RU2269377C2 - Catalyst for synthesis of hydrocarbons from co and h2 (fischer-tropsch synthesis) - Google Patents

Catalyst for synthesis of hydrocarbons from co and h2 (fischer-tropsch synthesis) Download PDF

Info

Publication number
RU2269377C2
RU2269377C2 RU2003114789/04A RU2003114789A RU2269377C2 RU 2269377 C2 RU2269377 C2 RU 2269377C2 RU 2003114789/04 A RU2003114789/04 A RU 2003114789/04A RU 2003114789 A RU2003114789 A RU 2003114789A RU 2269377 C2 RU2269377 C2 RU 2269377C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
synthesis
catalyst
promoter
conversion
fluorine
Prior art date
Application number
RU2003114789/04A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2003114789A (en
Inventor
Ен Хва Ким (RU)
Ен Хва Ким
Евгений Викентьевич Лифанов (RU)
Евгений Викентьевич Лифанов
Анна Валерьевна Торопова (RU)
Анна Валерьевна Торопова
Федор Карлович Шмидт (RU)
Федор Карлович Шмидт
Original Assignee
Иркутский государственный университет
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 Иркутский государственный университет filed Critical Иркутский государственный университет
Priority to RU2003114789/04A priority Critical patent/RU2269377C2/en
Publication of RU2003114789A publication Critical patent/RU2003114789A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2269377C2 publication Critical patent/RU2269377C2/en

Links

Abstract

FIELD: industrial organic synthesis catalysts.
SUBSTANCE: in order to increase CO-into-hydrocarbons conversion, invention provides alumina-supported catalyst containing 10-20% active Co component (calculated as CoO), 0.1-1.0% promoter F, and 0.3-1.0% platinum group metal or first transition series metal promoters or mixtures thereof.
EFFECT: increased CO conversion.
2 tbl, 8 ex

Description

Изобретение относится к химической отрасли, в частности к составу катализаторов, и может быть использовано для превращения синтез-газа в спирты и углеводороды.The invention relates to the chemical industry, in particular to the composition of the catalysts, and can be used to convert synthesis gas to alcohols and hydrocarbons.

Известна каталитическая композиция, состоящая из кобальта в количестве 1-50 мас.%, тантала в количестве 0.05-5 мас.% и добавки инертного носителя до 100%, состоящего из диоксида кремния, оксида алюминия, диоксида титана и соответствующих смесей [1].Known catalytic composition consisting of cobalt in an amount of 1-50 wt.%, Tantalum in an amount of 0.05-5 wt.% And the addition of an inert carrier up to 100%, consisting of silicon dioxide, aluminum oxide, titanium dioxide and the corresponding mixtures [1].

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является катализатор конверсии синтез-газа в углеводороды по синтезу Фишера-Тропша, представляющий собой кобальт 12-40 мас.%; металл платиновой группы: платина, иридий, родий или их смесь 0.1-1.9 мас.%; остальное γ-оксид алюминия. При этом катализатор содержит 0.25-4.75% металла платиновой группы от содержания кобальта и 1% промоторов из смеси оксидов редкоземельных элементов [2].Closest to the invention in technical essence and the achieved effect is a catalyst for the conversion of synthesis gas to hydrocarbons by Fischer-Tropsch synthesis, which is a cobalt of 12-40 wt.%; platinum group metal: platinum, iridium, rhodium or a mixture thereof 0.1-1.9 wt.%; the rest is γ-alumina. Moreover, the catalyst contains 0.25–4.75% of a platinum group metal of the cobalt content and 1% of promoters from a mixture of rare earth oxides [2].

К недостаткам рассмотренных катализаторов следует отнести низкую степень конверсии СО в спирты и углеводороды.The disadvantages of the considered catalysts include a low degree of conversion of CO to alcohols and hydrocarbons.

