RU2443471C2 - Catalyst and method of producing aliphatic hydrocarbons from carbon oxide and hydrogen in its presence - Google Patents
Catalyst and method of producing aliphatic hydrocarbons from carbon oxide and hydrogen in its presence Download PDFInfo
- Publication number
- RU2443471C2 RU2443471C2 RU2010122282/04A RU2010122282A RU2443471C2 RU 2443471 C2 RU2443471 C2 RU 2443471C2 RU 2010122282/04 A RU2010122282/04 A RU 2010122282/04A RU 2010122282 A RU2010122282 A RU 2010122282A RU 2443471 C2 RU2443471 C2 RU 2443471C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- catalyst
- hydrogen
- carbon monoxide
- aliphatic hydrocarbons
- hydrocarbons
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к нефтехимической промышленности, а именно к способам получения алифатических углеводородов из оксида углерода и водорода, и может быть использовано в нефтепереработке и нефтехимии, в том числе производстве синтетических моторных топлив и смазочных масел, газохимии, углехимии.The invention relates to the petrochemical industry, and in particular to methods for producing aliphatic hydrocarbons from carbon monoxide and hydrogen, and can be used in oil refining and petrochemicals, including the production of synthetic motor fuels and lubricants, gas chemistry, coal chemistry.
Смеси алифатических углеводородов, содержащих 5 и более атомов углерода (С5+), являются ценными полупродуктами для производства компонентов моторных топлив и смазочных масел, которые выделяют из этих смесей посредством дистилляции. Кроме того, твердые углеводороды (воски) находят применение в качестве составляющих сплавов для точного литья, компонентов парфюмерных и косметических композиций.Mixtures of aliphatic hydrocarbons containing 5 or more carbon atoms (C 5+ ) are valuable intermediates for the production of components of motor fuels and lubricants, which are extracted from these mixtures by distillation. In addition, solid hydrocarbons (waxes) are used as constituent alloys for precision casting, components of perfumes and cosmetics.
Традиционным методом получения углеводородов, в том числе и алифатических, является переработка нефти - основного природного сырья для производства этих продуктов.The traditional method of producing hydrocarbons, including aliphatic ones, is oil refining - the main natural raw material for the production of these products.
Однако в последние годы все больший интерес приобретают методы получения углеводородов различных групп из альтернативного сырья - угля, природного и попутного нефтяного газа, биомассы различного происхождения. Подобные технологии известны из уровня техники и включают, как правило, две основные стадии:However, in recent years, methods of producing hydrocarbons of various groups from alternative raw materials — coal, natural and associated petroleum gas, and biomass of various origins — have become increasingly interesting. Such technologies are known from the prior art and include, as a rule, two main stages:
- получение смеси оксида углерода и водорода, называемой синтез-газом;- obtaining a mixture of carbon monoxide and hydrogen, called synthesis gas;
- последующее получение углеводородов из синтез-газа способом, известным как синтез Фишера-Тропша.- the subsequent production of hydrocarbons from synthesis gas by a method known as Fischer-Tropsch synthesis.
Из этих стадий вторая является основной, поскольку именно она определяет выход и состав целевых продуктов.Of these stages, the second is the main, because it determines the yield and composition of the target products.
Синтез Фишера-Тропша - каталитический процесс. Катализаторы, которые подходят для проведения этой реакции, содержат, как правило, один или несколько каталитически активных переходных металлов VIII группы Периодической системы элементов, нанесенных на оксидные носители, такие как Al2O3, SiO2, TiO2 и т.д. В частности, железо, кобальт, никель и рутений хорошо известны как активные металлы для такого катализатора.Fischer-Tropsch synthesis is a catalytic process. Catalysts that are suitable for carrying out this reaction usually contain one or more catalytically active transition metals of group VIII of the Periodic system of elements supported on oxide carriers such as Al 2 O 3 , SiO 2 , TiO 2 , etc. In particular, iron, cobalt, nickel and ruthenium are well known as active metals for such a catalyst.
В промышленности наибольшее применение находят железные катализаторы, которые готовят различными способами: совместным осаждением компонентов на носитель, как описано в работе H.Kolbel and M.Ralek. Catalysis Reviews - Science and Engineering. 1980. V.21, p.225, плавлением, известным из работы A.Huff and C.N.Satterfield. Journal of Catalysis. 1984. V.85, p.370, лазерным пиролизом, описанным в патенте США №4,687,753, B01J 27/22, 1987, и т.д.In industry, the most widely used are iron catalysts, which are prepared in various ways: by co-precipitation of the components on a support, as described by H. Kolbel and M. Ralek. Catalysis Reviews - Science and Engineering. 1980. V.21, p. 225, by melting known from A. Huff and C.N.Satterfield. Journal of Catalysis. 1984. V. 85, p. 370, by laser pyrolysis described in US Pat. No. 4,687,753, B01J 27/22, 1987, etc.
Синтез углеводородов из оксида углерода и водорода протекает с большим выделением тепла, что может приводить к локальным перегревам катализатора и, как следствие, к потере им каталитической активности. При практической реализации процесса большое внимание уделяется разработке реакторов, способных эффективно осуществлять отвод тепла, выделяющегося при проведении реакции.The synthesis of hydrocarbons from carbon monoxide and hydrogen proceeds with a large release of heat, which can lead to local overheating of the catalyst and, as a consequence, to the loss of its catalytic activity. In the practical implementation of the process, much attention is paid to the development of reactors capable of efficiently removing heat generated during the reaction.
