RU2430780C2 - Нанокатализатор на основе переходного металла, способ его приготовления и использование в реакции синтеза фишера-тропша - Google Patents
Нанокатализатор на основе переходного металла, способ его приготовления и использование в реакции синтеза фишера-тропша Download PDFInfo
- Publication number
- RU2430780C2 RU2430780C2 RU2009143200/04A RU2009143200A RU2430780C2 RU 2430780 C2 RU2430780 C2 RU 2430780C2 RU 2009143200/04 A RU2009143200/04 A RU 2009143200/04A RU 2009143200 A RU2009143200 A RU 2009143200A RU 2430780 C2 RU2430780 C2 RU 2430780C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- transition metal
- fischer
- reaction
- tropsch synthesis
- hydrogen
- Prior art date
Links
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 66
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 title claims abstract description 53
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 title claims abstract description 41
- 239000011943 nanocatalyst Substances 0.000 title claims abstract description 37
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title description 6
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 39
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 38
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims abstract description 38
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 34
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 30
- -1 transition metal salts Chemical class 0.000 claims abstract description 28
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 22
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 20
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims abstract description 18
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 claims abstract description 18
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 14
- KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N Ruthenium Chemical compound [Ru] KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims abstract description 10
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims abstract description 10
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 claims abstract description 8
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 239000010948 rhodium Substances 0.000 claims abstract description 7
- MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N rhodium atom Chemical compound [Rh] MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 5
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 39
- WHNWPMSKXPGLAX-UHFFFAOYSA-N N-Vinyl-2-pyrrolidone Chemical compound C=CN1CCCC1=O WHNWPMSKXPGLAX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 38
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 claims description 21
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 239000002608 ionic liquid Substances 0.000 claims description 13
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 229910021524 transition metal nanoparticle Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 claims description 7
- IQQRAVYLUAZUGX-UHFFFAOYSA-N 1-butyl-3-methylimidazolium Chemical compound CCCCN1C=C[N+](C)=C1 IQQRAVYLUAZUGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- RYHBNJHYFVUHQT-UHFFFAOYSA-N 1,4-Dioxane Chemical compound C1COCCO1 RYHBNJHYFVUHQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 claims description 5
- XDTMQSROBMDMFD-UHFFFAOYSA-N Cyclohexane Chemical compound C1CCCCC1 XDTMQSROBMDMFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 claims description 4
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 claims description 4
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 claims description 4
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 abstract description 43
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 abstract description 8
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 229910002090 carbon oxide Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 14
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 13
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 11
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 11
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 10
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 9
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 5
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 4
- 239000000084 colloidal system Substances 0.000 description 3
- 238000005984 hydrogenation reaction Methods 0.000 description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 3
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 239000002283 diesel fuel Substances 0.000 description 2
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 2
- 239000003502 gasoline Substances 0.000 description 2
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 2
- 239000012188 paraffin wax Substances 0.000 description 2
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003146 anticoagulant agent Substances 0.000 description 1
- 229940127219 anticoagulant drug Drugs 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000002923 metal particle Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 1
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 1
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000012429 reaction media Substances 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 230000007306 turnover Effects 0.000 description 1
- 239000004711 α-olefin Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G2/00—Production of liquid hydrocarbon mixtures of undefined composition from oxides of carbon
- C10G2/30—Production of liquid hydrocarbon mixtures of undefined composition from oxides of carbon from carbon monoxide with hydrogen
- C10G2/32—Production of liquid hydrocarbon mixtures of undefined composition from oxides of carbon from carbon monoxide with hydrogen with the use of catalysts
- C10G2/33—Production of liquid hydrocarbon mixtures of undefined composition from oxides of carbon from carbon monoxide with hydrogen with the use of catalysts characterised by the catalyst used
- C10G2/331—Production of liquid hydrocarbon mixtures of undefined composition from oxides of carbon from carbon monoxide with hydrogen with the use of catalysts characterised by the catalyst used containing group VIII-metals
- C10G2/333—Production of liquid hydrocarbon mixtures of undefined composition from oxides of carbon from carbon monoxide with hydrogen with the use of catalysts characterised by the catalyst used containing group VIII-metals of the platinum-group
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/38—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
- B01J23/40—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals of the platinum group metals
- B01J23/46—Ruthenium, rhodium, osmium or iridium
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
- B01J23/74—Iron group metals
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J31/00—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds
- B01J31/02—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing organic compounds or metal hydrides
- B01J31/06—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing organic compounds or metal hydrides containing polymers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J31/00—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds
- B01J31/26—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing in addition, inorganic metal compounds not provided for in groups B01J31/02 - B01J31/24
- B01J31/28—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing in addition, inorganic metal compounds not provided for in groups B01J31/02 - B01J31/24 of the platinum group metals, iron group metals or copper
- B01J31/30—Halides
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/20—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their non-solid state
- B01J35/23—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their non-solid state in a colloidal state
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G2/00—Production of liquid hydrocarbon mixtures of undefined composition from oxides of carbon
