RU2089533C1 - Method of preparing hydrocarbon gasolene fractions - Google Patents

Method of preparing hydrocarbon gasolene fractions Download PDF

Info

Publication number
RU2089533C1
RU2089533C1 RU94025090A RU94025090A RU2089533C1 RU 2089533 C1 RU2089533 C1 RU 2089533C1 RU 94025090 A RU94025090 A RU 94025090A RU 94025090 A RU94025090 A RU 94025090A RU 2089533 C1 RU2089533 C1 RU 2089533C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
catalyst
metal oxide
gas
oxide component
zeolite
Prior art date
Application number
RU94025090A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU94025090A (en
Inventor
В.М. Мысов
К.Г. Ионе
Original Assignee
Конструкторско-технологический институт каталитических и адсорбционных процессов на цеолитах "Цеосит" СО РАН
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Конструкторско-технологический институт каталитических и адсорбционных процессов на цеолитах "Цеосит" СО РАН filed Critical Конструкторско-технологический институт каталитических и адсорбционных процессов на цеолитах "Цеосит" СО РАН
Priority to RU94025090A priority Critical patent/RU2089533C1/en
Publication of RU94025090A publication Critical patent/RU94025090A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2089533C1 publication Critical patent/RU2089533C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Catalysts (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)

Abstract

FIELD: organic chemistry, more particularly petrochemistry. SUBSTANCE: present invention describes method of preparing hydrocarbon gasoline fractions by catalytic conversion of mixture of CO2 and H2 and/or mixture of CO2, CO and H2. Increased content of aromatic hydrocarbons in gasoline fractions at high degree of conversion of CO2, H2 and CO is attained by using zeolite ZSM-5 or ZSM-11 as zeolite catalyst component and composition consisting of three or more metal oxides of general formula: a CuO b ZnO c Al2O3 d Cr2O3 e W2O5 as metal oxide component wherein a, b, c, d and e are weight fractions of metal oxides in the metal oxide component composition: a=0-56, b=24-67, c=0-6, d=0-32, e=0-1 provided that a and d cannot be simultaneously zero, and process is carried out at temperature of 320-440 C, pressure of 40-100 atm. volumetric feed rate of initial gas into reaction cycle of 200-1500 h-1 at initial gas having volumetric ratio of CO/CO2=0-4 and H2/CO2=1-11 and metal oxide component to zeolite weight ratio of 50-70/30-50. EFFECT: more efficient preparation method. 2 cl, 4 tbl

Description

Изобретение относится к органической химии, а именно к нефтехимии и, в частности, к способу получения углеводородных бензиновых фракций каталитической конверсией смеси CO2 и H2 и/или смеси CO2, CO и H2. Получаемые при этом бензиновые фракции могут быть применены в практических целях в качестве автомобильного бензина.The invention relates to organic chemistry, in particular to petrochemistry and, in particular, to a method for producing hydrocarbon gasoline fractions by catalytic conversion of a mixture of CO 2 and H 2 and / or a mixture of CO 2 , CO and H 2 . The resulting gasoline fractions can be used for practical purposes as automobile gasoline.

Подавляющее количество углерода, выбрасываемого в атмосферу, связано с кислородом в виде CO2. Основное количество выбросов диоксида углерода в окружающую среду приходится на тепловые электростанции, металлургические комбинаты, химические и нефтехимические объединения. Зачастую на тех же предприятиях сжигаются газообразные продукты, состоящие более чем на 80 об. из H2. Более того, в настоящее время для производства водорода, используемого в азотной промышленности, перерабатывается большое количество природного газа. При этом основным побочным продуктом является диоксид углерода, часть которого используется для различных нужд предприятия, а также отпускается потребителям, а часть товарного CO2 не находит сбыта и его приходится выбрасывать в атмосферу. Смесь "лишнего" диоксида углерода с H2-содержащими факельными газами могла бы быть использована для производства дополнительной химической продукции и при этом была бы сэкономлена часть сырьевых ресурсов предприятия. Большинство CO2- и H2-содержащих промышленных выбросов содержит в качестве сопутствующих компонентов монооксид углерода, метан или азот, концентрация которых в газах может даже превышать содержание диоксида углерода. При этом в условиях промышленной реализации данного изобретения с целью переработки CO2- и H2-содержащих газов в бензиновую фракцию углеводородов не требуется дорогостоящая очистка данных газов от присутствующего в них монооксида углерода.The vast majority of the carbon emitted into the atmosphere is bound to oxygen in the form of CO 2 . The main amount of carbon dioxide emissions into the environment comes from thermal power plants, metallurgical plants, chemical and petrochemical associations. Often at the same enterprises, gaseous products consisting of more than 80 vol. from H 2 . Moreover, a large amount of natural gas is currently being processed to produce hydrogen used in the nitrogen industry. At the same time, the main by-product is carbon dioxide, part of which is used for various needs of the enterprise, and is also sold to consumers, and part of marketable CO 2 is not sold and has to be emitted into the atmosphere. A mixture of "excess" carbon dioxide with H 2 -containing flare gases could be used to produce additional chemical products and at the same time a part of the plant’s raw materials would be saved. Most of the CO 2 - and H 2 -containing industrial emissions contain carbon monoxide, methane or nitrogen as components, the concentration of which in gases may even exceed the content of carbon dioxide. Moreover, under the conditions of the industrial implementation of this invention, for the purpose of processing CO 2 and H 2 -containing gases into a gasoline fraction of hydrocarbons, an expensive purification of these gases from the carbon monoxide present in them is not required.