Для этой цели используют реакторы с неподвижным, псевдоожиженным или суспендированным слоем катализатора (R.Guettel, U.Kunz, T.Turek. Reactors for Fischer-Tropsch Synthesis // Chemical Engineering & Technology. 2008. V.31. №5. PP.746-754).For this purpose, reactors with a fixed, fluidized or suspended catalyst bed are used (R. Guettel, U. Kunz, T. Turek. Reactors for Fischer-Tropsch Synthesis // Chemical Engineering & Technology. 2008. V.31. No. 5. PP. 746-754).
Наиболее перспективным методом в настоящее время считается проведение синтеза Фишера-Тропша в трехфазной системе газ - жидкость - твердое тело, то есть в присутствии катализатора, суспендированного в слое высококипящей жидкости (R.Guettel, U.Kuntz, T.Turek // Chemical Engineering and Technology. 2008, V.31, №5, 746-754). Реакторы этого типа носят название жидкофазных или сларри. Сларри-реакторы обладают рядом достоинств: позволяют эффективно отводить тепло реакции, минимизировать поперечный градиент температуры, предотвращать образование местных перегревов; твердый катализатор может быть удален из реактора или введен в него без остановки на перегрузку; использование мелкодисперсного катализатора позволяет снять внутреннюю диффузию; можно использовать синтез-газ, обогащенный оксидом углерода, полученный при газификации угля; стоимость сларри-реактора на 20-40% ниже стоимости аппарата с фиксированным слоем катализатора той же мощности.The most promising method is currently considered to be Fischer-Tropsch synthesis in a three-phase gas-liquid-solid system, i.e. in the presence of a catalyst suspended in a layer of high boiling liquid (R. Guettel, U. Kuntz, T. Turek // Chemical Engineering and Technology. 2008, V.31, No. 5, 746-754). Reactors of this type are called liquid phase or slurry. Slarry reactors have several advantages: they can efficiently remove heat of reaction, minimize the transverse temperature gradient, and prevent the formation of local overheating; the solid catalyst can be removed from the reactor or introduced into it without stopping overload; the use of a finely divided catalyst allows to remove the internal diffusion; carbon monoxide-rich synthesis gas obtained from coal gasification can be used; the cost of a slarry reactor is 20–40% lower than the cost of an apparatus with a fixed catalyst bed of the same power.
Для осуществления синтеза в сларри-реакторах обычно применяют мелкозернистые катализаторы размером 25-100 мкм, приготовленные осаждением, плавлением или распылительной сушкой. Это позволяет не только облегчить отвод тепла, но также снизить влияние внутренней диффузии на активность и селективность каталитической системы. В сларри-реакторе обычно используют суспензию восстановленного (активированного) катализатора, представляющего собой металл, нанесенный на мелкозернистый оксидный носитель с размером частиц 30-100 мкм, как это описано в патенте США №6835756, C07C 27/00, 2004.Fine synthesis catalysts of 25-100 microns in size prepared by precipitation, melting or spray drying are usually used to carry out synthesis in slarry reactors. This allows not only to facilitate heat removal, but also to reduce the effect of internal diffusion on the activity and selectivity of the catalytic system. A slurry reactor typically uses a suspension of a reduced (activated) catalyst, which is a metal supported on a fine oxide support with a particle size of 30-100 μm, as described in US patent No. 6835756, C07C 27/00, 2004.
Другим примером является катализатор состава, мас.%: Fe - 83,2, Cu - 4,2, K - 3,4, SiO2 - 9,2, приготовленный совместным осаждением (D.Bukur «Improved iron catalysts for slurry phase Fischer-Tropsch synthesis», адрес сайта в Интернете http://www.netl.doe.gov/publications/proceedings/04/UCR-HBCU/abstracts/Bukur.pdf). При 260°С и 21 атм конверсия оксида углерода на нем достигала 90%. Селективность катализатора в отношении образования углеводородных продуктов достигает около 50% (остальное количество приходилось на долю CO2). В полученных углеводородных продуктах на долю жидких углеводородов (С5+) приходится около 85%.Another example is the composition catalyst, wt.%: Fe - 83.2, Cu - 4.2, K - 3.4, SiO 2 - 9.2, prepared by co-precipitation (D. Bukur "Improved iron catalysts for slurry phase Fischer -Tropsch synthesis ”, website address on the Internet http://www.netl.doe.gov/publications/proceedings/04/UCR-HBCU/abstracts/Bukur.pdf). At 260 ° С and 21 atm, the conversion of carbon monoxide on it reached 90%. The selectivity of the catalyst to produce hydrocarbon products reaches about 50% (the rest is accounted for by the number of CO 2). In the obtained hydrocarbon products, the share of liquid hydrocarbons (C 5+ ) is about 85%.
Однако катализатор не проявляет стабильности и быстро дезактивируется, вследствие чего конверсия оксида углерода падает.However, the catalyst does not show stability and quickly deactivates, as a result of which the conversion of carbon monoxide decreases.