- C10G2/30—Production of liquid hydrocarbon mixtures of undefined composition from oxides of carbon from carbon monoxide with hydrogen
- C10G2/32—Production of liquid hydrocarbon mixtures of undefined composition from oxides of carbon from carbon monoxide with hydrogen with the use of catalysts
- C10G2/33—Production of liquid hydrocarbon mixtures of undefined composition from oxides of carbon from carbon monoxide with hydrogen with the use of catalysts characterised by the catalyst used
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G2/00—Production of liquid hydrocarbon mixtures of undefined composition from oxides of carbon
- C10G2/30—Production of liquid hydrocarbon mixtures of undefined composition from oxides of carbon from carbon monoxide with hydrogen
- C10G2/32—Production of liquid hydrocarbon mixtures of undefined composition from oxides of carbon from carbon monoxide with hydrogen with the use of catalysts
- C10G2/33—Production of liquid hydrocarbon mixtures of undefined composition from oxides of carbon from carbon monoxide with hydrogen with the use of catalysts characterised by the catalyst used
- C10G2/331—Production of liquid hydrocarbon mixtures of undefined composition from oxides of carbon from carbon monoxide with hydrogen with the use of catalysts characterised by the catalyst used containing group VIII-metals
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G2/00—Production of liquid hydrocarbon mixtures of undefined composition from oxides of carbon
- C10G2/30—Production of liquid hydrocarbon mixtures of undefined composition from oxides of carbon from carbon monoxide with hydrogen
- C10G2/32—Production of liquid hydrocarbon mixtures of undefined composition from oxides of carbon from carbon monoxide with hydrogen with the use of catalysts
- C10G2/33—Production of liquid hydrocarbon mixtures of undefined composition from oxides of carbon from carbon monoxide with hydrogen with the use of catalysts characterised by the catalyst used
- C10G2/331—Production of liquid hydrocarbon mixtures of undefined composition from oxides of carbon from carbon monoxide with hydrogen with the use of catalysts characterised by the catalyst used containing group VIII-metals
- C10G2/332—Production of liquid hydrocarbon mixtures of undefined composition from oxides of carbon from carbon monoxide with hydrogen with the use of catalysts characterised by the catalyst used containing group VIII-metals of the iron-group
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2231/00—Catalytic reactions performed with catalysts classified in B01J31/00
- B01J2231/60—Reduction reactions, e.g. hydrogenation
- B01J2231/64—Reductions in general of organic substrates, e.g. hydride reductions or hydrogenations
- B01J2231/641—Hydrogenation of organic substrates, i.e. H2 or H-transfer hydrogenations, e.g. Fischer-Tropsch processes
- B01J2231/648—Fischer-Tropsch-type reactions
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2531/00—Additional information regarding catalytic systems classified in B01J31/00
- B01J2531/80—Complexes comprising metals of Group VIII as the central metal
- B01J2531/82—Metals of the platinum group
- B01J2531/821—Ruthenium
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2531/00—Additional information regarding catalytic systems classified in B01J31/00
- B01J2531/80—Complexes comprising metals of Group VIII as the central metal
- B01J2531/84—Metals of the iron group
- B01J2531/842—Iron
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2531/00—Additional information regarding catalytic systems classified in B01J31/00
- B01J2531/80—Complexes comprising metals of Group VIII as the central metal
- B01J2531/84—Metals of the iron group
- B01J2531/845—Cobalt
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
Изобретение относится к катализаторам синтеза Фишера-Тропша. Описан нанокатализатор на основе переходного металла для синтеза Фишера-Тропша, содержащий наночастицы переходного металла и полимерные стабилизаторы, причем переходный металл выбран из группы, состоящей из рутения, кобальта, никеля, железа и родия или любой их комбинации, в котором наночастицы переходного металла диспергируются в жидкости и размер наночастиц переходного металла составляет 1-10 нм. Описан способ приготовления описанного выше нанокатализатора, состоящий их следующих этапов: смешивание и диспергирование солей переходных металлов и полимерных стабилизаторов в жидкостях и восстановление солей переходных металлов водородом, чтобы получить нанокатализатор на основе переходного металла, причем температура равна 100-200°С, а концентрация солей переходных металлов, растворенных в жидкостях, составляет 0.0014-0.014 моль/л. Описан процесс синтеза Фишера-Тропша, который проводят с применением описанного выше нанокатализатора для конвертации окиси углерода и водорода в углеводороды. Технический результат - получен активный нанокатализатор процесса синтеза Фишера-Тропша. 3 н. и 14 з.п. ф-лы; 1 табл., 2 ил.
Description
ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение относится к нанокатализатору на основе переходного металла, способу его приготовления и процессу синтеза Фишера-Тропша с использованием такого катализатора.
ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Синтез Фишера-Тропша - это реакция, в результате которой из окиси углерода и водорода (общеизвестных как синтетический газ) образуются углеводороды в присутствии некоторых металлических катализаторов, включая железо, кобальт, рутений и др. Продукты синтеза Фишера-Тропша имеют очень широкое и постоянное распространение, начиная с продукта С1 (метана). По мере истощения запасов добываемой нефти синтез Фишера-Тропша приобретает все большую важность, поскольку он дает возможность получать углеводороды (т.е. бензин и дизельное топливо) из имеющихся в относительном изобилии угля, природного газа и биомассы через синтетический газ как промежуточный продукт, сокращая, таким образом, зависимость от запасов нефти. Он имеет очень большое значение как для энергетической безопасности, так и для экономики.
В настоящее время выбор нужных составляющих бензина и дизельного топлива (прежде всего углеводород С5+) требует доработки, тогда как перечень нежелательных видов метана при типичных условиях реакции синтеза Фишера-Тропша необходимо сократить. Также конверсия окиси углерода за однократный проход в целом невелика, что увеличивает эксплуатационные затраты на рециркуляцию синтетического газа. Кроме того, синтез Фишера-Тропша является экзотермической реакцией, для которой благоприятна низкая температура. Однако температура реакции в процессе, используемом в настоящее время, обычно равна 200-350°С, являясь относительно высокой и способной привести к спеканию катализатора. Также в настоящее время в процессе синтеза Фишера-Тропша широко применяются громоздкий плавленый железный катализатор или железный, кобальтовый и рутениевый катализаторы на кремниевой подложке. Такие катализаторы обладают довольно низкой каталитической активностью из-за малой площади поверхности, ограниченных активных участков и отсутствия свободного вращения в трехмерном пространстве, обусловленного ограниченностью поверхности подложек. В литературе рутений отмечается как наиболее активный катализатор для синтеза Фишера-Тропша, за ним следуют железо и кобальт. Каталитическая реакция часто проводится при температуре 200-350°С под суммарным давлением 0,1-5,0 МПа. Несмотря на сообщения о низкой температуре в пределах 100-140°С, требуемой для рутениевого катализатора без подложки, при этом необходимо высокое суммарное давление до 100 МПа (Robert В. Anderson, "The Fischer-Tropschsynthesis",pp.104-105, Academic Press, 1984), а основными продуктами являются полиэтилены высокого молекулярного веса (молекулярный вес >10000).
КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Целью настоящего изобретения является создание нанокатализатора на основе переходного металла, способ его приготовления и процесс синтеза Фишера-Тропша с использованием такого катализатора.