Для устранения указанного недостатка предлагается катализатор, состоящий из активного компонента Со, промотора F с добавкой промоторов из металлов платиновой группы (платины, палладия) или первого переходного ряда (меди, хрома, цинка, титана), или их смесей и содержащий носитель окись алюминия при следующем содержании компонентов, мас.%:To eliminate this drawback, a catalyst is proposed consisting of the active component Co, promoter F with the addition of promoters from platinum group metals (platinum, palladium) or the first transition series (copper, chromium, zinc, titanium), or mixtures thereof and containing an alumina support the following content of components, wt.%:

Активный компонент (в пересчете на СоО)Active component (in terms of CoO) 10-2010-20 Промотор F Promoter F 0,1-1,00.1-1.0 Промотор металлы группы платины или первогоPromoter metals of the platinum group or first переходного ряда, или их смесейtransition row, or mixtures thereof 0,3-1,00.3-1.0 Носитель Carrier остальноеrest

Было обнаружено, что добавление фтора в концентрации от 0.1 до 1 мас.% к катализатору приводит к существенному повышению конверсии СО. Фтор может добавляться как при получении исходного носителя, так и непосредственно при приготовлении каталитической композиции.It was found that the addition of fluorine in a concentration of from 0.1 to 1 wt.% To the catalyst leads to a significant increase in the conversion of CO. Fluorine can be added both in the preparation of the starting medium and directly in the preparation of the catalyst composition.

Температура проведения реащии может колебаться в пределах от 150 до 300°С как и для обычных катализаторов синтеза Фишера-Тропша, давлении от 1 до 100 атм и объемной скорости синтез-газа от 100 до 2000 час-1.The temperature of carrying out the reaction can range from 150 to 300 ° C as for conventional Fischer-Tropsch synthesis catalysts, a pressure of 1 to 100 atm and a space velocity of the synthesis gas from 100 to 2000 h -1 .

Предлагаемая каталитическая композиция может быть приготовлена как методом смешения, так и методом пропитки.The proposed catalytic composition can be prepared both by mixing and by impregnation.

Способ приготовления катализаторов методом смешения состоит в том, что реагенты, входящие в состав композиции, смешиваются с предшественником γ-Al2О3 бемитом в заданном соотношении в виде водного раствора азотнокислых солей соответствующих металлов, (промотор) фтор добавляется в виде HF, после чего производится формирование и прокаливание композиции при t 450°С в течение 4 час. В этих условиях бемит переходит в γ-Al2O3, а азотнокислые соли металлов разлагаются с образованием оксидов соответствующих металлов.The method of preparation of the catalysts by mixing consists in the fact that the reagents that make up the composition are mixed with the precursor γ-Al 2 About 3 boehmite in a predetermined ratio in the form of an aqueous solution of nitric acid salts of the corresponding metals, (the promoter) fluorine is added in the form of HF, after which the composition is formed and calcined at t 450 ° C for 4 hours. Under these conditions, boehmite transforms into γ-Al 2 O 3 , and the nitrate salts of metals decompose to form oxides of the corresponding metals.

Способ приготовления катализаторов методом пропитки состоит в том, что вначале из бемита прокаливанием при t 450°С в течение 4 час изготавливается носитель γ-Al2О3. При этом (промотор) фтор в случае, если он используется в композиции, смешивается с бемитом в виде HF перед прокаливанием. Далее прокаленный носитель охлаждают до комнатной температуры, а затем наносятся используемые в композициях ингредиенты в виде водных растворов азотнокислых солей металлов. Полученные композиции прокаливаются при 450°С в течение 4 час. В этих условиях азотнокислые соли металлов разлагаются с образованием оксидов соответствующих металлов.The method of preparation of the catalysts by impregnation consists in the fact that first the carrier γ-Al 2 O 3 is made from boehmite by calcination at t 450 ° C for 4 hours. Moreover, the (promoter) fluorine, if used in the composition, is mixed with boehmite in the form of HF before calcination. Next, the calcined support is cooled to room temperature, and then the ingredients used in the compositions are applied in the form of aqueous solutions of metal nitrate salts. The resulting compositions are calcined at 450 ° C for 4 hours. Under these conditions, nitrate salts of metals decompose to form oxides of the corresponding metals.

Перед тестированием катализаторы восстанавливаются в токе водорода при 200°С в течение 1 час, затем температура поднимается до 450°С и продолжается восстановление катализаторов в течение еще 2 час.Before testing, the catalysts are reduced in a stream of hydrogen at 200 ° C for 1 hour, then the temperature rises to 450 ° C and catalyst recovery continues for another 2 hours.

