Reflections on the chemistry of the Fischer-Tropsch synthesis

RSC Advances

Volumn 2, Issue 19, 2012, Pages 7347-7366

  James, Olusola O ^a,b,c   Chowdhury, Biswajit ^b   Mesubi, M Adediran ^c   Maity, Sudip ^a  

^a Liquid Fuels Section   (India)

^b INDIAN SCHOOL OF MINES   (India)

^c Covenant University ^*  (Nigeria)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

BIOMASS; CARBON FOOTPRINT; CHEMICAL BONDS; DESORPTION; FISCHER-TROPSCH SYNTHESIS; FOSSIL FUELS; HYDROCARBONS; NATURAL GAS; NATURAL GAS DEPOSITS; SYNTHESIS GAS;

BIOMASS RESOURCES; C-C COUPLING; C-C COUPLING REACTIONS; CO ACTIVATION; ECONOMICS OF SCALE; FOSSIL FUEL RESOURCES; FUNDAMENTAL RESEARCH; HYDROCARBON PRODUCT; LIQUID HYDROCARBONS; MACRO KINETICS; MOLECULAR LEVELS; NATURAL GAS BASED; PRODUCT DISTRIBUTIONS; PRODUCT SELECTIVITIES; SYN-GAS;

COAL DEPOSITS;

EID: 84864722025     PISSN: None     EISSN: 20462069     Source Type: Journal    
DOI: 10.1039/c2ra20519j     Document Type: Review

References (165)