Предлагаемый нанокатализатор на основе переходного металла содержит наночастицы переходного металла и полимерные стабилизаторы, причем наночастицы переходного металла диспрегированы в жидкости, образуя стабильные коллоиды.
Размер наночастиц переходного металла равен 1-10 нм, предпочтительно 1,8±0,4 нм. Переходный металл выбирается из группы, в которую входят рутений, кобальт, никель, железо и родий или любые их соединения.
Предлагаемый способ приготовления нанокатализатора на основе переходного металла включает этапы смешивания и диспергирования солей переходных металлов и полимерных стабилизаторов в жидкости и последующего восстановления солей переходных металлов водородом при температуре 100-200°С с получением упомянутого нанокатализатора на основе переходного металла.
Реакция восстановления проходит под суммарным давлением 0,1-4,0 МПа при температуре 100-200°С в течение 2 часов. Молярное отношение полимерных стабилизаторов к солям переходных металлов составляет от 400:1 до 1:1, предпочтительно от 200:1 до 1:1. Концентрации солей переходных металлов, растворенных в жидкости, составляют 0,0014-0,014 моль/л. Соли переходных металлов выбираются из группы солей следующих металлов: рутений, кобальт, никель, железо и родий или каких-либо их соединений. Полимерные стабилизаторы выбираются из поли(N-винил-2-пирролидона) (ПВП) или поли [(N-винил-2-пирролидон)-со-(1-винил-3-алкилимидазолий галоида)] (сокращенно [BVIMPVP]Cl, получаемый способом, упоминаемым в литературе: Xin-dong Mu, Jian-qiang Meng, Zi-Chen Li, и Yuan Коu, Rhodium Nanoparticles Stabilizedby Ionic Copolimers in Ionic Liquids: Long Lifetime Nanocluster Catalysts for Benzene Hydrogenation (Наночастицы родия, стабилизированные ионными сопролимерами в ионных жидкостях: Нанокластерные катализаторы с продолжительным сроком жизни для гидрогенизации бензола), J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 9694-9695). Жидкости выбираются из группы, состоящей из воды, спиртов, углеводородов, эфиров и ионных жидкостей; предпочтительными являются вода, этанол, циклогексан, 1,4-диоксан или ионная жидкость 1-бутил-3-метилимидазол тетрафторборат (сокращенно [BMIM][BF4]).
Наночастицы переходного металла были хорошо диспергированы после того, как их получили восстановлением металлических предшественников при 100-200°С в атмосфере водорода и при перемешивании. Эти наночастицы могут использоваться непосредственно в качестве катализатора для синтеза Фишера-Тропша, и не требуется дальнейшего процесса диспергации. Основной процесс диспергации в процессе изготовления катализатора - развести металлические предшественники и антикоагулянты в жидкой среде и перемешивать смешанные растворы при 100-200°С в атмосфере водорода.
В другом аспекте настоящее изобретение относится к процессу синтеза Фишера-Тропша с применением предлагаемого нанокатализатора на основе переходного металла, в котором окись углерода и водород вступают в контакт с катализатором и происходит реакция синтеза Фишера-Тропша.
Для реакции синтеза Фишера-Тропша температура реакции равна 100-200°С, предпочтительно 150°С; суммарное давление СО и Н2 равно 0,1-10 МПа, предпочтительно 3 МПа; молярное отношение Н2/СО находится в пределах 0,5-3:1, предпочтительно 0,5, 1,0 или 2,0.
ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
На Фиг.1 и 2 представлены снимок, полученный с помощью трансмиссионного электронного микроскопа, и распределение частиц предлагаемого рутениевого нанокатализатора по размерам.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Предлагаемый способ приготовления нанокатализатора на основе переходного металла включает этапы смешивания и диспергирования солей переходных металлов и полимерных стабилизаторов в жидкости и последующего восстановления солей переходных металлов водородом при температуре 100-200°С с получением нанокатализатора на основе переходного металла.
В соответствии с данным способом соли переходных металлов выбираются из группы, состоящей из RuCl3·nH2O (где n=0-3, 65), CoCl2·6H2O, NiCl2·6H2O, FеСl3·6Н2O и RhCl3·nH2O (где n=3); в случае выбора сочетания вышеупомянутых солей переходных металлов можно получить сложный нанокатализатор на основе переходного металла. Полимерные стабилизаторы выбираются из поли (N-винил-2-пирролидона) (ПВП) или поли [(N-винил-2-пирролидон)-со-(1-винил-3-алкилимидазолий галоида)] (сокращенно [BVIMPVP], получаемого посредством способа, упоминаемого в литературе: Xin-dong Mu, Jian-qiang Meng, Zi-Chen Li, и Yuan Коu, Rhodium Nanoparticles Stabilizedby Ionic Copolimers in Ionic Liquids: Long Lifetime Nanocluster Catalysts for Benzene Hydrogenation, J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 9694-9695) (см. выше). Жидкости выбираются из группы, состоящей из воды, спиртов, углеводородов, эфиров, ионных жидкостей и т.п.; предпочтительными являются вода, этанол, циклогексан, 1,4-диоксан или ионическая жидкость [BMIM][BF4] (1-бутил-3-метилимидазол тетрафторборат). Молярное отношение полимерных стабилизаторов к солям переходных металлов равно 400:1-1:1, предпочтительно 200:1-1:1. Концентрации солей переходных металлов, растворенных в жидкости, находятся в пределах 0,0014-0,014 моль/л.
Для реакции восстановления предпочтительным является суммарное давление 0,1-4,0 МПа, более предпочтительным 2 МПа, температура реакции равна 150°С, продолжительность реакции 2 часа.
Реакция синтеза Фишера-Тропша с применением нанокатализатора на основе переходного металла включает в себя этапы введения синтетического газа окиси углерода и водорода при соответствующем давлении в присутствии нанокатализатора на основе переходного металла и проведение реакции при соответствующей температуре в жидкой реакционной среде, в которой равномерно диспергирован катализатор.