Тестирование полученных катализаторов проводилось в реакторе проточного типа при Р=10 атм, Т=175°С, V катализатора 25 см3, объемная скорость синтез-газа составляла 100 ч-1. Состав синтез-газа отвечал концентрации водорода 67 об. % и концентрации СО 33 об. %.Testing of the obtained catalysts was carried out in a flow-type reactor at P = 10 atm, T = 175 ° C, V of catalyst 25 cm 3 , the volumetric rate of synthesis gas was 100 h -1 . The composition of the synthesis gas corresponded to a hydrogen concentration of 67 vol. % and concentration of CO 33 vol. %

Пример 1.Example 1

Каталитическая композиция, изготовленная методом пропитки, содержащая 15 мас.% кобальта (в пересчете на СоО), нанесенного на окись алюминия без фтора. Остальное - окись алюминия.An impregnated catalyst composition containing 15 wt.% Cobalt (in terms of CoO) supported on alumina without fluorine. The rest is aluminum oxide.

Пример 2Example 2

Каталитическая композиция, изготовленная методом смешения, содержащая 15 мас.% кобальта (в пересчете на СоО) и 0,27 мас.% фтора. Остальное - окись алюминия.A catalytic composition made by mixing, containing 15 wt.% Cobalt (in terms of CoO) and 0.27 wt.% Fluorine. The rest is aluminum oxide.

Пример 3Example 3

Каталитическая композиция, изготовленная методом смешения, содержащая 15 мас.% кобальта в пересчете на СоО и 0,1 мас.% фтора, платина 0,3 мас.%. Остальное - окись алюминия.A catalytic composition made by mixing, containing 15 wt.% Cobalt in terms of CoO and 0.1 wt.% Fluorine, platinum 0.3 wt.%. The rest is aluminum oxide.

Пример 4.Example 4

Каталитическая композиция, изготовленная методом пропитки, содержащая 15 мас.% кобальта в пересчете на СоО и 1,0 мас.% фтора, 1,0 мас.% палладия. Остальное - окись алюминия.An impregnated catalyst composition containing 15 wt.% Cobalt in terms of CoO and 1.0 wt.% Fluorine, 1.0 wt.% Palladium. The rest is aluminum oxide.

Пример 5Example 5

Каталитическая композиция, изготовленная методом пропитки, содержащая 10 мас.% кобальта в пересчете на СоО и 1 мас.% фтора. 1,0 мас.% меди. Остальное - окись алюминия.An impregnated catalyst composition containing 10 wt.% Cobalt in terms of CoO and 1 wt.% Fluorine. 1.0 wt.% Copper. The rest is aluminum oxide.

Пример 6Example 6

Каталитическая композиция, изготовленная методом смешения, содержащая 20 мас.% кобальта в пересчете на СоО и 0,27 мас.% фтора и смесь 0,3 мас.% палладия и 0,7 мас.% хрома. Остальное - окись алюминия.A catalytic composition made by mixing, containing 20 wt.% Cobalt in terms of CoO and 0.27 wt.% Fluorine and a mixture of 0.3 wt.% Palladium and 0.7 wt.% Chromium. The rest is aluminum oxide.

Пример 7Example 7

Каталитическая композиция, изготовленная методом смешения, содержащая 15 мас.% кобальта в пересчете на СоО и 0,27 мас.% фтора и смесь 0,3 мас.% палладия и 0,7 мас.% цинка. Остальное - окись алюминия.A catalytic composition made by mixing, containing 15 wt.% Cobalt in terms of CoO and 0.27 wt.% Fluorine and a mixture of 0.3 wt.% Palladium and 0.7 wt.% Zinc. The rest is aluminum oxide.

Пример 8Example 8

Каталитическая композиция, изготовленная методом пропитки, содержащая 15 мас.% кобальта в пересчете на СоО и 1 мас.% фтора. 1,0 мас.% титана. Остальное - окись алюминия.An impregnated catalyst composition containing 15 wt.% Cobalt in terms of CoO and 1 wt.% Fluorine. 1.0 wt.% Titanium. The rest is aluminum oxide.

