, Yen CH (2014) Catal Today 228:158CrossRef
56.
Zurück zum Zitat Hillestad M (2015) Chem Prod Proc Model 10:147 Hillestad M (2015) Chem Prod Proc Model 10:147
Metadaten
Titel
Consorted Vinylene Mechanism for Cobalt Fischer–Tropsch Synthesis Encompassing Water or Hydroxyl Assisted CO-Activation
verfasst von
Erling Rytter
Anders Holmen
Publikationsdatum
11.04.2018
Verlag
Springer US
Erschienen in
Topics in Catalysis / Ausgabe 9-11/2018
Print ISSN: 1022-5528
Elektronische ISSN: 1572-9028
DOI
https://doi.org/10.1007/s11244-018-0932-3

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