Для реакции синтеза Фишера-Тропша температура реакции равна 100-200°С, предпочтительно 150°С; суммарное давление - в пределах 0,1-10 МПа, предпочтительно 3 МПа; молярное отношение водорода к окиси углерода составляет 0,5-3:1, предпочтительно 0,5, 1,0 или 2,0.
При разных условиях реакции суммарный продукт имеет соответствующий состав и содержит главным образом нормальный парафин, небольшие количества разветвленного парафина и α-олефин. Например, типичный состав суммарного продукта следующий: C1 3,4-6,3 весовых %, С2-С4 13,2-18,0 весовых %, C5-C12 53,2-56,9 весовых %, C13-C20 16,9-24,2 весовых % и C21 + 1,5-4,9 весовых %. Следует обратить внимание на то, что нужные продукты С5 + составляют 76,7-83,4 весовых % суммарных продуктов.
Следующие примеры представляют собой типичные способы приготовления нанокатализатора на основе переходного металла и осуществления процесса синтеза Фишера-Тропша с его применением, предлагаемые в настоящем изобретении.
Пример 1
73 мг RuСl3·nН2O и 0,620 г ПВП (ПВП:Ru=20:1, молярное отношение, далее - то же) растворили в 20 мл воды при перемешивании. Затем раствор смеси поместили в автоклав из нержавеющей стали объемом 60 мл и восстанавливали водородом под давлением 20 атм и при температуре 150°С в течение 2 часов, чтобы получить катализатор для синтеза Фишера-Тропша, в котором средний диаметр наночастиц рутения равен 1,8±0,4 нм. Снимок, полученный с помощью трансмиссионного электронного микроскопа, и распределение наночастиц рутения по диаметру показаны соответственно на Фиг.1 и 2.
После охлаждения до комнатной температуры и выделения остаточного газа катализатор можно использовать для реакции синтеза Фишера-Тропша. Окись углерода под давлением 10 атм и водород под давлением 20 атм ввели в автоклав и провели реакцию при температуре 150°С. Результаты реакции приведены в таблице.
Пример 2
73 мг RuCl3·nH2O и 0,106 г ПВП (ПВП:Ru=3,4, молярное отношение) растворили в 20 мл 1,4-диоксана при перемешивании. Затем раствор смеси поместили в автоклав из нержавеющей стали объемом 60 мл, и восстанавливали водородом под давлением 20 атм при температуре 150°С в течение 2 часов, чтобы получить катализатор для синтеза Фишера-Тропша.
После охлаждения до комнатной температуры и выделения остаточного газа катализатор можно использовать для реакции Фишера-Тропша синтеза. Окись углерода под давлением 10 атм и водород под давлением 20 атм ввели в автоклав и провели реакцию при температуре 150°С. Результаты реакции приведены в таблице.
Пример 3
73 мг RuСl3·nН2O и 0,106 г ПВП (ПВП:Ru=3,4, молярное отношение) растворили в 20 мл этанола при перемешивании. Затем раствор смеси поместили в автоклав из нержавеющей стали объемом 60 мл и восстанавливали водородом под давлением 20 атм при температуре 150°С в течение 2 часов, чтобы получить катализатор для синтеза Фишера-Тропша.
После охлаждения до комнатной температуры и выделения остаточного газа катализатор можно использовать для реакции синтеза Фишера-Тропша. Окись углерода под давлением 10 атм и водород под давлением 20 атм ввели в автоклав и провели реакцию при температуре 150°С. Результаты реакции приведены в таблице.
Пример 4
73 мг RuСl3·nН2O и 1,4 ммоль раствора в метаноле поли [(N-винил-2-пирролидон)-со-(1-винил-3-алкилимидазолий галоида)] (сокращенно[BVIMPVP]Cl, средний молекулярный вес мономера 126), растворили в 10 мл ионной жидкости [BMIM] [BF4] при перемешивании. Раствор смеси нагревали в вакууме при температуре 60°С в течение 1 часа для удаления метанола, затем восстанавливали H2 под давлением 20 атм при температуре 150°С в течение 2 часов в автоклаве объемом 60 мл, чтобы получить катализатор для синтеза Фишера-Тропша.
После охлаждения до комнатной температуры и выделения остаточного газа катализатор можно использовать для реакции синтеза Фишера-Тропша. Окись углерода под давлением 10 атм и водород под давлением 20 атм ввели в автоклав и провели реакцию при температуре 150°С. Результаты реакции приведены в таблице.
Пример 5
73 мг RuСl3·nН2O и 0,620 г ПВП (ПВП:Ru=20, молярное отношение) растворили в 20 мл воды при перемешивании. Затем раствор смеси поместили в автоклав из нержавеющей стали объемом 60 мл и восстанавливали водородом под давлением 20 атм при температуре 150°С в течение 2 часов, чтобы получить катализатор для синтеза Фишера-Тропша.
После охлаждения до комнатной температуры и выделения остаточного газа катализатор можно использовать для реакции синтеза Фишера-Тропша. Окись углерода под давлением 10 атм и водород под давлением 5 атм ввели в автоклав и провели реакцию при температуре 150°С. Результаты реакции приведены в таблице.
Пример 6
73 мг RuСl3·nН2O и 0,620 г ПВП (ПВП:Ru=20, молярное отношение) растворили в 20 мл воды при перемешивании. Затем раствор смеси поместили в автоклав из нержавеющей стали объемом 60 мл и востанавливали водородом под давлением 20 атм при температуре 150°С в течение 2 часов, чтобы получить катализатор для синтеза Фишера-Тропша.
После охлаждения до комнатной температуры и выделения остаточного газа катализатор можно использовать для реакции синтеза Фишера-Тропша. Окись углерода под давлением 10 атм и водород под давлением 20 атм ввели в автоклав и провели реакцию при температуре 150°С. Результаты реакции приведены в таблице.
Пример 7
73 мг RuСl3·nН2O и 0,062 г ПВП (ПВП:Ru=20, молярное отношение) растворили в 20 мл воды при перемешивании. Затем раствор смеси поместили в автоклав из нержавеющей стали объемом 60 мл и восстанавливали водородом под давлением 20 атм при температуре 150°С в течение 2 часов, чтобы получить катализатор для синтеза Фишера-Тропша.