В настоящей заявке предлагается способ получения углеводородных бензиновых фракций из газовой смеси, содержащей CO2, H2 и, возможно, CO (в качестве сопутствующего компонента), имеющий ряд преимуществ по сравнению с другими способами.The present application provides a method for producing hydrocarbon gasoline fractions from a gas mixture containing CO 2 , H 2 and, possibly, CO (as an accompanying component), which has a number of advantages compared to other methods.

Известен способ получения различных органических продуктов, в т.ч. углеводородных бензиновых фракций из синтез-газа или смеси диоксида углерода и водорода /4/. A known method of producing various organic products, including hydrocarbon gasoline fractions from synthesis gas or a mixture of carbon dioxide and hydrogen / 4 /.

Согласно данному способу /4/ для превращения синтез-газа или смеси CO2 и H2 используют бифункциональный катализатор, содержащий цеолит в форме деалюминированного морденита, и композицию по крайней мере из двух переходных элементов, таких как медь, цинк и хром.According to this method / 4 /, a bifunctional catalyst containing a zeolite in the form of dealuminated mordenite and a composition of at least two transition elements such as copper, zinc and chromium are used to convert synthesis gas or a mixture of CO 2 and H 2 .

Газовая смесь CO2+H2 (H2:CO2 4:1) контактирует с катализатором при атмосферном давлении, температуре 175-350 oC и объемной скорости 3300 ч-1. Основными углеродсодержащими продуктами превращения диоксида углерода являются монооксид углерода, метанол, диметиловый эфир и метан. В продуктах реакции C2+ углеводороды полностью отсутствуют. При раздельном размещении в реакторе металлокисной композиции и цеолита газовая смесь CO2+H2 контактирует с оксидами металлов при температурах 200-250 oC, и далее без разделения полученная газовая смесь проходит слой деалюминированного морденита при температурах 250-450 oC. Давление в реакторе не превышает 1 атм, скорость подачи смеси CO2+H2 (H2:CO2 4:1) поддерживают на уровне 3300 ч-1. В результате конверсии диоксида углерода образуются органические продукты, состоящие из метанола, диметилового эфира и смеси углеводородов. Содержание бензиновой фракции в сумме всех образовавшихся углеводородов не превышает 30 мас. а мольное количество образовавшегося метанола в 5-10 раз больше мольного количества образовавшейся бензиновой фракции углеводородов. Основным недостатком способа является невысокая селективность процесса по углеводородной бензиновой фракции и низкая степень превращения газовой смеси в органические продукты (менее 1), что практически не позволяет в промышленных условиях выделить в товарном виде бензиновую фракцию углеводородов.The gas mixture of CO 2 + H 2 (H 2 : CO 2 4: 1) is in contact with the catalyst at atmospheric pressure, a temperature of 175-350 o C and a space velocity of 3300 h -1 . The main carbon-containing products of the conversion of carbon dioxide are carbon monoxide, methanol, dimethyl ether and methane. In the reaction products, C 2+ hydrocarbons are completely absent. When the metal composition and zeolite are separately placed in the reactor, the gas mixture CO 2 + H 2 is in contact with metal oxides at temperatures of 200-250 o C, and then without separation the resulting gas mixture passes through a dealuminated mordenite layer at temperatures of 250-450 o C. Pressure in the reactor does not exceed 1 atm, the feed rate of the mixture CO 2 + H 2 (H 2 : CO 2 4: 1) is maintained at 3300 h -1 . The conversion of carbon dioxide produces organic products consisting of methanol, dimethyl ether and a mixture of hydrocarbons. The content of the gasoline fraction in the total of all hydrocarbons formed does not exceed 30 wt. and the molar amount of methanol formed is 5-10 times the molar amount of the resulting gasoline fraction of hydrocarbons. The main disadvantage of this method is the low selectivity of the process for the hydrocarbon gasoline fraction and the low degree of conversion of the gas mixture into organic products (less than 1), which practically does not allow to isolate the gasoline fraction of hydrocarbons in commercial form.

Наиболее близким к изобретению по своей технической сущности является способ конверсии синтез-газ в смеси углеводородов /1/. Согласно выбранному прототипу для превращения синтез-газа используют механические смеси Zn-Cr (или Zn-Cu-Cr(Al) или Zn-Cu-Cr-La), содержащие катализаторы синтеза метанола и цеолита ZSM-5(11, 12, 35, 38). Синтез-газ (H2:CO 0,2-6,0) превращают в смесь C1-C6 углеводородов (преимущественно C1-C4 парафинов) при давлениях 1-1000 атм, температурах 260-600 oC и объемных скоростях исходного синтез-газа по отношению к объему загруженного катализатора 500-50000 ч-1.Closest to the invention in its technical essence is a method for the conversion of synthesis gas in a mixture of hydrocarbons / 1 /. According to the selected prototype, Zn-Cr mechanical mixtures (or Zn-Cu-Cr (Al) or Zn-Cu-Cr-La) containing catalysts for the synthesis of methanol and zeolite ZSM-5 are used to convert synthesis gas (11, 12, 35, 38). The synthesis gas (H 2 : CO 0.2-6.0) is converted into a mixture of C 1 -C 6 hydrocarbons (mainly C 1 -C 4 paraffins) at pressures of 1-1000 atm, temperatures of 260-600 o C and space velocities the initial synthesis gas in relation to the volume of the loaded catalyst 500-50000 h -1 .

