Синтез Фишера—Тропша

Механизм реакций Ф-Т

Гидрирование оксида углерода в процессе ФТ представляет собой комплекс сложных, параллельных и последовательных реакций. Первая стадия — одновременная хемосорбция оксида углерода и водорода на катализаторе. Оксид углерода в этом случае соеди­няется углеродным атомом с металлом, вследствие чего ослаб­ляется связь С—О и облегчается взаимодействие СО и водорода с образованием первичного комплекса. С этого комплекса и начи­нается рост углеводородной цепи («начало цепи»). В результате Дальнейшего ступенчатого присоединения поверхностного соеди­нения, несущего один углеродный атом, углеродная цепочка удли­няется («рост цепи»). Рост цепи заканчивается в результате де­сорбции, гидрирования или взаимодействия растущей цепочки с продуктами синтеза («обрыв цепи»).

Основные продукты этих реакций — насыщенные и ненасыщенные углеводороды алифатического ряда, а побочные продукты — спирты, альдегиды и кетоны. Реакционноспособные соединения (ненасыщенные углеводороды, альдегиды, спирты и др.) могут при последующих реакциях встраиваться в растущие цепи или образо­вывать поверхностный комплекс, дающий начало цепи. В дальней­шем реакции между образующимися продуктами приводят к кис­лотам, эфирам и т. д.; реакции дегидроциклизации, протекающие при более высоких температурах синтеза, приводят к ароматиче­ским углеводородам. Не следует исключать также протекание кре­кинга или гидрокрекинга более высококипящих углеводородов, пер­вично образовавшихся и десорбированных с катализатора, если они снова адсорбируются на нем.

В 40-х и 50-х годах много усилий было затрачено, чтобы прояс­нить механизм этого сложного комплекса превращений [7, 8, 10, 26—38]. Постулированные механизмы могут быть разделены на два основных типа в зависимости от того, происходит ли рост углерод­ной цепи на ее конце или цепь растет за счет внедрения группы СО между атомом металла катализатора и растущим углеводородным фрагментом.