1. M. Asif T. Muneer Renewable Sustainable Energy Rev. 2007 11 7 1388 1413
2. G. Bang Energy Policy 2010 38 4 1645 1653
3. A. Grunwald Futures 2011 43 8 820 830
4. A. Demirbas Prog. Energy Combust. Sci. 2007 33 1 1 18
5. G. Sorda M. Banse C. Kemfert Energy Policy 2010 38 11 6977 6988
6. A. de Klerk, Fischer-Tropsch Facilities at a Glance, in 'Fischer-Tropsch Refining, Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, First Edition 2011
7. T. W. Patzek G. D. Croft Nat. Resour. Res. 2009 18 3 181 191
8. E. D. Larson G. Fiorese G. Liu R. H. Williams T. G. Kreutz S. Consonni Energy Proc. 2009 4371 4378
9. H. C. Mantripragada E. S. Rubin Energy Proc. 2011 2700 2707
10. R. H. Williams G. Liu T. G. Kreutz E. D. Larson Annu. Rev. Chem. Biomol. Eng. 2011 2 529 553
11. T. Takeshita K. Yamaji Energy Policy 2008 36 8 2773 2784
12. M. G. Salameh Appl. Energy 2003 75 1-#x2013;2 33 42
13. W. A. Payne Adv. Agron. 2010 105 1 46
14. M. de Wit M. Junginger S. Lensink M. Londo A. Faaij Biomass Bioenergy 2010 34 2 203 217
15. K. Sunde A. Brekke B. Solberg Forest Policy and Economics 2011 13 8 591 602
16. G. R. Timilsina A. Shrestha Energy 2011 36 4 2055 2069
17. P. K. Swain L. M. Das S. N. Naik Renewable Sustainable Energy Rev. 2011 15 9 4917 4933
18. J. Shen E. Schmetz G. J. Stiegel J. C. Winslow R. M. Kornosky D. R. Madden S. C. Jain Stud. Surf. Sci. Catal. 2007 163 315 325
19. O. P. R. van Vliet A. P. C. Faaij W. C. Turkenburg Energy Convers. Manage. 2009 50 4 855 876
20. H. C. Mantripragada E. S. Rubin Energy Policy 2011 39 5 2808 2816
21. C. J. Lee C. Han Comput.-Aided Chem. Eng. 2009 27 1881 1886
22. L. Tock M. Gassner F. Maréchal Biomass Bioenergy 2010 34 12 1838 1854
23. J. M. Seiler C. Hohwiller J. Imbach J. F. Luciani Energy 2010 35 9 3587 3592
24. Y. H. H. Chen J. M. Reilly S. Paltsev Energy Policy 39 9 4713 4725
25. M. Erturk Renewable Sustainable Energy Rev. 2011 15 6 2766 2771
26. F. Trippe M. Fröhling F. Schultmann R. Stahl E. Henrich Fuel Process. Technol. 2011 92 11 2169 2184
27. N. S. Lewis D. G. Nocera Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2006 103 15729 15735
28. C. E. Wyman G. Huber Biofuels, Bioprod. Biorefin. 2009 3 105 107
29. L. R. Lynd E. Larson N. Greene M. Laser J. Sheehan B. E. Dale S. McLaughlin M. Wang Biofuels, Bioprod. Biorefin. 2009 3 113 123
30. K. Yagi T. Nakata Biomass Bioenergy 2011 35 7 2883 2892
31. A. C. Caputo M. Palumbo P. M. Pelagagge F. Scacchia Biomass Bioenergy 2005 28 1 35 51
32. A. Kauriinoja, Small-scale biomass-to energy solutions for northern periphery area, M.Sc thesis, University of Oulu, 2010
33. M. K. Delivand M. Barz S. H. Gheewala B. Sajjakulnukit Appl. Energy 2011 88 11 3651 3658
34. E. Henrich N. Dahmen E. Dinjus Biofuels, Bioprod. Biorefin. 2009 3 28 41
35. J. Manganaro B. Chen J. Adeosun S. Lakhapatri D. Favetta A. Lawal Energy Fuels 2011 25 2711 2720
36. G. Liu E. D. Larson R. H. Williams T. G. Kreutz X. Guo Energy Fuels 2011 25 415 437
37. K. Bienert, The status of the Choren Carbo V gasification, 2nd European Summer School on Renewable Motor Fuels, Warsaw, Poland, 29 - 31 August 2007
38. J. Zhou Q. Chen H. Zhao X. Cao Q. Mei Z. Luo K. Cen Biotechnol. Adv. 2009 27 5 606 611
39. D. Atkinson J. McDaniel Chemical Engineering World 2009 28 36
40. S. R. Deshmukh A. L. Y. Tonkovich K. T. Jarosch L. Schrader S. P. Fitzgerald D. R. Kilanowski J. J. Lerou T. J. Mazanec Ind. Eng. Chem. Res. 2010 49 21 10883 10888
41. J. J. Lerou A. L. Tonkovich L. Silva S. Perry J. McDaniel Chem. Eng. Sci. 2010 65 1 380 385