В табл.1 представлены результаты влияния фтора и промоторов, состоящих из металлов платиновой группы, металлов первого переходного ряда или их смесей, на конверсию СО в синтез-газе, полученные при одинаковых условиях (Т, °С и линейных скоростях). Как видно из сравнения примера 1 и примера 2 (табл.1), фтор является промотором кобальтовых катализаторов синтеза Фишера-Тропша, так как его введение оказывает заметное влияние на увеличение конверсии СО. Из примеров 2 и 3-9 (табл.1) видно, что добавка металлов платиновой группы, металлов первого переходного ряда или из смесей значительно увеличивает конверсию СО в СФТ.Table 1 shows the results of the influence of fluorine and promoters, consisting of platinum group metals, metals of the first transition series or their mixtures, on the conversion of CO in synthesis gas, obtained under the same conditions (T, ° С and linear velocities). As can be seen from a comparison of Example 1 and Example 2 (Table 1), fluorine is a promoter of cobalt Fischer-Tropsch synthesis catalysts, since its introduction has a noticeable effect on the increase in CO conversion. From examples 2 and 3-9 (Table 1) it is seen that the addition of platinum group metals, metals of the first transition series or from mixtures significantly increases the conversion of CO to SFT.

Таблица 1
Влияние фтора на конверсию СО в синтез-газе
Table 1
The effect of fluorine on the conversion of CO in synthesis gas
№ примераExample No. Содержание кобальта, мас.%The cobalt content, wt.% ПромоторPromoter Содержание фтора, мас.%The fluorine content, wt.% Конверсия СО, %CO conversion,% НаименованиеName Кол-во мас.%Amount wt.% 1one 15fifteen -- -- 00 55,755.7 22 15fifteen -- -- 0,270.27 71,671.6 33 15fifteen PtPt 0,30.3 0,270.27 85,985.9 4four 15fifteen PdPd 1one 1,01,0 95,695.6 55 1010 CuCu 1,51,5 1,01,0 78,478,4 66 20twenty CrCr 0,70.7 0,270.27 89,189.1 PdPd 0,30.3 77 15fifteen ZnZn 0,70.7 0,270.27 75,375.3 PdPd 0,30.3 88 15fifteen TiTi 1one 1,01,0 74,674.6 Таблица 2
Сравнительные данные по конверсии СО известных и предлагаемой каталитической композиции
table 2
Comparative data on the conversion of CO known and the proposed catalyst composition
Известный катализаторKnown Catalyst Предлагаемый катализаторThe proposed catalyst Состав, мас.%Composition, wt.% Конверсия СО, %CO conversion,% Состав, мас.%Composition, wt.% Конверсия СО, %CO conversion,% Co - 20 Pt - 0,17Co - 20 Pt - 0.17 4040 Co - 15, Pt - 0,3, F - 0,27Co - 15, Pt - 0.3, F - 0.27 85.985.9 Co - 20 Rh - 0,33Co - 20 Rh - 0.33 5353 Co - 15, Pd - 1, F - 1Co - 15, Pd - 1, F - 1 95.695.6 Со - 20 Ir - 0,33Co - 20 Ir - 0.33 5353 Co - 20, Cr - 0,7, Pt - 0,3, F - 0,27Co - 20, Cr - 0.7, Pt - 0.3, F - 0.27 89.189.1

Сравнительные данные по конверсии СО известных и предлагаемой каталитической композиции представлены в таблице 2. Как видно из сравнения данных предлагаемой каталитической композиции и прототипа, введение в состав каталитической композиции фтора, металлов платиновой группы, металлов первого переходного ряда или их смесей существенно повышает конверсию синтез-газа (табл.2) в СФТ.Comparative data on the conversion of CO known and the proposed catalytic composition are presented in table 2. As can be seen from a comparison of the data of the proposed catalytic composition and the prototype, the introduction of fluorine, platinum group metals, metals of the first transition row or mixtures thereof significantly increases the synthesis gas conversion (Table 2) in SFT.