Наиболее оптимальным для получения бензиновой фракции является следующий пример из прототипа /1/. В качестве катализатора используют механическую смесь Cu-содержащего катализатора синтеза метанола цеолита ZSM-5 с объемным отношением Cu-катализатор/ZSM-5 1/4. Синтез-газ (H2:CO 2:1) контактирует с катализатором при давлении 53 атм, температуре 364 oC, объемной скорости исходного синтез-газа по отношению к объему загруженного катализатора 1210 ч1. Конверсия CO и H2 в процессе составляет 80 и 38 соответственно. На выходе получают углеводороды состава (мас.): метан 4, этан 21, пропан 21, бутаны 17, пентаны 10, остальные углеводороды (C6+) 27. При этом C6+ фракция углеводородов содержит 34 мас. ароматических углеводородов, что в пересчете на фракцию C5+ составляет 25 мас. Данным способом получают углеводородную бензиновую фракцию с относительно низким содержанием ароматических углеводородов, а содержание C5+ углеводородов в сумме образовавшихся углеводородов не превышает 37 мас. В итоге согласно прототипу основными углеводородными продуктами превращения CO являются C2-C4 углеводороды.The most optimal for obtaining a gasoline fraction is the following example from the prototype / 1 /. The catalyst used is a mechanical mixture of a Cu-containing catalyst for the synthesis of methanol zeolite ZSM-5 with a volume ratio of Cu-catalyst / ZSM-5 1/4. The synthesis gas (H 2 : CO 2: 1) is in contact with the catalyst at a pressure of 53 atm, a temperature of 364 o C, the volumetric rate of the initial synthesis gas with respect to the volume of the loaded catalyst 1210 h 1 . The conversion of CO and H 2 in the process is 80 and 38, respectively. At the output, hydrocarbons of the composition (wt.) Are obtained: methane 4, ethane 21, propane 21, butanes 17, pentanes 10, the remaining hydrocarbons (C 6+ ) 27. In this case, the C 6+ hydrocarbon fraction contains 34 wt. aromatic hydrocarbons, which in terms of the fraction of C 5+ is 25 wt. In this way, a hydrocarbon gasoline fraction with a relatively low content of aromatic hydrocarbons is obtained, and the content of C 5+ hydrocarbons in the total amount of hydrocarbons formed does not exceed 37 wt. As a result, according to the prototype, the main hydrocarbon products of CO conversion are C 2 -C 4 hydrocarbons.

Задачей настоящего изобретения является получение углеводородных бензиновых фракций с высоким содержанием ароматических углеводородов. The present invention is to obtain hydrocarbon gasoline fractions with a high content of aromatic hydrocarbons.

Поставленная задача решается тем, что в способе получения углеводородных бензиновых фракций из газа, содержащего H2 и CO2 или H2, CO2 и CO, путем контактирования газа при температуре 320-440 oC, давлении 40-100 атм и объемном отношении H2/(CO+CO2), равном 1-3, с катализатором, содержащим цеолит типа ZSM-5 или ZSM-11 и металлоксидный компонент, включающий оксиды цинка, меди и/или хрома, используют катализатор, который содержит металлоксидный компонент, содержащий три или более оксидов металлов, имеющий общую формулу
a CuO b ZnO c Al2O3 d Cr2O3 e W2O5,
где a, b, c, d и e массовые доли оксидов металлов в составе металлоксидного компонента a 0-56, b 24-67, c 0-6, d 0-32, e 0-1 при условии, что a и b не могут быть одновременно равны нулю и процесс проводят при объемной скорости подачи исходного газа 200-1500 ч-1, при объемном соотношении в исходном газе CO/CO2 0-4 и H2/CO2 1-1.
The problem is solved in that in the method of producing hydrocarbon gasoline fractions from a gas containing H 2 and CO 2 or H 2 , CO 2 and CO, by contacting the gas at a temperature of 320-440 o C, a pressure of 40-100 atm and a volume ratio of H 2 / (CO + CO 2 ), equal to 1-3, with a catalyst containing a zeolite of the type ZSM-5 or ZSM-11 and a metal oxide component including zinc, copper and / or chromium oxides, a catalyst is used that contains a metal oxide component containing three or more metal oxides having the general formula
a CuO b ZnO c Al 2 O 3 d Cr 2 O 3 e W 2 O 5 ,
where a, b, c, d and e are the mass fractions of metal oxides in the metal oxide component a 0-56, b 24-67, c 0-6, d 0-32, e 0-1 provided that a and b are not can be simultaneously zero and the process is carried out at a volumetric feed rate of 200-1500 h -1 , with a volumetric ratio in the source gas CO / CO 2 0-4 and H 2 / CO 2 1-1.