После охлаждения до комнатной температуры и выделения остаточного газа катализатор можно использовать для реакции синтеза Фишера-Тропша. Окись углерода под давлением 10 атм и водород под давлением 20 атм ввели в автоклав и провели реакцию при температуре 150°С. Результаты реакции приведены в таблице.
Пример 8
73 мг RuСl3·nН2O и 6,20 г ПВП (ПВП:Ru=200, молярное отношение) растворили в 20 мл воды при перемешивании. Затем раствор смеси поместили в автоклав из нержавеющей стали объемом 60 мл и восстанавливали водородом под давлением 20 атм при температуре 150°С в течение 2 часов, чтобы получить катализатор для синтеза Фишера-Тропша.
После охлаждения до комнатной температуры и выделения остаточного газа катализатор можно использовать для реакции синтеза Фишера-Тропша. Окись углерода под давлением 10 атм и водород под давлением 20 атм ввели в автоклав и провели реакцию при температуре 150°С. Результаты реакции приведены в таблице.
Пример 9
119 мг CoCl2·6H2O и 2,25 г ПВП (ПВП:Со=40, молярное отношение) растворили в 50 мл воды при перемешивании. Затем раствор смеси поместили в автоклав из нержавеющей стали объемом 100 мл и восстанавливали водородом под давлением 40 атм при температуре 170°С в течение 2 часов, чтобы получить катализатор для синтеза Фишера-Тропша.
После охлаждения до комнатной температуры и выделения остаточного газа катализатор можно использовать для реакции синтеза Фишера-Тропша. Окись углерода под давлением 10 атм и водород под давлением 20 атм ввели в автоклав и провели реакцию при температуре 170°С. Результаты реакции приведены в таблице.
Пример 10
136 мг FеСl3·6Н2O и 5,63 г ПВП (ПВП:Со=100, молярное отношение) растворили в 50 мл воды при перемешивании. Затем раствор смеси поместили в автоклав из нержавеющей стали объемом 100 мл и восстанавливали водородом под давлением 40 атм при температуре 200°С в течение 2 часов, чтобы получить катализатор для синтеза Фишера-Тропша.
После охлаждения до комнатной температуры и выделения остаточного газа катализатор можно использовать для реакции синтеза Фишера-Тропша. Окись углерода под давлением 20 атм и водород под давлением 40 атм ввели в автоклав и провели реакцию при температуре 200°С. Результаты реакции приведены в таблице.
Каталитическая активность наночастиц переходного металла в различных растворителях для синтеза Фишера-Тропша | |||
Примеры | Условия реакции | Снижение суммарного давления | Частота оборота* (мольСо/мольRu·ч) |
1 | 2 | 3 | 4 |
Пример 1 | ПВП:Ru=20:1, 20.0 мл воды, 2.79×10-4 моль Ru, 150°С, 20.0 атм Н2, 10.0 атм СО | 26.2 атм/14 ч | 6.1 |
Пример 2 | ПВП:Ru=3.4:1, 20.0 мл 1,4-диоксана, 2.79×10-4 моль Ru, 150°С, 20.0 атм Н2, 10.0 атм СО | 1 атм/8 ч | 0.42 |
Пример 3 | ПВП:Ru=3.4:1, 20.0 мл этанола, 2.79×10-4 моль Ru, 150°С, 20.0 атм Н2, 10.0 атм СО | 1 атм/10 ч | 0.32 |
Пример 4 | Ионная жидкость [BVIMПВП] Cl:Ru=5:1, 10.0 мл [BMIM][BF4], 2.79×10-4 моль Ru, 150°С, 20.0 атм Н2, 10.0 атм СО | 3.2атм/14.3 ч | 0.52 |
Пример 5 | ПВП:Ru=20:1, 20.0 мл воды, 2.79×10-4 моль Ru, 150°С, 5.0 атм Н2, 10.0 атм СО | 8 атм/11.5 ч | 2.3 |
Пример 6 | ПВП:Ru=20:1, 20.0 мл воды, 2.79×10-4 моль Ru, 100°С, 20.0 атм Н2, 10.0 атм СО | 3.4 атм/15 ч | 0.74 |
Пример 7 | ПВП:Ru=20:1, 20.0 мл воды, 2.79×10-5 моль Ru, 150°С, 20.0 атм Н2, 10.0 атм СО | 6.2 атм/15.5 ч | 13 |
Пример 8 | ПВП:Ru=200:1, 20.0 мл воды, 2.79×10-4 моль Ru, 150°С, 20.0 атм Н2, 10.0 атм СО | 22.5 атм/20.7 ч | 3.54 |
Пример 9 | ПВП:Со=40:1, 50.0 мл воды, 5.0×10-4 моль Со, 170°С, 20.0 атм Н2, 10.0 атм СО | 0.2 атм/24 ч | 0.020 |
Пример 10 | ПВП:Fe=100:1, 50.0 мл воды, 5.0×10-4 моль Fe, 200°С, 40.0 атм Н2, 20.0 атм СО | 0.2 атм/50 ч | 0.0096 |
* на основе СО |
В таблице снижение суммарного давления в течение времени реакции определяется как изменения суммарного давления после реакции при комнатной температуре; частота оборота определяется как моли преобразуемой окиси углерода на моль металлического катализатора за час во время реакции.
Результаты свидетельствуют о том, что предлагаемый нанокатализатор на основе переходного металла имеет превосходную каталитическую активность при температуре 100-150°С. Температура реакции значительно ниже, чем при использовании промышленных катализаторов Фишера-Тропша (200-350°С), а используемое содержание С5 + доходит до 76,7-83,4 весовых % от общего продукта. Результаты показывают прекрасные перспективы для промышленного применения нанокатализатора на основе переходного металла.
