Modeling the Fischer-Tropsch synthesis in the slurry phase

Deckwer, W.‐D.; Serpemen, Y.; Rálek, M.; Schmidt, B.

doi:10.1021/i200017a006

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“…Heat transfer coefficients in the region of 1000 W/m 2 /K can be obtained as can be seen from the estimations in Figure 57a which are based on the Deckwer et al [67] correlation, adapted to take more recent insights into slurry column hydrodynamics. It can be seen that the heat transfer coefficient increases with increasing gas velocity and with increasing solids concentration, i.e., with factors which favour the heterogeneous regime.…”

Section: Heat Transfer In Bubble Columnsmentioning

confidence: 99%

A Scale-Up Strategy for a Commercial Scale Bubble Column Slurry Reactor for Fischer-Tropsch Synthesis

Krishna

2000

Oil & Gas Science and Technology - Rev. IFP

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Résumé -Stratégie d'extrapolation vers un réacteur industriel de synthèse Fischer-Tropsch en colonne à bulles avec catalyseur en suspension -Les réacteurs à colonne à bulles trouvent de plus en plus d'applications dans l'industrie. Cette technologie est très en vue dans les procédés de transformation du gaz naturel en carburants liquides et en oléfines légères par le procédé de Fischer-Tropsch. On rencontre des problèmes considérables pour l'étude et l'extrapolation de ce type de réacteur. D'abord, il faut une grande capacité de traitement du gaz, ce qui nécessite l'emploi de réacteurs d'un grand diamètre, généralement de 5-8 m, souvent en parallèle. En deuxième lieu, le procédé fonctionne à haute pression, généralement 40 bar. Ensuite, pour obtenir un haut rendement, il est nécessaire d'avoir une grande hauteur de réacteur, généralement de 30-40 m, et d'utiliser des suspensions très concentrées, à presque 40 % en volume. Enfin, la nature exothermique du procédé exige d'insérer des tubes de refroidissement dans le réacteur pour évacuer la chaleur dégagée. La commercialisation de cette technologie dépend absolument d'une réelle compréhension des principes d'extrapolation des colonnes à bulles dans les conditions mentionnées ci-dessus, principes qui vont au-delà de la plupart des théories et des corrélations publiées. Pour développer de véritables règles d'extrapolation de ces réacteurs avec catalyseur en suspension, nous avons réalisé un programme complet d'étude hydrodynamique (taux de rétention du gaz, distribution radiale des vitesses de liquide, mélange en retour des liquides) dans des colonnes ayant un diamètre de 0,05; 0,1; 0,15; 0,174; 0,19; 0,38 et 0,63 m. Pour la phase liquide, on a utilisé divers liquides (eau, tétra-décane, paraffine, huile de Tellus). On a ajouté dans les paraffines des particules de silice à des concentrations allant jusqu'à environ 40 % en volume afin d'étudier l'hydrodynamique de la suspension. Une colonne de 0,15 m de diamètre a été mise sous des pressions de 0,1 à 1,3 MPa avec un système air/eau, et l'on a mesuré le taux de rétention du gaz et le transfert de masse gaz/liquide. De plus, une étude d'images vidéo a été réalisée sur une colonne rectangulaire à deux dimensions, pour étudier les caractéristiques de montée des bulles simples, les interactions entre les bulles, et les phénomènes de rupture et de coalescence. Nos expériences montrent que le diamètre de la colonne, les pressions élevées et la concentration de la suspension exercent une influence importante sur l'hydrodynamique. Ces effets ne sont pas convenablement décrits dans les corrélations déjà publiées dans la littérature. L'extrapolation des données obtenues dans des unités de laboratoire à froid vers des réacteurs à une échelle industrielle demande une approche systématique basée sur la compréhension des principes d'extrapolation de la dynamique des bulles et du comportement des dispersions à deux phases dans les colonnes à grande échelle. Nous développons ici, pour l'extrapolation du réacteur à colonne à bulles...

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Section: Heat Transfer In Bubble Columnsmentioning

confidence: 99%

A Scale-Up Strategy for a Commercial Scale Bubble Column Slurry Reactor for Fischer-Tropsch Synthesis

Krishna

2000

Oil & Gas Science and Technology - Rev. IFP

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“…This modification to the basic slurry bubble column is important for exothermic reactions that require considerable heat removal (Kiflbel and Ralek, 1980;Deckwer et al, 1982;Shah et al, 1982). The hydrodynamic parameters that have been investigated are the bubble size, gas holdup, solids dispersion coefficient, and hindered settling velocity.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Gas and solids behavior in a baffled and unbaffled slurry bubble column

et al. 1987

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New data and analyses are presented for describing gas and solids behavior in a slurry bubble column. Axial solids concentration and bubble size distributions were measured in a 0.108 m ID slurry bubble column apparatus operated at steady state conditions. The column was operated with and without internal baffles. The slurry and gas superficial velocities ranged from 0.0077 to 0.009 m / s and from 0.031 to 0.24 m/s, respectively. The solid phase consisted of glass spheres in a narrow size range with a mean diameter of 96.5 pm; the liquid phase consisted of tap water.With a one-dimensional sedimentation-dispersion model, the data have been used to predict average solids loadings and axial distributions of the solids for specified operating conditions. Local bubble size and concentration measurements indicate that the slurry bubble column was operated in the churn-turbulent flow regime throughout the entire range of operating conditions used in this study. The impact of internal baffles and solids concentration on the gas and solids behavior is discussed.

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“…The results show that an increase in temperature from 531 to 563 K under non-isothermic conditions plus increase in pressure up to 3 MPa will change the overall conversion from 0.79 to 0.97 [67].…”

Section: Slurry Bubble Column Reactorsmentioning

confidence: 94%

“…Deckwer et al [67] presented a modeling of a threephase reactor system exhibited by the description of the FTS in a slurry phase. The relevant reactors are only bubble agitated, and their length to diameter ratios are in the range of 5-10.…”

Section: Slurry Bubble Column Reactorsmentioning

confidence: 99%

Progress in Reactors for High-Temperature Fischer–Tropsch Process: Determination Place of Intensifier Reactor Perspective

Saeidi¹,

Amiri

Amin³

et al. 2014

International Journal of Chemical Reactor Engineering

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High-temperature Fischer-Tropsch (HTFT) process aims to produce lighter cuts such as gasoline and diesel. For many years there have been studies and improvements on HTFT process to make the existing reactors more efficient. Recent studies proposed new configurations such as dual-type membrane reactor and coupling configurations reactor, which improved the performances of this process. This achievement persuades us to update the existing knowledge about the available reactors for HTFT process. In this article, features and performances overview of two classes of reactors are reviewed. The first class consists of the reactors which are based on older studies, and the second one includes recent studies which are called product intensifier reactors. Finally, it is shown that the product intensifier reactors have higher CO conversions and lower selectivity of undesired by-products which results in higher production yield of gasoline. Furthermore, the place of product intensifier reactor among common reactors with regard to the influence of the process parameters on the product distribution has been estimated.

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Modeling the Fischer-Tropsch synthesis in the slurry phase

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A Scale-Up Strategy for a Commercial Scale Bubble Column Slurry Reactor for Fischer-Tropsch Synthesis

A Scale-Up Strategy for a Commercial Scale Bubble Column Slurry Reactor for Fischer-Tropsch Synthesis

Gas and solids behavior in a baffled and unbaffled slurry bubble column

Progress in Reactors for High-Temperature Fischer–Tropsch Process: Determination Place of Intensifier Reactor Perspective

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