Задача решается также тем, что используют катализатор, содержащий 30-50 мас. цеолита и 50-70 мас. металлоксидного компонента. The problem is also solved by the fact that using a catalyst containing 30-50 wt. zeolite and 50-70 wt. metal oxide component.

Отличительными признаками изобретения являются:
a) в способе используют катализатор, содержащий металлокисный компонент из трех или более оксидов металлов общей формулы:
a CuO b ZnO c Al2O3 d Cr2O3 e W2O5,
где a, b, c, d и e массовые доли оксидов металлов в составе металлоксидного компонента, a 0-56, b 24-67, c 0-6, d 0-32, e 0-1, при этом a и b не могут быть одновременно равны нулю;
б) процесс проводят при объемной скорости подачи исходного газа 200-1500 ч-1;
в) объемное соотношение в исходном газе CO/CO2 0-4 и H2/CO2 1-11;
г) используют катализатор, содержащий 30-50 мас. цеолита и 50-70 мас. металлокисного компонента.
Distinctive features of the invention are:
a) the method uses a catalyst containing a metal oxide component of three or more metal oxides of the General formula:
a CuO b ZnO c Al 2 O 3 d Cr 2 O 3 e W 2 O 5 ,
where a, b, c, d and e are the mass fractions of metal oxides in the metal oxide component, a 0-56, b 24-67, c 0-6, d 0-32, e 0-1, while a and b are not can be simultaneously zero;
b) the process is carried out at a volumetric feed rate of the source gas of 200-1500 h -1 ;
C) the volume ratio in the source gas CO / CO 2 0-4 and H 2 / CO 2 1-11;
g) using a catalyst containing 30-50 wt. zeolite and 50-70 wt. metal oxide component.

Выбор условий проведения процесса синтеза бензиновых фракций из газа, содержащего H2 и CO2 или H2, CO2 и CO, обусловлен следующими факторами. Нижний предел температуры 320 oC является пределом минимальной каталитической активности используемых катализаторов в синтезе ароматических углеводородов, верхняя граница температуры (440 oC) связана с началом интенсивной необратимой дезактивации металлокисного компонента катализатора. Повышенное давление необходимо для более глубокого протекания промежуточных реакций. Объемная скорость подачи исходного газа определяется активностью используемого катализатора при фиксированном давлении и температуре. Заявляемое значение объемной скорости является наиболее оптимальным для получения бензиновой фракции. Соотношение между H2 и CO2, а также между CO2 и CO (в случае присутствия CO в исходном газе) определяется стехиометрией протекания химических реакций синтеза углеводородов. Например, для образования группы "CH2" парафиновых углеводородов на один атом углерода требуется два атома водорода, для синтеза ароматического кольца расход водорода снижается в два раза, а наличие связанного "O" в исходном сырье увеличивает потребление водорода при образовании молекул H2O. Исходя из теоретических предпосылок, эксперименты проводились в условиях, достаточно близких к стехиометрическому соотношению между "C", "O" и "H", а объемные соотношения CO/CO2 и H2/CO2 в исходном газе, равные 0-4 и 1-11 соответственно, были получены экспериментально, исходя из селективности процесса по ароматическим углеводородам.The choice of conditions for the process of synthesis of gasoline fractions from a gas containing H 2 and CO 2 or H 2 , CO 2 and CO is determined by the following factors. The lower temperature limit of 320 o C is the limit of the minimum catalytic activity of the used catalysts in the synthesis of aromatic hydrocarbons, the upper temperature limit (440 o C) is associated with the beginning of intensive irreversible deactivation of the metal oxide component of the catalyst. Increased pressure is necessary for a deeper course of intermediate reactions. The volumetric feed rate of the source gas is determined by the activity of the catalyst used at a fixed pressure and temperature. The claimed value of the space velocity is the most optimal for obtaining a gasoline fraction. The ratio between H 2 and CO 2 , as well as between CO 2 and CO (in the presence of CO in the feed gas) is determined by the stoichiometry of chemical reactions of hydrocarbon synthesis. For example, for the formation of the “CH 2 ” group of paraffin hydrocarbons per carbon atom, two hydrogen atoms are required, for the synthesis of the aromatic ring, the hydrogen consumption is halved, and the presence of the bound “O” in the feed increases hydrogen consumption during the formation of H 2 O molecules. Based on theoretical assumptions, the experiments were carried out under conditions sufficiently close to the stoichiometric ratio between “C”, “O” and “H”, and the volumetric ratios of CO / CO 2 and H 2 / CO 2 in the feed gas were 0-4 and 1-11, respectively, were obtained experiment flax based on the selectivity of the process for aromatic hydrocarbons.