ПРИМЕНЕНИЕ В ПРОМЫШЛЕННОСТИ
Согласно настоящему изобретению, получают нанокатализатор на основе переходного металла. Катализатор содержит наномерные частицы металла (1-10 нм), которые могут быть равномерно диспергированы в жидкости с образованием стабильных коллоидов, а коллоиды не агрегируются перед реакцией и после нее. Катализатор может свободно вращаться в трехмерном пространстве в условиях реакции синтеза Фишера-Тропша и обладает превосходной каталитической активностью при низкой температуре 100-200°С. Такие условия реакции намного мягче, чем типичная температура реакции синтеза Фишера-Тропша (200-350°С), используемая в промышленности в настоящее время. Кроме того, наночастицы переходного металла имеют меньший размер и более узкое распределение по диаметру, чем известные катализаторы, что благотворно влияет на регулирование распределения продукта. При этом катализатор можно легко отелить от углеводородных продуктов и использовать повторно. Все вышеупомянутые достоинства предполагают широкие перспективы применения предлагаемого нанокатализатора на основе переходного металла.
Claims (17)
1. Нанокатализатор на основе переходного металла для синтеза Фишера-Тропша, содержащий наночастицы переходного металла и полимерные стабилизаторы, причем переходный металл выбран из группы, состоящей из рутения, кобальта, никеля, железа и родия или любой их комбинации, в котором наночастицы переходного металла диспергируются в жидкости и размер наночастиц переходного металла составляет 1-10 нм.
2. Нанокатализатор на основе переходного металла по п.1, отличающийся тем, что размер наночастиц переходного металла составляет (1.8±0.4) нм.
3. Нанокатализатор на основе переходного металла по п.2, отличающийся тем, что переходный металл выбирается из группы, состоящей из рутения, кобальта, никеля, железа и родия или любого их сочетания; полимерные стабилизаторы выбраны из поли(N-винил-2-пирролидона) или поли[(N-винил-2-пирролидон)-со-(1-винил-3-алкилимидазолий галоида)], а жидкость выбрана из группы, состоящей из воды, спиртов, углеводородов, эфиров и ионных жидкостей.
4. Нанокатализатор на основе переходного металла по п.3, отличающийся тем, что жидкость выбрана из воды, этанола, циклогексана, 1,4-диоксана или ионной жидкости [BMIM] [BF4].
5. Нанокатализатор на основе переходного металла по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что его приготавливают согласно способу, содержащему следующие этапы: смешивание и диспергирование солей переходных металлов и полимерных стабилизаторов в жидкостях и восстановление солей переходных металлов водородом при температуре 100-200°С, чтобы получить нанокатализатор на основе переходного металла.
6. Нанокатализатор на основе переходного металла по п.5, отличающийся тем, что соли переходных металлов выбираются из группы, состоящей из СоСl2·6Н2О, NiCl2·6H2O, FеСl3·6Н2О или любого их сочетания.
7. Нанокатализатор на основе переходного металла по п.6, отличающийся тем, что давление водорода равно 0,1-4 МПа, продолжительность реакции составляет 2 ч, молярное отношение полимерных стабилизаторов к солям переходных металлов находится в пределах 400:1-1:1 и/или концентрация солей переходных металлов, растворенных в жидкостях, составляют 0.0014-0.014 моль/л для реакции восстановления.
8. Нанокатализатор на основе переходного металла по п.7, отличающийся тем, что молярное отношение полимерных стабилизаторов к солям переходных металлов находится в пределах 200:1-1:1.
9. Способ приготовления нанокатализатора на основе переходного металла по любому из пп.1-8, состоящий их следующих этапов: смешивание и диспергирование солей переходных металлов и полимерных стабилизаторов в жидкостях и восстановление солей переходных металлов водородом, чтобы получить нанокатализатор на основе переходного металла, причем температура реакции восстановления равна 100-200°С, а концентрация солей переходных металлов, растворенных в жидкостях, составляет 0,0014-0,014 моль/л.
10. Способ приготовления нанокатализатора на основе переходного металла по п.9, отличающийся тем, что молярное отношение полимерных стабилизаторов к солям переходных металлов находится в пределах 400:1-1:1, давление водорода равно 0,1-4 МПа, а продолжительность реакции составляет 2 ч.
11. Способ по п.10, отличающийся тем, что молярное отношение полимерных стабилизаторов к солям переходных металлов находится в пределах 200:1-1:1.
12. Способ приготовления нанокатализатора на основе переходного металла по любому из пп.9-11, отличающийся тем, что соли переходных металлов выбирают из группы, состоящей из CoCl2·6H2O, NiCl2·6H2O, FеСl3·6Н2О или любого их сочетания; полимерные стабилизаторы выбирают из поли(N-Винил-2-пирролидона) или поли[(N-Винил-2-пирролидон)-со-(1-Винил-3-алкилимидазолий галоида)]; а жидкости выбирают из группы, состоящей из воды, спиртов, углеводородов, эфиров и ионных жидкостей.
13. Способ по п.12, отличающийся тем, что жидкость выбирается из воды, этанола, циклогексана, 1,4-диогексана или ионной жидкости [BMIM][BF4].
14. Процесс синтеза Фишера-Тропша, отличающийся тем, что реакцию синтеза проводят с применением нанокатализатора на основе переходного металла по любому из пп.1-8 для конвертации окиси углерода и водорода в углеводороды.
15. Процесс синтеза Фишера-Тропша по 14, отличающийся тем, что температура реакции равна 100-200°С.
16. Процесс синтеза Фишера-Тропша по п.14, отличающийся тем, что суммарное давление окиси углерода и водорода во время реакции составляет 0,1-10 МПа и/или молярное отношение водорода к окиси углерода во время реакции составляет 0,5-3:1.