Кроме того, подобным осаждением можно получить катализатор с размерами частиц более 0,1 мкм, в описанном случае 25-100 мкм.In addition, a catalyst with particle sizes greater than 0.1 μm, in the described case 25-100 μm, can be obtained by similar precipitation.
В то время как использование более мелких катализаторов с размером частиц менее 0,1 мкм («субмикронная область размеров» или область «наночастиц») позволяет практически полностью избежать внутридиффузионных ограничений и повысить эффективность работы катализатора.While the use of smaller catalysts with a particle size of less than 0.1 μm (the “submicron size region” or the region of “nanoparticles”) allows almost completely to avoid intra-diffusion restrictions and increase the efficiency of the catalyst.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является наноразмерный Fe-K-Mn катализатор и способ получения углеводородов из CO и H2 в «сларри-реакторе» автоклавного типа в его присутствии (L.Bai, H.-W.Xiang, Y.-W.Li, Y.Z.Han, B.Zhong // Fuel. 2002. V.81. P.1577).Closest to the proposed invention is a nanoscale Fe-K-Mn catalyst and a method for producing hydrocarbons from CO and H 2 in an autoclave-type slar reactor in its presence (L.Bai, H.-W.Xiang, Y.-W. Li, YZHan, B.Zhong // Fuel. 2002. V.81. P.1577).
Катализатор готовят совместным осаждением водным раствором щавелевой кислоты из раствора ацетатов Fe и Мn. Смесь оксалатов подвергают разложению на воздухе при 500°С, а затем пропитывают нитратом калия (1% K2O) и высушивают при 120°С.The catalyst is prepared by co-precipitation of an oxalic acid aqueous solution from a solution of Fe and Mn acetates. The mixture of oxalates is decomposed in air at 500 ° C, and then impregnated with potassium nitrate (1% K 2 O) and dried at 120 ° C.
Полученные катализаторы имеют средний диаметр частиц 7-18 нм. Синтез проводят в проточном автоклаве с перемешиванием, помещая в него 20 г катализатора, суспендированного в 320 г жидкого парафина с точкой кипения более 340°С. Катализатор активируют in situ синтез-газом при условиях: 3,5 атм, 275°С, 2H2+CO, 1 л/гКат.·ч. Условия синтеза углеводородов: 22 атм, 250-300°С, 2H2+CO, 2 л/гКат.·ч.The resulting catalysts have an average particle diameter of 7-18 nm. The synthesis is carried out in a flowing autoclave with stirring, placing 20 g of a catalyst suspended in 320 g of liquid paraffin with a boiling point of more than 340 ° C. The catalyst is activated in situ with synthesis gas under the conditions: 3.5 atm, 275 ° C, 2H 2 + CO, 1 l / gKat. · H. Hydrocarbon synthesis conditions: 22 atm, 250-300 ° C, 2H 2 + CO, 2 l / gKat. · H.
В этих условиях конверсия CO достигает 90% и протекает с образованием следующих углеводородных продуктов, мас.%: CH4 - 21; C2-C4 углеводороды - 40; С5+ углеводороды - 39. Производительность катализатора по целевым продуктам - углеводородам С5+ - составляет 170-200 г/кгКат.·ч, что соответствует содержанию С5+ в продуктах, равному 31%.Under these conditions, the conversion of CO reaches 90% and proceeds with the formation of the following hydrocarbon products, wt.%: CH 4 - 21; C 2 -C 4 hydrocarbons - 40; C 5+ hydrocarbons - 39. The catalyst productivity for the target products - C 5+ hydrocarbons is 170-200 g / kg Cat. · H, which corresponds to a C 5+ content in products equal to 31%.
Недостатком описанного способа является сложность технологии приготовления мелкозернистого катализатора, которая включает осаждение активного компонента и промоторов, высушивание и прокаливание.The disadvantage of the described method is the complexity of the technology for preparing a fine-grained catalyst, which includes the deposition of the active component and promoters, drying and calcination.
Кроме того, в случае ультрадисперсных частиц введение промотора методом пропитки, как это осуществляют в описанном техническом решении, является неэффективным. Полученный таким образом катализатор обладает невысокой селективностью по целевым продуктам синтеза - жидким углеводородам (С5+) - и относительно невысокой производительностью.In addition, in the case of ultrafine particles, the introduction of the promoter by the impregnation method, as is carried out in the described technical solution, is ineffective. The catalyst thus obtained has a low selectivity for the target synthesis products — liquid hydrocarbons (C 5+ ) —and a relatively low productivity.
Упрощение процедуры приготовления катализатора и улучшение эффективности его работы позволило бы существенно улучшить общую экономику процесса.Simplifying the preparation of the catalyst and improving its efficiency would significantly improve the overall economy of the process.
Задача предлагаемого изобретения заключается в получении активного и селективного катализатора для получения углеводородных продуктов из синтез-газа (CO и H2) методом Фишера-Тропша, проводимого в условиях трехфазного реактора, то есть в условиях сларри-процесса, в котором стадия приготовления катализатора была бы упрощена, а также в разработке способа получения алифатических углеводородов, преимущественно C5+ углеводородов, как наиболее ценных полупродуктов для производства компонентов моторных топлив и смазочных масел.The objective of the invention is to obtain an active and selective catalyst for producing hydrocarbon products from synthesis gas (CO and H 2 ) by the Fischer-Tropsch method, carried out in a three-phase reactor, that is, in a slarry process in which the stage of preparation of the catalyst would be simplified, as well as in the development of a method for producing aliphatic hydrocarbons, mainly C 5+ hydrocarbons, as the most valuable intermediates for the production of components of motor fuels and lubricating oils.