В настоящем изобретении используют каталитические композиции, состоящие из цеолита ZSM-5 или ZSM-11 и металлокисных композиций в различном сочетании, которые позволяют совместить протекание реакций гидрирования оксидов углерода и синтеза углеводородов на одном зерне катализатора. Оптимальное массовое соотношение между цеолитом и оксидами металлов в катализаторе подбиралось экспериментально (см. табл. 1). Применение в рассматриваемом процессе катализаторов, имеющих отличное от заявленных в изобретении соотношений между цеолитом и металлокисной композицией, приводит к значительному ухудшению показателей процесса синтеза, бензиновой фракции, а именно селективности катализатора по ароматическим углеводородам и бензиновой фракции углеводородов. Сочетание трех или более оксидов металлов в металлокисной композиции позволяет максимально превратить исходное сырье в промежуточный метанол при высокой термической и каталитической стабильности работы композиции, при этом активным компонентом катализатора синтеза метанола являются химические соединения, содержащие Zn и Cu или Zn и Cr, и поэтому необходимо обязательное присутствие в катализаторе наряду с оксидом Zn также оксида Cu или Cr. In the present invention, catalytic compositions are used consisting of zeolite ZSM-5 or ZSM-11 and metal oxide compositions in various combinations, which allow combining the reactions of hydrogenation of carbon oxides and synthesis of hydrocarbons on one grain of the catalyst. The optimal mass ratio between zeolite and metal oxides in the catalyst was selected experimentally (see table. 1). The use of catalysts in the process under consideration that have different ratios between the zeolite and the metal oxide composition as claimed in the invention leads to a significant deterioration in the performance of the synthesis process, gasoline fraction, namely, catalyst selectivity for aromatic hydrocarbons and gasoline fraction of hydrocarbons. The combination of three or more metal oxides in a metal oxide composition allows maximum conversion of the feedstock to intermediate methanol with high thermal and catalytic stability of the composition, while the active components of the methanol synthesis catalyst are chemical compounds containing Zn and Cu or Zn and Cr, and therefore the presence in the catalyst along with Zn oxide also of Cu or Cr oxide.

Для сравнения двух процессов синтеза бензиновых фракций из синтез-газа (аналогично прототипу) и смеси CO2 и H2 эксперименты по превращению синтез-газа и смеси CO2 и H2 проведены на одном катализаторе при одинаковых условиях. Катализатор и условия экспериментов выбраны на основе данных прототипа и настоящего изобретения. Ниже приводится пример, аналогичный прототипу.To compare the two processes of synthesis of gasoline fractions from synthesis gas (similar to the prototype) and a mixture of CO 2 and H 2, experiments on the conversion of synthesis gas and a mixture of CO 2 and H 2 were carried out on the same catalyst under the same conditions. The catalyst and experimental conditions are selected based on the data of the prototype and the present invention. The following is an example similar to the prototype.

Пример 1. (аналогично прототипу). В изотермический реактор загружают 120 см3 катализатора N 1а зернения 3•4 мм. Исходную газовую смесь состава (об.): H2-65,2, CO-34,3 и CH4 подают с объемной скоростью 650 ч-1 (в расчете на загруженный катализатор) в реакторный блок на смешение с циркулирующим в блоке газом. Реакторный блок состоит из реактора с обогревом, холодильника-конденсатора, сепараторов высокого и низкого давления, промежуточного сборника жидких продуктов и электромагнитного насоса для циркуляции газа. Процесс синтеза углеводородов ведут под давлением 80 атм и при температуре в слое катализатора 400 oC. Для предотвращения накопления в реакторном блоке неконденсируемых продуктов из блока после сепаратора высокого давления постоянно отводят часть реакционного газа. Жидкие продукты (бензиновая фракция, вода, метанол), выводимый из реакторного блока газ и выделяемые при дросселировании газообразные углеводороды анализируют раздельно методом газовой хроматографии. Условия проведения и основные показатели опыта показаны в табл. 2.Example 1. (similar to the prototype). 120 cm 3 of catalyst N 1a of grain size 3 • 4 mm are loaded into an isothermal reactor. The initial gas mixture of composition (vol.): H 2 -65,2, CO-34,3 and CH 4 serves with a space velocity of 650 h -1 (calculated on the loaded catalyst) in the reactor block for mixing with the circulating gas in the block. The reactor block consists of a heated reactor, a refrigerator-condenser, high and low pressure separators, an intermediate collector of liquid products and an electromagnetic pump for gas circulation. The process of hydrocarbon synthesis is carried out at a pressure of 80 atm and at a temperature in the catalyst bed of 400 o C. To prevent the accumulation of non-condensable products in the reactor block, part of the reaction gas is constantly removed from the block after the high pressure separator. Liquid products (gasoline fraction, water, methanol), gas discharged from the reactor block and gaseous hydrocarbons released during throttling are analyzed separately by gas chromatography. The conditions and main indicators of experience are shown in table. 2.

Катализатор N 1а готовят следующим образом. Порошок Zn-Cr-катализатор (атомное отношение Zn:Cr 2:1) смешивают с порошком высококремнеземистого цеолита типа ZSM-5 в H-форме состава 0,01 Na2 Al2O3 34 SiO2 в массовом соотношении 70/30. Полученную смесь гранулируют методом экструзии с добавлением 20 мас. гидроокиси алюминия. Экструдаты катализатора сушат при температуре 120 oC в течение 4 ч. Промышленная применимость изобретения иллюстрируется примерами 2-28.Catalyst N 1a is prepared as follows. Powder Zn-Cr catalyst (atomic ratio Zn: Cr 2: 1) is mixed with a powder of high silica zeolite of the ZSM-5 type in the H-form with a composition of 0.01 Na 2 Al 2 O 3 34 SiO 2 in a weight ratio of 70/30. The resulting mixture was granulated by extrusion with the addition of 20 wt. aluminum hydroxide. The extrudates of the catalyst were dried at a temperature of 120 ° C. for 4 hours. The industrial applicability of the invention is illustrated in Examples 2-28.

