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Oil & Gas Science and Technology - Revue de L'IFP
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Issue Oil & Gas Science and Technology - Rev. IFP
Volume 64, Number 1, January-February 2009
Dossier: The Fischer-Tropsch Process
Page(s) 79 - 90
DOI 10.2516/ogst/2008054
Published online 26 March 2009

Oil & Gas Science and Technology - Rev. IFP, Vol. 64 (2009), No. 1, pp. 79-90
DOI: 10.2516/ogst/2008054

Unravelling Molecular Composition of Products from Cobalt Catalysed Fischer-Tropsch Reaction by Comprehensive Gas Chromatography: Methodology and Application

Élucider la composition moléculaire des produits obtenus par la réaction de Fischer-Tropsch catalysée par le cobalt par chromatographie gazeuse bidimensionnelle : méthodologie et application


F. Bertoncini1, M.C. Marion2, N. Brodusch3 and S. Esnault3

1  Institut français du pétrole, IFP-Lyon, Direction Catalyse et Séparation, BP 3, 69390 Vernaison - France
2  Institut français du pétrole, IFP-Lyon, Direction Conception Modélisation Procédés, BP 3, 69390 Vernaison - France
3  Institut français du pétrole, IFP-Lyon, Direction Physique et Analyse, BP 3, 69390 Vernaison - France

fabrice.bertoncini@ifp.fr
m-claire.marion@ifp.fr
nicolas.brodusch@ifp.fr
sebastien.esnault@ifp.fr

Published online: 26 March 2009

Abstract
New analytical approaches combining different types of gas chromatography techniques such as low resolution, high resolution and two-dimensional gas chromatography were carried out to provide enhanced molecular characterization of Fischer-Tropsch (FT) products. In particular, a detailed composition of olefin and oxygenates by-products was achieved thanks to magnified resolution associated with the high peak capacity provided by GC$\times$GC. Such a detailed description of the whole FT products distribution brings additional information which improve the Fischer-Tropsch reaction knowledge. Thus, we have shown that all the three products family (paraffin, olefin and oxygenates) present their own Anderson Schulz Flory (ASF) distribution. Apart from methane and ethylene which present their own particularity, the Fischer-Tropsch selectivity can be described by three chain growth coefficients relative to each products family. These results allow new understanding of the reaction mechanism. An hypothesis is proposed.


Résumé
De nouvelles approches analytiques combinant différents types de méthodes chromatographiques telles que les chromatographies en phase gazeuse de basse résolution, de haute résolution et bi-dimensionnelle ont été mises en oeuvre pour améliorer la caractérisation moléculaire des produits de synthèse Fischer-Tropsch (FT). Particulièrement, la composition détaillée des oléfines et des oxygénés a été obtenue grâce à la résolution améliorée et la grande capacité de séparation fournies par la GC-2D. Une telle description de la totalité des effluents de la réaction de Fischer-Tropsch apporte des informations additionnelles qui peuvent être mises à profit pour améliorer la connaissance de la réaction. Ainsi, nous avons montré que les trois familles de produits (paraffines, oléfines et oxygénés) présentent leur propre distribution Anderson Schulz Flory (ASF). En dehors du méthane et de l'éthylène, la sélectivité de la réaction de Fischer-Tropsch a pu être décrite par des coefficients de croissance de chaîne spécifiques à chaque famille. Ces résultats peuvent permettent une meilleure compréhension du mécanisme réactionnel. Une hypothèse est proposée.



© IFP 2009


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