42. H. Jingjiang L. Zhenlin Y. Yoshiharu N. Norikazu T. Noritatsu Chem.-Eur. J. 2006 12 8296 8304
43. S. Abelló D. Montané ChemSusChem 2011 4 11 1538 56
44. B. Sun M. Qiao K. Fan J. Ulrich F. Tao ChemCatChem 2011 3 542 550
45. P. M. Maitlis J. Mol. Catal. A: Chem. 2003 204-#x2013;205 55 62
46. T. J. Donnelly, Product Distributions of the Fischer-Tropsch Synthesis, Ph.D Thesis, Massachusetts Institute of Technology, 1989
47. O. O. James A. M. Mesubi T. C. Ako S. Maity Fuel Process. Technol. 2010 91 136 144
48. M. E. Dry, Chemical concepts used for engineering purposes, in 'Fischer-Tropsch Technology', ed., A. Steynberg, M. Dry, Elsevier, 2004
49. X. Ni Y. Tan Y. Han N. Tsubaki Catal. Commun. 2007 8 1711 1714
50. M. Fujiwara R. Kieffer H. Ando Q. Xu Y. Souma Appl. Catal., A 1997 154 87 101
51. B. Rongxian T. Yisheng H. Yizhuo Fuel Process. Technol. 2004 86 293 301
52. S. Li A. Li S. Krishnamoorthy E. Iglesia Catal. Lett. 2001 77 4 197 205
53. M. Claeys and E. van Steen, Basic studies, in 'Fischer-Tropsch Technology', ed., A. Steynberg, and, M. Dry, Elsevier, Amsterdam, 2004
54. G. P. Vander Laan, Ph.D Thesis, University of Groningen, 1999
55. H. G. Stenger Jr. C. F. Askonas Ind. Eng. Chem. Fundam. 1986 25 3 410 413
56. G. Henrici-Olivé S. Olivé Angew. Chem., Int. Ed. Engl. 1976 15 3 136 141
57. C. N. Satterfield G. A. Huff Jr. J. Catal. 1982 73 1 187 197
58. N. O. Egiebor W. C. Cooper B. W. Wojciechowski Can. J. Chem. Eng. 1985 63 826 834
59. G. A. Kliger L. S. Glebov T. P. Popova E. V. Marchevskaya V. G. Beryezkin S. M. Loktev J. Catal. 1988 111 2 418 420
60. R. Snel Catal. Lett. 1988 1 10 327 330
61. N. O. Egiebor W. C. Cooper B. W. Wojciechowski Can. J. Chem. Eng. 1985 63 5 826 834
62. N. M. Rice C. C. Hsu B. W. Wojciechowski Can. J. Chem. Eng. 1988 66 694 696
63. P. Chaumette C. Verdon P. Boucot Top. Catal. 1995 2 1-4 301 311
64. W. Kuipers C. Scheper J. H. Wilson I. H. Winkenburg H. Oosterbeek J. Catal. 1996 158 1 288 300
65. H. A. J. van Dijk, The Fischer-Tropsch synthesis: A mechanistic study using transient isotopic tracing, Ph.D Thesis, Technische Universiteit Eindhoven, Eindhoven, 2001
66. M. E. Dry Appl. Catal., A 1996 138 319 344
67. G. A. Huff Jr. C. N. Satterfield J. Catal. 1984 85 2 370 379
68. H. G. Stenger Jr. J. Catal. 1985 92 426 428
69. Y. Yang S. Pen B. Zhong Catal. Lett. 1992 16 3 351 357
70. F. G. Botes, Ph.D Thesis, Technische Universiteit Eindhoven, 2008
71. J. Huyser, M. J. van Vuuren, G. Kupi, The Value of a Two Alpha Model in the Elucidation of a Full Product Spectrum for Fe-LTFT, in 'Advances in Fischer-Tropsch Synthesis, Catalysts, and Catalysis, ed., Burtron H. Davis, and, Mario L. Occelli, CRC Press Taylor & Francis Group, 6000 Broken Sound Parkway NW 2010
72. F. Bertoncini M. C. Marion N. Brodusch S. Esnault Oil Gas Sci. Technol. 2009 64 1 79 90
73. R. van der Westhuizen R. Crous A. de Villiers P. Sandra J. Chromatogr., A 2010 1217 52 8334 8339
74. A. Tavasoli A. N. Pour M. G. Ahangari J. Nat. Gas Chem. 2010 19 6 653 659
75. A. N. Pour M. R. Housaindokht S. F. Tayyari J. Zarkesh J. Nat. Gas Chem. 2010 19 2 107 116
76. A. N. Pour M. Zare Y. Zamani J. Nat. Gas Chem. 2010 19 1 31 34
77. J. Gaube H. F. Klein Appl. Catal., A 2010 374 1-2 120 125
78. J. Gaube H.-F. Klein J. Mol. Catal. A: Chem. 2008 283 60 68
79. R. J. Madon E. Iglesia J. Catal. 1993 139 576 590
80. E. Iglesia S. L. Soled R. A. Fiato G. H. Via J. Catal. 1993 143 345 368
81. R. J. Madon E. Iglesia J. Catal. 1994 149 428 437