Поставленная задача решается тем, что предложен катализатор для получения алифатических углеводородов из оксида углерода и водорода, содержащий наноразмерные частицы железа и калия, который дополнительно содержит оксид калия и оксид алюминия, при этом катализатор сформирован in situ непосредственно в зоне реакции в процессе термообработки компонентов катализатора в токе водорода или оксида углерода и имеет следующий состав, мас.%:The problem is solved in that the proposed catalyst for producing aliphatic hydrocarbons from carbon monoxide and hydrogen, containing nanoscale particles of iron and potassium, which additionally contains potassium oxide and alumina, while the catalyst is formed in situ directly in the reaction zone during the heat treatment of the catalyst components in the flow of hydrogen or carbon monoxide and has the following composition, wt.%:
Fe - 87-95,Fe - 87-95,
K2O - 2-9,K 2 O - 2-9,
Аl2O3 - 1-8.Al 2 O 3 - 1-8.
Поставленная задача решается также тем, что предложен способ получения алифатических углеводородов из оксида углерода и водорода в трехфазном реакторе при повышенной температуре и давлении в присутствии наноразмерных, суспендированных в жидкой углеводородной фазе частиц железосодержащего катализатора, активированного непосредственно в зоне реакции оксидом углерода и водородом, который проводят в присутствии этого катализатора при температуре 200-350°С и давлении 20-30 атм.The problem is also solved by the fact that the proposed method of producing aliphatic hydrocarbons from carbon monoxide and hydrogen in a three-phase reactor at elevated temperature and pressure in the presence of nanosized particles of an iron-containing catalyst suspended in the liquid hydrocarbon phase, activated directly in the reaction zone by carbon monoxide and hydrogen, which is carried out in the presence of this catalyst at a temperature of 200-350 ° C and a pressure of 20-30 atm.
Активацию катализатора проводят при температуре 250-400°С в течение времени, необходимого для образования оксида железа (II, III), после чего для получения (синтеза) углеводородов используют смесь из оксида углерода и водорода, взятых в мольном отношении 1:(0,5-2).The activation of the catalyst is carried out at a temperature of 250-400 ° C for the time necessary for the formation of iron oxide (II, III), after which a mixture of carbon monoxide and hydrogen taken in a molar ratio of 1: (0, 5-2).
Компоненты катализатора вводят в реактор или в виде механической смеси солей, или в виде их раствора в растворителе, не смешивающемся с жидкой фазой, например спирт, вода, эфир и т.п.The components of the catalyst are introduced into the reactor either in the form of a mechanical mixture of salts, or in the form of their solution in a solvent which is not miscible with the liquid phase, for example alcohol, water, ether, etc.
Катализатор может в дополнение включать промоторы, известные специалистам в данной области техники, такие как оксиды калия, алюминия, циркония, титана, марганца и другие.The catalyst may in addition include promoters known to those skilled in the art, such as potassium, aluminum, zirconium, titanium, manganese, and others.
Технический результат, который может быть получен от использования предлагаемого изобретения, заключается в упрощении процесса тем, что способ получения углеводородов позволяет в одном реакторе совместить стадии приготовления катализатора, его активации водородом или оксидом углерода и синтеза углеводородов из CO и H2.The technical result that can be obtained from the use of the present invention is to simplify the process by the fact that the hydrocarbon production method allows combining in one reactor the stages of preparation of the catalyst, its activation with hydrogen or carbon monoxide and the synthesis of hydrocarbons from CO and H 2 .
Другой технический результат заключается в увеличении селективности катализатора в отношении образования целевых углеводородов С5+ (до 90%) и производительности катализатора по этим продуктам (до 300-360 г/кгКат.·ч).Another technical result is to increase the selectivity of the catalyst in relation to the formation of target hydrocarbons With 5+ (up to 90%) and the productivity of the catalyst for these products (up to 300-360 g / kgKat. · H).
Катализатор готовят из составляющих его компонентов непосредственно в реакторе синтеза углеводородов (in situ), для чего в жидкую среду, представляющую собой расплавленную смесь углеводородов - также парафинов или церезинов, или индивидуальный парафин, при интенсивном перемешивании и температуре вводят эффективное количество компонентов катализатора, главным образом солей. Это так называемый прекурсор катализатора, который используют в виде механической смеси или в виде раствора в растворителе, не смешивающемся с жидкой фазой (спирт, ацетон, вода, эфир и т.п.).The catalyst is prepared from its constituent components directly in a hydrocarbon synthesis reactor (in situ), for which an effective amount of catalyst components is introduced into the liquid medium, which is a molten mixture of hydrocarbons - also paraffins or ceresins, or individual paraffin, with intensive stirring and temperature, mainly salts. This is the so-called catalyst precursor, which is used as a mechanical mixture or as a solution in a solvent that is not miscible with the liquid phase (alcohol, acetone, water, ether, etc.).