17. Процесс синтеза Фишера-Тропша по п.15 или 16, отличающийся тем, что температура реакции синтеза равна 100°С или 150°С, суммарное давление окиси углерода и водорода во время реакции составляет 3 МПа и/или молярное отношение водорода к окиси углерода составляет 0,5; 1,0 или 2,0.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CNB200710099011XA CN100493701C (zh) | 2007-05-08 | 2007-05-08 | 一种进行费托合成反应的方法及其专用催化剂 |
CN200710099011.X | 2007-05-08 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2009143200A RU2009143200A (ru) | 2011-06-20 |
RU2430780C2 true RU2430780C2 (ru) | 2011-10-10 |
Family
ID=38770300
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009143200/04A RU2430780C2 (ru) | 2007-05-08 | 2008-04-30 | Нанокатализатор на основе переходного металла, способ его приготовления и использование в реакции синтеза фишера-тропша |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (2) | US20100179234A1 (ru) |
CN (1) | CN100493701C (ru) |
AU (1) | AU2008247186B2 (ru) |
CA (1) | CA2681319C (ru) |
RU (1) | RU2430780C2 (ru) |
WO (1) | WO2008134939A1 (ru) |
ZA (1) | ZA200907134B (ru) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2537850C1 (ru) * | 2013-09-12 | 2015-01-10 | Общество с ограниченной ответственностью "АНИКО" | Катализатор и способ получения синтетических углеводородов алифатического ряда из оксида углерода и водорода в его присутствии |
RU2624441C2 (ru) * | 2011-11-24 | 2017-07-04 | Ухань Каиди Инжиниринг Технолоджи Рисоч Институте Ко., Лтд. | Кобальтовый нанокатализатор синтеза фишера-тропша, локализованный в пористом материале, и способ его получения |
RU2628396C2 (ru) * | 2015-12-09 | 2017-08-16 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | Сорбент для очистки водных сред от ионов мышьяка и способ его получения |
RU2665575C1 (ru) * | 2017-12-28 | 2018-08-31 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Ордена Трудового Красного Знамени Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева Российской академии наук (ИНХС РАН) | Способ получения металлсодержащих наноразмерных дисперсий |
RU2675839C1 (ru) * | 2015-01-30 | 2018-12-25 | Ухань Кайди Инджиниринг Текнолоджи Рисерч Инститьют Ко., Лтд. | Нанокатализатор из монодисперсного переходного металла для синтеза фишера-тропша, способ его приготовления и его применение |
RU2745214C1 (ru) * | 2020-08-11 | 2021-03-22 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тверской государственный технический университет" | Катализатор синтеза фишера-тропша и способ его получения |
Families Citing this family (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN100493701C (zh) * | 2007-05-08 | 2009-06-03 | 中科合成油技术有限公司 | 一种进行费托合成反应的方法及其专用催化剂 |
CN101259411B (zh) * | 2008-04-16 | 2010-06-09 | 厦门大学 | 一种制备柴油馏分碳氢化合物的催化剂及其制备方法 |
CN100548476C (zh) * | 2008-05-19 | 2009-10-14 | 中国科学院山西煤炭化学研究所 | 一种适合于浆态床用纳米催化剂及制法和应用 |
CN102408908B (zh) * | 2010-09-21 | 2015-06-17 | 中科合成油技术有限公司 | 一种由溶剂相费托合成生产线性α-烯烃的方法 |
CN102794197B (zh) * | 2011-05-27 | 2014-03-12 | 中国石油化工股份有限公司 | 加氢催化剂及其制备方法和应用 |
CN102716766B (zh) * | 2012-06-15 | 2015-06-17 | 武汉凯迪工程技术研究总院有限公司 | 液相co2甲烷化催化剂、制备方法及其应用 |
RU2496576C1 (ru) * | 2012-09-20 | 2013-10-27 | Сергей Михайлович Левачев | Способ модификации поверхности неорганического оксида |
CN106622058B (zh) * | 2015-10-30 | 2019-04-16 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种费托合成反应装置和费托合成方法 |
CN106635117B (zh) * | 2015-10-30 | 2019-01-08 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种费托合成反应方法 |
CN106622056B (zh) * | 2015-10-30 | 2019-02-01 | 中国石油化工股份有限公司 | 费托合成反应系统和费托合成方法 |
CN112077334A (zh) * | 2020-09-03 | 2020-12-15 | 南京晓庄学院 | 一种过渡金属掺杂钌铑合金的制备方法及其应用 |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1095411C (zh) * | 1998-05-29 | 2002-12-04 | 中国科学院化学研究所 | 一种金属纳米簇的制备方法 |
EP1632289A4 (en) * | 2003-04-07 | 2012-03-07 | Nippon Steel Corp | CATALYST FOR THE PRODUCTION OF HYDROGEN CARBON BODY FROM SYNTHESEGAS AND METHOD FOR THE PRODUCTION OF THE CATALYST |
JP2008537978A (ja) * | 2005-03-25 | 2008-10-02 | シーマ ナノ テック イスラエル リミティド | ナノ−金属粒子含有ポリマー複合材、その製造方法およびその使用 |
CN100357023C (zh) * | 2005-07-28 | 2007-12-26 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种金属钌纳米线的制备方法 |
US20070225382A1 (en) * | 2005-10-14 | 2007-09-27 | Van Den Berg Robert E | Method for producing synthesis gas or a hydrocarbon product |
US7682789B2 (en) * | 2007-05-04 | 2010-03-23 | Ventana Medical Systems, Inc. | Method for quantifying biomolecules conjugated to a nanoparticle |
CN100493701C (zh) * | 2007-05-08 | 2009-06-03 | 中科合成油技术有限公司 | 一种进行费托合成反应的方法及其专用催化剂 |
US8075799B2 (en) * | 2007-06-05 | 2011-12-13 | South Dakota School Of Mines And Technology | Carbon nanoparticle-containing hydrophilic nanofluid with enhanced thermal conductivity |
CN101134163B (zh) * | 2007-10-11 | 2010-09-15 | 北京大学 | 一种合成甲酸酯的方法及其专用催化剂 |
US8399527B1 (en) * | 2009-03-17 | 2013-03-19 | Louisiana Tech University Research Foundation; A Division Of Louisiana Tech University Foundation, Inc. | Bound cobalt nanowires for Fischer-Tropsch synthesis |
-
2007
- 2007-05-08 CN CNB200710099011XA patent/CN100493701C/zh active Active
-
2008
- 2008-04-30 US US12/593,607 patent/US20100179234A1/en not_active Abandoned
- 2008-04-30 AU AU2008247186A patent/AU2008247186B2/en active Active
- 2008-04-30 WO PCT/CN2008/000886 patent/WO2008134939A1/zh active Application Filing
- 2008-04-30 RU RU2009143200/04A patent/RU2430780C2/ru active