Источники информацииInformation sources

1. RU 99107565, кл. B 01 J 23/847, 2001.1. RU 99107565, class B 01 J 23/847, 2001.

2. RU 2024297, кл. B 01 J 23/89, 1994.2. RU 2024297, cl. B 01 J 23/89, 1994.

Claims (1)

Катализатор для синтеза углеводородов из СО и Н2 (Синтез Фишера-Тропша), состоящий из активного компонента Со, промотора и носителя, отличающийся тем, что в качестве промотора используют F с добавками промоторов из металлов платиновой группы, или металлов первого переходного ряда, или их смесей, и содержащий носитель - окись алюминия при следующем содержании компонентов, мас.%:A catalyst for the synthesis of hydrocarbons from CO and H 2 (Fischer-Tropsch synthesis), consisting of the active component Co, a promoter and a carrier, characterized in that F is used as a promoter with additions of promoters from platinum group metals, or metals of the first transition series, or mixtures thereof, and the containing carrier is alumina in the following components, wt.%: Активный компонент (в пересчете на СоО)Active component (in terms of CoO) 10-2010-20 Промотор F Promoter F 0,1-1,00.1-1.0 Промотор-металлы группы платины или первого переходного ряда, или их смеси The promoter metals of the platinum group or the first transition series, or mixtures thereof 0,3-1,00.3-1.0 Носитель Carrier ОстальноеRest
RU2003114789/04A 2003-05-19 2003-05-19 Catalyst for synthesis of hydrocarbons from co and h2 (fischer-tropsch synthesis) RU2269377C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003114789/04A RU2269377C2 (en) 2003-05-19 2003-05-19 Catalyst for synthesis of hydrocarbons from co and h2 (fischer-tropsch synthesis)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003114789/04A RU2269377C2 (en) 2003-05-19 2003-05-19 Catalyst for synthesis of hydrocarbons from co and h2 (fischer-tropsch synthesis)

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2003114789A RU2003114789A (en) 2005-02-10
RU2269377C2 true RU2269377C2 (en) 2006-02-10

Family

ID=35208028

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003114789/04A RU2269377C2 (en) 2003-05-19 2003-05-19 Catalyst for synthesis of hydrocarbons from co and h2 (fischer-tropsch synthesis)

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2269377C2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
RU2003114789A (en) 2005-02-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1380341B1 (en) Catalytic process for reforming hydrocarbon using said catalyst
RU2161067C2 (en) Method of preparing synthesis-gas-conversion catalyst, composition, catalyst, and gas synthesis
RU2259988C2 (en) Catalyst and method for preparing hydrocarbons
US20110110835A9 (en) Catalyst for decomposing nitrous oxide and method for performing processes comprising formation of nitrous oxide
Wyrwalski et al. Synergistic coupling of the redox properties of supports and cobalt oxide Co 3 O 4 for the complete oxidation of volatile organic compounds
US4273680A (en) Supported non-ferrous group VIII aluminate coprecipitated hydrogenation catalysts and process for their preparation
SA02230391B1 (en) hydrogenation catalyst and hydrogenation process
US4511673A (en) Catalyst for reforming of methanol and process of preparing same
EP1174386B1 (en) Catalyst for steam reforming of methanol and method for producing hydrogen therewith
US20120208695A1 (en) Supported rhodium synthesis gas conversion catalyst compositions
JP2009254981A (en) Ammonia decomposing catalyst and method of decomposing ammonia
EP0062912B1 (en) Process for the catalytic conversion of carbon monoxide and sulfactive co conversion catalyst
US5146013A (en) Process for the production of chloroform from carbon tetrachloride, catalytic compositions and process for obtaining them
EP2555864B1 (en) Catalyst compositions for producing mixed alcohols
RU2269377C2 (en) Catalyst for synthesis of hydrocarbons from co and h2 (fischer-tropsch synthesis)
JPS5929633B2 (en) Low-temperature steam reforming method for hydrocarbons
EP0029675B1 (en) Non-ferrous group viii aluminium coprecipitated hydrogenation catalysts, process for preparing these catalysts and their use in hydrogenation processes
US4273939A (en) Process for hydrogenating organic compounds by use of non-ferrous group VIII aluminum coprecipitated catalysts
JPH0788376A (en) Catalyst for steam-reforming-hydrocarbon
US20070093559A1 (en) Catalytic reduction and oxidation processes
CA2080651A1 (en) Catalyst and process for the catalytic partial oxidation of hydrocarbons
JP2002302463A (en) Process for conversion of 1,4-butynediol to 1,4-butenediol
JP2012223768A (en) Catalyst and method for decomposing ammonia
JP2012223769A (en) Method for producing ammonia decomposition catalyst
WO2022244797A1 (en) Method for producing isopropyl alcohol

Legal Events

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

Effective date: 20060520