Затем прекурсор подвергают термообработке при температуре 40-450°С в токе водорода или оксида углерода.Then the precursor is subjected to heat treatment at a temperature of 40-450 ° C in a stream of hydrogen or carbon monoxide.
В процессе приготовления катализатора образуется устойчивый коллоидный раствор. Согласно данным электронной микроскопии и рассеивания монохроматического излучения, такой раствор содержит частицы твердой фазы размером 10-30 нм, ассоциированные в агрегаты размером 500-700 нм.During the preparation of the catalyst, a stable colloidal solution is formed. According to electron microscopy and scattering of monochromatic radiation, such a solution contains particles of a solid phase with a size of 10-30 nm, associated in aggregates with a size of 500-700 nm.
Катализатор подвергают активации in situ непосредственно в реакторе, восстанавливая его в токе водорода или оксида углерода, для чего через образовавшуюся суспензию, содержащую наночастицы катализатора при температуре 250-400°С, предпочтительнее 300-350°С, в течение 5-50 ч, предпочтительнее 20-30 ч пропускают водород или оксид углерода.The catalyst is subjected to in situ activation directly in the reactor, restoring it in a stream of hydrogen or carbon monoxide, for which, through a formed suspension containing catalyst nanoparticles at a temperature of 250-400 ° C, preferably 300-350 ° C, for 5-50 hours, more preferably 20-30 hours pass hydrogen or carbon monoxide.
Затем в этот же реактор, заполненный жидкой фазой с активированным катализатором, подают смесь оксида углерода и водорода, взятых в мольном отношении 1:(0,5-2), и проводят синтез алифатических углеводородов при температуре 200-350°С и давлении 1-50 атм с нагрузкой на катализатор 5-6 л/гКат.·ч.Then, a mixture of carbon monoxide and hydrogen taken in a molar ratio of 1: (0.5-2) is fed into the same reactor, filled with a liquid phase with an activated catalyst, and aliphatic hydrocarbons are synthesized at a temperature of 200-350 ° C and a pressure of 1- 50 atm with a catalyst load of 5-6 l / gKat. · H.
Нижеследующие примеры иллюстрируют изобретение, но никоим образом не ограничивают область его применения.The following examples illustrate the invention, but in no way limit its scope.
Пример 1Example 1
43,3 г нитрата железа Fе(NO3)3·9Н2O, 1,9 г нитрата алюминия Аl(NО3)3·9Н2O и 0,12 г KOH растворяют в 25 мл метанола. Полученный раствор приливают в токе водорода при интенсивном перемешивании к 100 мл индивидуального нонадекана (н-парафин С19Н40), помещенного непосредственно в автоклав и разогретого предварительно до температуры 300°С.43.3 g of iron nitrate Fe (NO 3 ) 3 · 9H 2 O, 1.9 g of aluminum nitrate Al (NO 3 ) 3 · 9H 2 O and 0.12 g of KOH are dissolved in 25 ml of methanol. The resulting solution is poured in a stream of hydrogen with vigorous stirring to 100 ml of individual nonadecane (n-paraffin C 19 H 40 ), placed directly in an autoclave and preheated to a temperature of 300 ° C.
Полученный из такой смеси катализатор имеет состав, мас.%: 93,5 Fe, 2,8 K2O, 3,7 Аl2О3.The catalyst obtained from such a mixture has a composition, wt.%: 93.5 Fe, 2.8 K 2 O, 3.7 Al 2 O 3 .
Средний размер частиц полученного катализатора 650-750 нм.The average particle size of the resulting catalyst is 650-750 nm.
Катализатор активируют в автоклаве (in situ) в токе водорода при 300°С в течение 48 ч.The catalyst is activated in an autoclave (in situ) in a stream of hydrogen at 300 ° C for 48 hours.
Затем на катализаторе осуществляют синтез углеводородов, пропуская через активированный катализатор «синтез-газ» с мольным отношением СО:Н2, равным 1:1,8, при температуре 300°С и давлении 30 атм.Then, the synthesis of hydrocarbons is carried out on the catalyst, passing through an activated synthesis gas catalyst with a molar ratio of CO: H 2 equal to 1: 1.8, at a temperature of 300 ° C. and a pressure of 30 atm.
Результаты эксперимента приведены в таблице.The experimental results are shown in the table.
На фиг.1 представлено распределение частиц по размерам, полученное методом динамического рассеивания монохроматического излучения для катализатора, описанного в примере 1, распределения для других катализаторов выглядят аналогичным образом.Figure 1 shows the particle size distribution obtained by the method of dynamic dispersion of monochromatic radiation for the catalyst described in example 1, the distribution for other catalysts look similar.
Пример 2Example 2
43,3 г нитрата железа Fе(NО3)3·9Н2O, 1,9 г нитрата алюминия Аl(NО3)3·9Н2O и 0,4 г KOH растворяют в 25 мл метанола.43.3 g of iron nitrate Fe (NO 3 ) 3 · 9H 2 O, 1.9 g of aluminum nitrate Al (NO 3 ) 3 · 9H 2 O and 0.4 g of KOH are dissolved in 25 ml of methanol.