82. E. Iglesia S. L. Soled J. E. Baumgartner S. C. Reyes J. Catal. 1995 153 108 122
83. E. Iglesia Appl. Catal., A 1997 161 59 78
84. B. Shi B. H. Davis Catal. Today 2005 106 129 131
85. C. M. Masuku W. D. Shafer W. Ma M. K. Gnanamani G. Jacobs D. Hildebrandt D. Glasser B. H. Davis J. Catal. 2012 287 93 101
86. E. W. Kuipers C. Scheper J. H. Wilson H. Oosterbeek J. Catal. 1996 158 288 300
87. E. W. Kuipers I. H. Vinkenburg H. Oosterbeek J. Catal. 1995 152 137 146
88. L. M. Tau A. Dabbagh B. H. Davis Energy Fuels 1990 4 94 99
89. W. H. Zimmerman D. B. Bukur S. Ledakowicz Chem. Eng. Sci. 1992 47 2707 2712
90. I. V. Derevich V. S. Ermolaev V. Z. Mordkovich Theor. Found. Chem. Eng. 2008 42 2 216 219
91. J. J. C. Geerlings J. H. Wilson G. J. Kramer H. P. C. E. Kuipers A. Hoek H. M. Huisman Appl. Catal., A 1999 186 27 40
92. G. P. van der Laan A. A. C. M. Beenackers Ind. Eng. Chem. Res. 1999 38 4 1277 1290
93. G. P. van der Laan, Kinetics, Selectivity and Scale Up of the Fischer-Tropsch Synthesis, Ph.D Thesis, 1999, University of Groningen.
94. H. Schulz M. Claeys Appl. Catal., A 1999 186 1-2 71 90
95. F. G. Botes Energy Fuels 2007 21 1379 1389
96. F. G. Botes, Kinetic and Selectivity Modelling of the Iron-Based Low-Temperature Fischer-Tropsch Synthesis, PhD Thesis, Technische Universiteit Eindhoven, 2008
97. G. Ertl Angew. Chem., Int. Ed. Engl. 1990 29 11 1219 1227
98. S. T. Oyama W. Li Top. Catal. 1999 8 75 80
99. R. D. Cortright J. A. Dumesic Adv. Catal. 2001 46 161 264
100. H. Lynggaard, A. Andreasen, C. Stegelmann and P. Stoltze, Analysis of simple kinetic models in heterogeneous catalysis, Denmark, Elsevier, 2004, pp. 1-87
101. E. van Steen H. Schulz Appl. Catal., A 1999 186 309 320
102. Y. N. Wang W. P. Ma Y. J. Lu J. Yang Y. Y. Xu H. W. Xiang Y. W. Lia Y. L. Zhao B. J. Zhang Fuel 2003 82 195 213
103. A. A. Susu, Chemical kinetics and heterogeneous catalysis, CJC Press, Lagos, 1997
104. F. G. Botes B. B. Breman Ind. Eng. Chem. Res. 2006 45 7415 7426
105. F. G. Botes Ind. Eng. Chem. Res. 2009 48 4 1859 1865
106. S. Shetty A. P. J. Jansen R. A. van Santen J. Am. Chem. Soc. 2009 131 12874 12875
107. M. Ojeda R. Nabar A. U. Nilekar A. Ishikawa M. Mavrikakis E. Iglesia J. Catal. 2010 272 287 297
108. M. Ojeda A. Li R. Nabar A. U. Nilekar M. Mavrikakis E. Iglesia J. Phys. Chem. C 2010 114 19761 19770
109. T. Bhatelia W. Ma B. Davis G. Jacobs D. Bukur Chemical Engineering Transactions 2011 25 707 712
110. H. Y. Jang M. J. Krische Acc. Chem. Res. 2004 37 653 661
111. M. Y. Ngai J. R. Kong M. J. Krische J. Org. Chem. 2007 72 1063 1072
112. B. H. Davis Fuel Process. Technol. 2001 71 157 166
113. B. H. Davis Fuel Chemistry Division Preprints 2002 47 1 237 239
114. P. M. Maitlis V. Zanotti Chem. Commun. 2009 1619 1634
115. B. H. Davis Catal. Today 2009 141 25 33
116. L. M. Tau H. A. Dabbagh T. P. Wilson B. H. Davis Appl. Catal. 1989 56 95 106
117. L. M. Tau H. A. Dabbagh J. Halasz B. H. Davis J. Mol. Catal. 1992 71 37 55
118. Y. Wang B. H. Davis Appl. Catal., A 1999 180 277 285
119. B. Shi B. H. Davis Topics in Catalysis 2003 26 1-4 57 161
120. M. K. Gnanamani R. A. Keogh W. D. Shafer B. Shi B. H. Davis Appl. Catal., A 2010 385 46 51
121. E. Durham S. Zhang C. Roberts Appl. Catal., A 2010 386 65 73
122. I. Wender, H. W. Sternberg, R. A. Friedel, S. J. Metlin, R. E. Markby, The Chemistry and catalytic properties of cobalt and iron carbonyls, Technical Report, BM-BULL-600 (OSTI ID: 7193411), Bureau of Mines, Washington, D.C., 1962