Пример 2. В изотермический реактор загружают 120 см3 катализатора N 16 зернения 3•4 мм. Исходную газовую смесь состава (об.): H2-75,9, CO2-24,0 и N2-0,1 подают с объемной скоростью 1000 ч-1 (в расчете на загруженный катализатор) в реакторный блок на смешение с циркулирующим в блоке газом. Реакторный блок состоит из реактора с обогревом, холодильника-конденсатора, сепараторов высокого и низкого давления, промежуточного сборника жидких продуктов и электромагнитного насоса для циркуляции газа. Процесс синтеза углеводородов ведут под давлением 100 атм и при температуре в слое катализатора 400 oC. Для предотвращения накопления в реакторном блоке неконденсируемых продуктов из блока после сепаратора высокого давления постоянного отводят часть реакционного газа. Жидкие продукты (бензиновая фракция, вода, метанол), выводимый из реакторного блока газ и выделяемые при дросселировании газообразные углеводороды анализируют раздельно методом газовой хроматографии. Условия проведения и основные показатели показаны в табл. 3. Катализатор N 16 готовят следующим образом. Порошок Zn-Cr-катализатора (атомное отношение Zn:Cr 2:1) смешивают с порошком высококремнеземистого цеолита типа ZSM-5 в H-форме состава 0,01 Na2O Al2O3 34 SiO2 в массовом соотношении 50/50. Полученную смесь гранулируют методом экструзии с добавлением 20 мас. гидроокиси алюминия. Экструдаты катализатора сушат при температуре 120 oC в течение 4 ч.Example 2. In an isothermal reactor, 120 cm 3 of catalyst N 16 with a grain size of 3 • 4 mm were charged. The initial gas mixture of composition (vol.): H 2 -75.9, CO 2 -24.0 and N 2 -0.1 served with a space velocity of 1000 h -1 (calculated on the loaded catalyst) in the reactor block for mixing with gas circulating in the block. The reactor block consists of a heated reactor, a condenser refrigerator, high and low pressure separators, an intermediate collector of liquid products and an electromagnetic pump for gas circulation. The process of hydrocarbon synthesis is carried out at a pressure of 100 atm and at a temperature in the catalyst bed of 400 ° C. To prevent the accumulation of non-condensable products in the reactor block, part of the reaction gas is removed from the block after the constant high pressure separator. Liquid products (gasoline fraction, water, methanol), gas discharged from the reactor block and gaseous hydrocarbons released during throttling are analyzed separately by gas chromatography. The conditions and main indicators are shown in table. 3. The catalyst N 16 is prepared as follows. The powder of the Zn-Cr catalyst (atomic ratio Zn: Cr 2: 1) is mixed with a powder of high silica zeolite of the ZSM-5 type in the H-form with a composition of 0.01 Na 2 O Al 2 O 3 34 SiO 2 in a mass ratio of 50/50. The resulting mixture was granulated by extrusion with the addition of 20 wt. aluminum hydroxide. The extrudates of the catalyst are dried at a temperature of 120 o C for 4 hours

Примеры 3-22. Аналогичны примеру 2. Условия процесса приведены в табл. 3, составы катализаторов в табл. 1. Приготовление катализаторов N 4, и N 1 в аналогично катализаторам N 1а и N 16. Катализатор N 2 готовят следующим образом. Порошок Cu-Zn-Al-катализатора смешивают с порошком высококремнеземистого цеолита типа ZSM-5 в H-форме в весовом соотношении 70/30. Полученную смесь прессуют в таблетки. Таблетки дробят до фракции 1-3 мм. Приготовление катализатора N 3 аналогично катализатору N 2. Examples 3-22. Similar to example 2. The process conditions are given in table. 3, the compositions of the catalysts in table. 1. The preparation of catalysts N 4 and N 1 in the same way as catalysts N 1a and N 16. Catalyst N 2 is prepared as follows. The powder of the Cu-Zn-Al catalyst is mixed with the powder of a high silica zeolite of the ZSM-5 type in the H form in a weight ratio of 70/30. The resulting mixture is compressed into tablets. The tablets are crushed to a fraction of 1-3 mm. The preparation of catalyst N 3 is similar to catalyst N 2.