Полученный из такой смеси катализатор имеет состав, мас.%: 87,7 Fe, 8,8 К2O, 3,5 Аl2О3.The catalyst obtained from such a mixture has a composition, wt.%: 87.7 Fe, 8.8 K 2 O, 3.5 Al 2 O 3 .
Средний размер частиц катализатора 650-750 нм.The average particle size of the catalyst is 650-750 nm.
Приготовление катализатора, его активацию и синтез углеводородов из CO и H2 осуществляют аналогично описанным в примере 1.The preparation of the catalyst, its activation and the synthesis of hydrocarbons from CO and H 2 are carried out similarly as described in example 1.
Результаты эксперимента приведены в таблице.The experimental results are shown in the table.
Пример 3Example 3
43,3 г нитрата железа Fе(NO3)3·9Н2O, 1,9 г нитрата алюминия Аl(NO3)3·9Н2O и 0,4 г KOH растворяют в 25 мл дистиллированной воды.43.3 g of iron nitrate Fe (NO 3 ) 3 · 9H 2 O, 1.9 g of aluminum nitrate Al (NO 3 ) 3 · 9H 2 O and 0.4 g of KOH are dissolved in 25 ml of distilled water.
Полученный из такой смеси катализатор имеет состав, мас.%: 87,7 Fe, 8,8 K2O, 3,5 Аl2О3.The catalyst obtained from such a mixture has a composition, wt.%: 87.7 Fe, 8.8 K 2 O, 3.5 Al 2 O 3 .
Средний размер частиц катализатора 500-600 нм.The average particle size of the catalyst is 500-600 nm.
Приготовление катализатора, его активацию и синтез углеводородов из CO и H2 осуществляют аналогично описанным в примере 1.The preparation of the catalyst, its activation and the synthesis of hydrocarbons from CO and H 2 are carried out similarly as described in example 1.
Результаты эксперимента приведены в таблице.The experimental results are shown in the table.
Пример 4Example 4
43,3 г нитрата железа Fе(NO3)3·9Н2O, 1,9 г нитрата алюминия Аl(NO3)3·9Н2O и 0,4 г KNO3 растирают в фарфоровой ступке. Полученную механическую смесь добавляют в токе водорода при интенсивном перемешивании к 100 мл индивидуального нонадекана, помещенного в автоклав и разогретого предварительно до температуры 300°С.43.3 g of iron nitrate Fe (NO 3 ) 3 · 9H 2 O, 1.9 g of aluminum nitrate Al (NO 3 ) 3 · 9H 2 O and 0.4 g of KNO 3 are ground in a porcelain mortar. The resulting mechanical mixture is added in a stream of hydrogen with vigorous stirring to 100 ml of individual nonadecane placed in an autoclave and preheated to a temperature of 300 ° C.
Полученный из такой смеси катализатор имеет состав, мас.%: 87,7 Fe, 8,8 K2O, 3,5 Аl2О3.The catalyst obtained from such a mixture has a composition, wt.%: 87.7 Fe, 8.8 K 2 O, 3.5 Al 2 O 3 .
Средний размер частиц катализатора 660 нм.The average particle size of the catalyst is 660 nm.
Приготовление катализатора, его активацию и синтез углеводородов из CO и H2 осуществляют аналогично описанным в примере 1.The preparation of the catalyst, its activation and the synthesis of hydrocarbons from CO and H 2 are carried out similarly as described in example 1.
Результаты эксперимента приведены в таблице.The experimental results are shown in the table.
Пример 5Example 5
43,3 г нитрата железа Fе(NO3)3·9Н2O, 1,0 г нитрата алюминия Аl(NO3)3·9Н2О и 0,12 г KOH растворяют в 25 мл метанола.43.3 g of iron nitrate Fe (NO 3 ) 3 · 9H 2 O, 1.0 g of aluminum nitrate Al (NO 3 ) 3 · 9H 2 O and 0.12 g of KOH are dissolved in 25 ml of methanol.
Полученный из такой смеси катализатор имеет состав, мас.%: 95,2 Fe, 2,9 K2O, 1,9 Аl2O3.The catalyst obtained from such a mixture has a composition, wt.%: 95.2 Fe, 2.9 K 2 O, 1.9 Al 2 O 3 .
Средний размер частиц катализатора 500-600 нм.The average particle size of the catalyst is 500-600 nm.
Приготовление катализатора, его активацию и синтез углеводородов из СО и Н2 осуществляют аналогично описанным в примере 1.The preparation of the catalyst, its activation and the synthesis of hydrocarbons from CO and H 2 are carried out similarly as described in example 1.
Результаты эксперимента приведены в таблице.The experimental results are shown in the table.
Пример 6Example 6
Приготовление катализатора и синтез углеводородов из СО и Н2 осуществляют аналогично описанным в примере 2. Активацию катализатора состава, мас.%: 93,5 Fe, 2,8 K2O, 3,7 Аl2О3 - проводят при температуре 325°С в течение 48 ч.The preparation of the catalyst and the synthesis of hydrocarbons from CO and H 2 is carried out similarly to those described in example 2. Activation of the catalyst composition, wt.%: 93.5 Fe, 2.8 K 2 O, 3.7 Al 2 O 3 - is carried out at a temperature of 325 ° C for 48 hours
Результаты эксперимента приведены в таблице.The experimental results are shown in the table.