123. C. A. Mims Catal. Lett. 1988 1 8-9 293 298
124. P. M. Maitlis Pure Appl. Chem. 1989 61 10 1747 1754
125. R. Quyoum V. Berdini M. L. Turner H. C. Long P. Maitlis J. Am. Chem. Soc. 1996 118 10888 10889
126. R. Quyoum V. Berdini M. L. Turner H. C. Long P. M. Maitlis J. Catal. 1998 173 355 365
127. M. L. Turner N. Marsih B. E. Mann R. Quyoum H. C. Long P. M. Maitlis J. Am. Chem. Soc. 2002 124 35 10456 10472
128. B. Shi B. H. Davis Catal. Today 2000 58 255 261
129. P. M. Maitlis M. L. Turner Catal. Today 2001 65 91 93
130. B. Shi B. H. Davis Catal. Today 2001 65 95 97
131. S. B. Ndlovu N. S. Phala M. Hearshaw-Timme P. Beagly J. R. Moss M. Claeys E. van Steen Catal. Today 2002 71 343 349
132. I. M. Ciobica, The Molecular Basis of the Fischer Tropsch Reaction, Ph.D Thesis, Technische Universiteit Eindhoven, 2002
133. Z. P. Liu P. Hu J. Am. Chem. Soc. 2002 124 11568 11569
134. J. Cheng P. Hu P. Ellis S. French G. Kelly C. M. Lok J. Phys. Chem. C 2008 112 6082 6086
135. G. A. Morgan D. C. Sorescu Jr. T. Zubkov J. T. Yates Jr. J. Phys. Chem. B 2004 108 3614 3624
136. X. Q. Qiu N. Tsubaki K. Fujimoto Q. M. Zhu Fuel Process. Technol. 2004 85 1193 1200
137. Y. Zhang K. Nagasaka X. Qiu N. Tsubaki Catal. Today 2005 104 48 54
138. Y. Zhang M. Shinoda Y. Shiki N. Tsubaki Fuel 2006 85 1194 1200
139. V. Sanchez-Escribano M. A. L. Vargas E. Finocchio G. Busca Appl. Catal., A 2007 316 68 74
140. J. Cheng P. Hu P. Ellis S. French G. Kelly C. M. Lok J. Phys. Chem. C 2008 112 9464 9473
141. O. R. Inderwildi S. J. Jenkins D. A. King J. Phys. Chem. C 2008 112 5 1305 1307
142. O. R. Inderwildi D. A. King S. J. Jenkins Phys. Chem. Chem. Phys. 2009 11 11110 11112
143. M. Zhuo K. F. Tan A. Borgna M. Saeys J. Phys. Chem. C 2009 113 8357 8365
144. J. W. Mirwald O. R. Inderwildi Phys. Chem. Chem. Phys. 2012 14 7028 7031
145. M. Kollár A. De Stefanis H. E. Solt M. R. Mihályi J. Valyon A. A. G. Tomlinson J. Mol. Catal. A: Chem. 2010 333 37 45
146. S. C. Tseng N. B. Jackson J. G. Ekerdt J. Catal. 1988 109 2 284 297
147. N. B. Jackson J. G. Ekerdt J. Catal. 1990 126 1 31 45
148. N. B. Jackson J. G. Ekerdt J. Catal. 1990 126 1 46 56
149. A. Sofianos Catal. Today 1992 15 1 149 175
150. T. J. Hazanec J. Catal. 1986 98 1 115 125
151. A.R. de la Osa A. De Lucas A. Romero J. L. Valverde P. Sánchez Fuel 2011 90 5 1935 1945
152. C. F. Huo Y. W. Li M. Beller H. Jiao Organometallics 2003 22 4665 4677
153. J. R. Zoeller E. M. Blakely R. M. Moncier T. J. Dickson Catal. Today 1997 36 3 227 241
154. J. Gong Q. Fan D. Jiang J. Mol. Catal. A: Chem. 1999 147 1-2 113 124
155. H. Jiang Z. Liu P. Pan G. Yuan J. Mol. Catal. A: Chem. 1999 148 1-2 215 225
156. Q. Xu S. Inoue N. Tsumori H. Mori M. Kameda M. Tanaka M. Fujiwara Y. Souma J. Mol. Catal. A: Chem. 2001 170 1-2 147 153
157. N. Tsumori Q. Xu Y. Souma H. Mori J. Mol. Catal. A: Chem. 2002 179 1-2 271 277
158. H. Mori A. Mori Q. Xu Y. Souma Tetrahedron Lett. 2002 43 44 7871 7874
159. K. Qiao C. Yokoyama Catal. Commun. 2006 7 7 450 453
160. P. Cheung A. Bhan G. J. Sunley E. Iglesia Angew. Chem., Int. Ed. 2006 45 1617 1620
161. F. E. Celik T. J. Kim A. T. Bell Angew. Chem., Int. Ed. 2009 48 4813 4815
162. F. E. Celik T. Kim A. N. Mlinar A. T. Bell J. Catal. 2010 274 150 162
163. S. A. I. Barri D. Chadwick Catal. Lett. 2011 141 6 749 753
164. K. Omata K. Fujimoto H. Yagita H. Mazaki H. Tominaga Stud. Surf. Sci. Catal. 1988 36 245 249
165. K. Fujimoto S. Bischoff K. Omata H. Yagita J. Catal. 1992 133 2 370 382