- 2008-04-30 CA CA2681319A patent/CA2681319C/en active Active
-
2009
- 2009-10-13 ZA ZA200907134A patent/ZA200907134B/xx unknown
-
2013
- 2013-07-09 US US13/938,169 patent/US20140039073A1/en not_active Abandoned
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2624441C2 (ru) * | 2011-11-24 | 2017-07-04 | Ухань Каиди Инжиниринг Технолоджи Рисоч Институте Ко., Лтд. | Кобальтовый нанокатализатор синтеза фишера-тропша, локализованный в пористом материале, и способ его получения |
RU2537850C1 (ru) * | 2013-09-12 | 2015-01-10 | Общество с ограниченной ответственностью "АНИКО" | Катализатор и способ получения синтетических углеводородов алифатического ряда из оксида углерода и водорода в его присутствии |
RU2675839C1 (ru) * | 2015-01-30 | 2018-12-25 | Ухань Кайди Инджиниринг Текнолоджи Рисерч Инститьют Ко., Лтд. | Нанокатализатор из монодисперсного переходного металла для синтеза фишера-тропша, способ его приготовления и его применение |
RU2628396C2 (ru) * | 2015-12-09 | 2017-08-16 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | Сорбент для очистки водных сред от ионов мышьяка и способ его получения |
RU2665575C1 (ru) * | 2017-12-28 | 2018-08-31 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Ордена Трудового Красного Знамени Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева Российской академии наук (ИНХС РАН) | Способ получения металлсодержащих наноразмерных дисперсий |
RU2745214C1 (ru) * | 2020-08-11 | 2021-03-22 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тверской государственный технический университет" | Катализатор синтеза фишера-тропша и способ его получения |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20100179234A1 (en) | 2010-07-15 |
AU2008247186B2 (en) | 2010-11-04 |
CN100493701C (zh) | 2009-06-03 |
CA2681319A1 (en) | 2008-11-13 |
RU2009143200A (ru) | 2011-06-20 |
US20140039073A1 (en) | 2014-02-06 |
ZA200907134B (en) | 2010-07-28 |
CN101045206A (zh) | 2007-10-03 |
AU2008247186A2 (en) | 2009-11-19 |
CA2681319C (en) | 2012-11-13 |
WO2008134939A1 (en) | 2008-11-13 |
AU2008247186A1 (en) | 2008-11-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2430780C2 (ru) | Нанокатализатор на основе переходного металла, способ его приготовления и использование в реакции синтеза фишера-тропша | |
Guan et al. | Comparison of Pd-UiO-66 and Pd-UiO-66-NH2 catalysts performance for phenol hydrogenation in aqueous medium | |
Song et al. | Selective hydrogenolysis of lignin-derived aryl ethers over Co/C@ N catalysts | |
Wang et al. | Enhancing formic acid dehydrogenation for hydrogen production with the metal/organic interface | |
Crisafulli et al. | Hydrogen production through NaBH4 hydrolysis over supported Ru catalysts: An insight on the effect of the support and the ruthenium precursor | |
Yu et al. | Temperature‐Controlled Selectivity of Hydrogenation and Hydrodeoxygenation of Biomass by Superhydrophilic Nitrogen/Oxygen Co‐Doped Porous Carbon Nanosphere Supported Pd Nanoparticles | |
CN107617437B (zh) | 一种钌负载二氧化钛空心球内嵌二氧化硅纳米粒子催化剂及其制备方法和应用 | |
CN104368344A (zh) | 钴基费托合成催化剂及其制备方法和应用 | |
Cui et al. | Hybrid MOF Template‐Directed Construction of Hollow‐Structured In2O3@ ZrO2 Heterostructure for Enhancing Hydrogenation of CO2 to Methanol | |
Pendyala et al. | Aqueous-phase Fischer–Tropsch synthesis: Effect of reaction temperature on ruthenium nanoparticle catalyst and comparison with supported Ru and Co catalysts | |
Yu et al. | Effective low-temperature methanol aqueous phase reforming with metal-free carbon dots/C3N4 composites | |
Liu et al. | Toward green production of chewing gum and diet: complete hydrogenation of xylose to xylitol over ruthenium composite catalysts under mild conditions | |
Guo et al. | Selective cleavage of C–O bond in lignin and lignin model compounds over iron/nitrogen co-doped carbon supported Ni catalyst | |
Shao et al. | Alloying cobalt in Co–Fe–Al catalyst for achieving the selective conversion of furfural to cyclopentanone | |
Lange et al. | Additive-free nickel-catalyzed debenzylation reactions via hydrogenative c–o and c–n bond cleavage | |
Ronduda et al. | On the effect of metal loading on the performance of Co catalysts supported on mixed MgO–La 2 O 3 oxides for ammonia synthesis | |
KR20180035718A (ko) | 포름산염의 탈수소화반응 및 중탄산염의 수소화반응용 촉매 및 이의 제조 방법 | |
Zheng et al. | High-loaded sub-6 nm Cu catalyst with superior hydrothermal-stability and efficiency for aqueous phase reforming of methanol to hydrogen | |
Xu et al. | Hydrogenolysis of organosolv hydrolyzed lignin over high-dispersion Ni/Al-SBA-15 catalysts for phenolic monomers | |
Chen et al. | Preparation of higher alcohols by biomass-based syngas from wheat straw over CoCuK/ZrO2-SiO2 catalyst | |
Wang et al. | Platinum nanoparticles uniformly dispersed on covalent organic framework supports for selective synthesis of secondary amines | |
Wang et al. | Engineering ultrafine Pd clusters on laminar polyamide: a promising catalyst for benzyl alcohol oxidation under air in water | |
Srivastava | CO 2 Hydrogenation over Ru-NPs Supported Amine-Functionalized SBA-15 Catalyst: Structure–Reactivity Relationship Study | |
CN111715252B (zh) | 一种催化合成有机化合物的方法及其催化剂和应用 | |
Zou et al. | Strong interaction between efficient magnetic tri-metallic PdFeCo nano-alloy towards formic acid dehydrogenation and application of in-situ hydrogenation |