Пример 7Example 7
Приготовление катализатора и синтез углеводородов из СО и Н2 осуществляют аналогично описанным в примере 2. Активацию катализатора состава, мас.%: 93,5 Fe, 2,8 K2O, 3,7 Аl2O3 - проводят при температуре 300°С в течение 68 ч.The preparation of the catalyst and the synthesis of hydrocarbons from CO and H 2 is carried out similarly as described in example 2. Activation of the catalyst composition, wt.%: 93.5 Fe, 2.8 K 2 O, 3.7 Al 2 O 3 - is carried out at a temperature of 300 ° C for 68 hours
Результаты эксперимента приведены в таблице.The experimental results are shown in the table.
Пример 8Example 8
43,3 г нитрата железа Fе(NO3)3·9Н2О, 1,9 г нитрата алюминия Аl(NО3)3·9Н2O и 0,4 г KOH растворяют в 25 мл метанола.43.3 g of iron nitrate Fe (NO 3 ) 3 · 9H 2 O, 1.9 g of aluminum nitrate Al (NO 3 ) 3 · 9H 2 O and 0.4 g of KOH are dissolved in 25 ml of methanol.
Полученный из такой смеси катализатор имеет состав, мас.%: 87,7 Fe, 8,8 K2O, 3,5 Аl2О3.The catalyst obtained from such a mixture has a composition, wt.%: 87.7 Fe, 8.8 K 2 O, 3.5 Al 2 O 3 .
Средний размер частиц катализатора 500-600 нм.The average particle size of the catalyst is 500-600 nm.
Приготовление катализатора, его активацию и синтез углеводородов из CO и H2 осуществляют аналогично описанным в примере 1 за исключением того, что активацию осуществляют в оксиде углерода.The preparation of the catalyst, its activation and the synthesis of hydrocarbons from CO and H 2 are carried out similarly to those described in example 1, except that the activation is carried out in carbon monoxide.
Результаты эксперимента приведены в таблице.The experimental results are shown in the table.
Пример 9Example 9
43,3 г нитрата железа Fе(NО3)3·9Н2O, 1,9 г нитрата алюминия Аl(NО3)3·9Н2O и 0,4 г KOH растворяют в 25 мл воды.43.3 g of iron nitrate Fe (NO 3 ) 3 · 9H 2 O, 1.9 g of aluminum nitrate Al (NO 3 ) 3 · 9H 2 O and 0.4 g of KOH are dissolved in 25 ml of water.
Полученный из такой смеси катализатор имеет состав, мас.%: 87,7 Fe, 8,8 K2O, 3,5 Аl2О3.The catalyst obtained from such a mixture has a composition, wt.%: 87.7 Fe, 8.8 K 2 O, 3.5 Al 2 O 3 .
Средний размер частиц катализатора 500-600 нм.The average particle size of the catalyst is 500-600 nm.
Приготовление катализатора, его активацию и синтез углеводородов из CO и H2 осуществляют аналогично описанным в примере 8.The preparation of the catalyst, its activation and the synthesis of hydrocarbons from CO and H 2 are carried out similarly as described in example 8.
Результаты эксперимента приведены в таблице.The experimental results are shown in the table.
Приведенные в таблице результаты показывают, что предложенный способ позволяет эффективно осуществлять синтез углеводородов из оксида углерода и водорода в трехфазном каталитическом реакторе в присутствии катализатора, полученного in situ и активированного in situ. Предлагаемый метод дает возможность осуществлять синтез углеводородов из CO и H2 при конверсии CO, достигающей 80%, и селективности по жидким продуктам до 86%. При этом производительность катализатора по целевым продуктам синтеза составляет 200-390 г/кгКат.·ч.The results presented in the table show that the proposed method allows efficient synthesis of hydrocarbons from carbon monoxide and hydrogen in a three-phase catalytic reactor in the presence of a catalyst prepared in situ and activated in situ. The proposed method makes it possible to carry out the synthesis of hydrocarbons from CO and H 2 at a CO conversion of up to 80%, and selectivity for liquid products up to 86%. At the same time, the productivity of the catalyst for the target synthesis products is 200-390 g / kgKat. · H.