Примеры 23-28. Аналогичны примеру 2. При этом в качестве исходного газа используют смесь, состоящую из CO2, CO и H2 в различных соотношениях. Условия процесса приведены в табл. 4, составы катализаторов в табл. 4, составы катализаторов в табл. 1. Для характеристики соотношения активных компонентов газовых смесей в табл. 2-4 показана величина 1 (функционал). Значения f рассчитывают по уравнению:

Figure 00000001

Как видно из приведенных примеров и представленных в табл. 2-4 результатов, использование в качестве исходного сырья CO2+H2 или CO2+CO+H2 вместо CO+H2 (по прототипу) для получения углеводородных бензиновых фракций в условиях настоящего изобретения приводит к увеличению содержания ароматических углеводородов в получаемой бензиновой фракции и, как следствие, к повышению ее октанового числа.Examples 23-28. Similar to example 2. In this case, a mixture consisting of CO 2 , CO and H 2 in various ratios is used as the source gas. The process conditions are given in table. 4, the compositions of the catalysts in table. 4, the compositions of the catalysts in table. 1. To characterize the ratio of active components of gas mixtures in table. 2-4 shows the value 1 (functional). The values of f are calculated by the equation:
Figure 00000001

As can be seen from the above examples and presented in table. 2-4 results, the use of CO 2 + H 2 or CO 2 + CO + H 2 as a feedstock instead of CO + H 2 (according to the prototype) for producing hydrocarbon gasoline fractions under the conditions of the present invention leads to an increase in the content of aromatic hydrocarbons in the resulting gasoline fraction and, as a consequence, to increase its octane number.

Claims (2)

1. Способ получения углеводородов бензиновых фракций из газа, содержащего Н2 и СО2 или Н2, СО2 и СО, путем контактирования газа при температуре 320 440oС, давлении 40 100 атм и объемном отношении Н2 / (СО + СО2), равном 1 3, с катализатором, содержащим цеолит типа ZSM-5 или ZSM-11 и металлоксидный компонент, включающий оксиды цинка, меди и/или хрома, отличающийся тем, что используют катализатор, который содержит металлоксидный компонент, содержащий три или более оксида металла, имеющий общую формулу
aCuO bZnO cAl2O3 dCr2O3 eW2O5
где a, b, c, d и е массовые доли оксидов металлов в составе металлоксидного компонента, а 0 56, b 24 67, с 0 6, d 0 32, c 0 1, при условии, что а и d не могут быть одновременно равны нулю,
и процесс проводят при объемной скорости подачи исходного газа 200 1500 ч-1, при объемном соотношении в исходном газе СО/СО2 0 4 и Н2/СО2 1 11.
1. The method of producing hydrocarbons of gasoline fractions from a gas containing H 2 and CO 2 or H 2 , CO 2 and CO, by contacting the gas at a temperature of 320 440 o With a pressure of 40 to 100 ATM and a volume ratio of H 2 / (CO + CO 2 ), equal to 1 3, with a catalyst containing a zeolite of the type ZSM-5 or ZSM-11 and a metal oxide component including zinc, copper and / or chromium oxides, characterized in that a catalyst is used that contains a metal oxide component containing three or more oxides metal having the general formula
aCuO bZnO cAl 2 O 3 dCr 2 O 3 eW 2 O 5
where a, b, c, d and e are the mass fractions of metal oxides in the metal oxide component, and 0 56, b 24 67, s 0 6, d 0 32, c 0 1, provided that a and d cannot be simultaneously equal to zero
and the process is carried out at a volumetric feed rate of 200 to 1500 h - 1 , at a volumetric ratio in the feed gas of CO / CO 2 0 4 and H 2 / CO 2 1 11.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют катализатор, содержащий 30 50 мас. цеолита и 50 70 мас. металлоксидного компонента. 2. The method according to claim 1, characterized in that they use a catalyst containing 30 to 50 wt. zeolite and 50 to 70 wt. metal oxide component.
RU94025090A 1994-07-04 1994-07-04 Method of preparing hydrocarbon gasolene fractions RU2089533C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU94025090A RU2089533C1 (en) 1994-07-04 1994-07-04 Method of preparing hydrocarbon gasolene fractions

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU94025090A RU2089533C1 (en) 1994-07-04 1994-07-04 Method of preparing hydrocarbon gasolene fractions

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU94025090A RU94025090A (en) 1996-05-27
RU2089533C1 true RU2089533C1 (en) 1997-09-10

Family

ID=20158066

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU94025090A RU2089533C1 (en) 1994-07-04 1994-07-04 Method of preparing hydrocarbon gasolene fractions

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2089533C1 (en)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003093209A1 (en) * 2002-04-30 2003-11-13 Zakrytoe Aktsionernoe Obschestvo 'departament Nauchno-Proizvodstvennich I Commercheskich Otnosheny' Method for producing motor fuels
US6992113B2 (en) 2003-11-25 2006-01-31 Chevron U.S.A. Inc. Control of CO2 emissions from a fischer-tropsch facility by use of dual functional syngas conversion
US6992114B2 (en) 2003-11-25 2006-01-31 Chevron U.S.A. Inc. Control of CO2 emissions from a Fischer-Tropsch facility by use of multiple reactors
WO2006126913A2 (en) * 2005-05-23 2006-11-30 Joint-Stock Company 'siberian Technological Company 'zeosit' Method for producing hydrocarbons from carbon oxides and hydrogen
EA008700B1 (en) * 2005-07-29 2007-06-29 Чавдар Ангелов Ангелов Method of obtaining hydrocarbons from carbon dioxide
WO2017210954A1 (en) * 2016-06-07 2017-12-14 中国科学院大连化学物理研究所 Catalyst and method for manufacturing aromatic hydrocarbon by directly converting synthesis gas
RU2715244C1 (en) * 2016-10-24 2020-02-26 Далянь Инститьют Оф Кемикал Физикс, Чайниз Академи Оф Сайенсез Method of producing aromatic hydrocarbons

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110496639B (en) * 2018-05-17 2022-05-27 中国科学院大连化学物理研究所 Catalyst for aromatic hydrocarbon synthesis and preparation method and application thereof

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Патент США N 4096163, кл. C 07 C 1/04, 1978. 2. Патент США N 4180516, кл. C 07 C 1/04, 1979. 3. Патент США N 4086262, кл. C 07 C 1/04, 1978. 4. Заявка ЕПВ N 004469, кл. C 07 C 1/02, 1984. *

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003093209A1 (en) * 2002-04-30 2003-11-13 Zakrytoe Aktsionernoe Obschestvo 'departament Nauchno-Proizvodstvennich I Commercheskich Otnosheny' Method for producing motor fuels
US6992113B2 (en) 2003-11-25 2006-01-31 Chevron U.S.A. Inc. Control of CO2 emissions from a fischer-tropsch facility by use of dual functional syngas conversion
US6992114B2 (en) 2003-11-25 2006-01-31 Chevron U.S.A. Inc. Control of CO2 emissions from a Fischer-Tropsch facility by use of multiple reactors
WO2006126913A2 (en) * 2005-05-23 2006-11-30 Joint-Stock Company 'siberian Technological Company 'zeosit' Method for producing hydrocarbons from carbon oxides and hydrogen
WO2006126913A3 (en) * 2005-05-23 2007-01-18 Joint Stock Company Siberian T Method for producing hydrocarbons from carbon oxides and hydrogen
EA008700B1 (en) * 2005-07-29 2007-06-29 Чавдар Ангелов Ангелов Method of obtaining hydrocarbons from carbon dioxide
WO2017210954A1 (en) * 2016-06-07 2017-12-14 中国科学院大连化学物理研究所 Catalyst and method for manufacturing aromatic hydrocarbon by directly converting synthesis gas
US10618855B2 (en) 2016-06-07 2020-04-14 Dalian Institute Of Chemical Physics, Chinese Academy Of Sciences Catalyst and method for synthesis of aromatic hydrocarbons through direct conversion of synthesis gas
RU2715244C1 (en) * 2016-10-24 2020-02-26 Далянь Инститьют Оф Кемикал Физикс, Чайниз Академи Оф Сайенсез Method of producing aromatic hydrocarbons

Also Published As

Publication number Publication date
RU94025090A (en) 1996-05-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SU632296A3 (en) Synthetic gasoline producing method
US4011275A (en) Conversion of modified synthesis gas to oxygenated organic chemicals
EP3166912A1 (en) Conversion of carbon monoxide, carbon dioxide, or a combination thereof over hybrid catalyst
RU2562459C2 (en) Method of producing light olefins from synthesis gas
WO2006009099A1 (en) Process for producing ethylene and propylene
CN101511477B (en) Catalyst for liquefied petroleum gas production and method for producing liquefied petroleum gas using the catalyst
RU2089533C1 (en) Method of preparing hydrocarbon gasolene fractions
US5126377A (en) Catalyst for conversion of synthesis gas into hydrocarbons
RU2284312C1 (en) Process of producing hydrocarbons from carbon oxides and hydrogen
RU2446135C1 (en) Method of producing liquid hydrocarbons
RU2326101C1 (en) Synthetic petroleum, method of its production, catalyst for this method and method to produce catalyst
RU2143417C1 (en) Method of preparing motor fuels from carbon-containing stock
RU2749513C1 (en) Organic base-modified composite catalyst and method for synthesis of ethylene by hydrogenation of carbon monoxide
Dzikh et al. Mixing effect of USHY+ HZSM-5 for different catalyst ratios on the n-heptane transformation
Park et al. Catalytic reduction of carbon dioxide. The effects of catalysts and reductants
WO2004076064A1 (en) Catalyst and process for the preparation of linear alkanes
EP0229952A2 (en) A process for making light olefins from alcohols and ethers
EP0082701B1 (en) A process for producing a mixture of hydrocarbons rich in benzene, toluene, and xylene
RU2175960C2 (en) Hydrocarbon gasoline fractions' production process
RU2242279C2 (en) Paraffin c2-c5-hydrocarbon conversion catalyst, method of preparation thereof, and a method for conversion of paraffin c2-c5-hydrocarbons into lower olefins
GB2211201A (en) Hydrocarbon processing
JP5683011B2 (en) Gasoline composition and method for producing gasoline composition
Yarlagadda et al. Conversion of methanol to hydrocarbons over silica-alumina: Selective Formation of Lower Olefins
RU2204546C1 (en) Process of production of hydrocarbons from carbon oxides and hydrogen
RU2236289C1 (en) Aliphatic c2-c12-hydrocarbon conversion catalyst, method of preparation thereof and a method for converting aliphatic c2-c12-hydrocarbons into high-octane gasoline and/or aromatic hydrocarbons

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20090705