дов, мас.%The composition of the hydrocarbon
dov, wt.%
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010122282/04A RU2443471C2 (en) | 2010-06-02 | 2010-06-02 | Catalyst and method of producing aliphatic hydrocarbons from carbon oxide and hydrogen in its presence |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010122282/04A RU2443471C2 (en) | 2010-06-02 | 2010-06-02 | Catalyst and method of producing aliphatic hydrocarbons from carbon oxide and hydrogen in its presence |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2010122282A RU2010122282A (en) | 2011-12-10 |
RU2443471C2 true RU2443471C2 (en) | 2012-02-27 |
Family
ID=45405147
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010122282/04A RU2443471C2 (en) | 2010-06-02 | 2010-06-02 | Catalyst and method of producing aliphatic hydrocarbons from carbon oxide and hydrogen in its presence |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2443471C2 (en) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2489207C1 (en) * | 2012-05-04 | 2013-08-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Ордена Трудового Красного Знамени Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева Российской академии наук (ИНХС РАН) | Catalyst and method of producing aliphatic hydrocarbons from carbon monoxide and hydrogen in presence thereof |
RU2641299C1 (en) * | 2016-10-12 | 2018-01-17 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Ордена Трудового Красного Знамени Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева Российской академии наук (ИНХС РАН) | Method for obtaining nanosized fisher-tropsh synthesis catalyst and method of fisher-tropsh synthesis with its application |
RU2665575C1 (en) * | 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) | Method of producing metal-containing nano-sized dispersions |
RU2690690C1 (en) * | 2018-12-14 | 2019-06-05 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Ордена Трудового Красного Знамени Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева Российской академии наук (ИНХС РАН) | Method of producing catalyst and method of synthesis of fisher-tropsch in presence thereof |
RU2747864C1 (en) * | 2020-06-29 | 2021-05-17 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Новые Газовые Технологии-Синтез" (Ооо "Нгт-Синтез") | Method for increasing yield of liquid hydrocarbon product |
RU2747866C1 (en) * | 2020-06-29 | 2021-05-17 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Новые Газовые Технологии-Синтез" (Ооо "Нгт-Синтез") | Method for producing gasoline with distribution of oxygenate and two olefin-containing fractions |
RU2760550C1 (en) * | 2021-04-13 | 2021-11-29 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Новые Газовые Технологии-Синтез" (Ооо "Нгт-Синтез") | Catalyst and method for its production |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1157737A1 (en) * | 1982-05-20 | 1999-09-27 | Институт катализа СО АН СССР | CATALYST FOR SYNTHESIS OF HYDROCARBONS C-CI OXIDE CARBON AND HYDROGEN |
RU2165789C2 (en) * | 1995-04-07 | 2001-04-27 | Сэстек (Проприетэри) Лимитед | Fischer-tropsch catalyst preparation process |
EP1509323A1 (en) * | 2002-05-15 | 2005-03-02 | Süd-Chemie Ag | Fischer-tropsch catalyst prepared with a high purity iron precursor |
RU2351392C1 (en) * | 2007-09-10 | 2009-04-10 | Томский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук (ТНЦ СО РАН) | Catalyst and method of light hydrocarbon carbon-dioxide conversion |
-
2010
- 2010-06-02 RU RU2010122282/04A patent/RU2443471C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1157737A1 (en) * | 1982-05-20 | 1999-09-27 | Институт катализа СО АН СССР | CATALYST FOR SYNTHESIS OF HYDROCARBONS C-CI OXIDE CARBON AND HYDROGEN |
RU2165789C2 (en) * | 1995-04-07 | 2001-04-27 | Сэстек (Проприетэри) Лимитед | Fischer-tropsch catalyst preparation process |
EP1509323A1 (en) * | 2002-05-15 | 2005-03-02 | Süd-Chemie Ag | Fischer-tropsch catalyst prepared with a high purity iron precursor |
RU2351392C1 (en) * | 2007-09-10 | 2009-04-10 | Томский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук (ТНЦ СО РАН) | Catalyst and method of light hydrocarbon carbon-dioxide conversion |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
L.Bai, et al, Slurry Phase Fischer-Tropch Synthesis over Manganese-Promoted Iron Ultrafine Particle Catalyst, Fuel., 2002, v 81, N11-12, p.1577-1581. * |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2489207C1 (en) * | 2012-05-04 | 2013-08-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Ордена Трудового Красного Знамени Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева Российской академии наук (ИНХС РАН) | Catalyst and method of producing aliphatic hydrocarbons from carbon monoxide and hydrogen in presence thereof |
RU2641299C1 (en) * | 2016-10-12 | 2018-01-17 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Ордена Трудового Красного Знамени Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева Российской академии наук (ИНХС РАН) | Method for obtaining nanosized fisher-tropsh synthesis catalyst and method of fisher-tropsh synthesis with its application |
RU2665575C1 (en) * | 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) | Method of producing metal-containing nano-sized dispersions |
RU2690690C1 (en) * | 2018-12-14 | 2019-06-05 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Ордена Трудового Красного Знамени Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева Российской академии наук (ИНХС РАН) | Method of producing catalyst and method of synthesis of fisher-tropsch in presence thereof |
RU2747864C1 (en) * | 2020-06-29 | 2021-05-17 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Новые Газовые Технологии-Синтез" (Ооо "Нгт-Синтез") | Method for increasing yield of liquid hydrocarbon product |
RU2747866C1 (en) * | 2020-06-29 | 2021-05-17 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Новые Газовые Технологии-Синтез" (Ооо "Нгт-Синтез") | Method for producing gasoline with distribution of oxygenate and two olefin-containing fractions |
WO2022005333A1 (en) * | 2020-06-29 | 2022-01-06 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Новые Газовые Технологии-Синтез" | Method for increasing the yield of a liquid hydrocarbon product |
RU2760550C1 (en) * | 2021-04-13 | 2021-11-29 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Новые Газовые Технологии-Синтез" (Ооо "Нгт-Синтез") | Catalyst and method for its production |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2010122282A (en) | 2011-12-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2443471C2 (en) | Catalyst and method of producing aliphatic hydrocarbons from carbon oxide and hydrogen in its presence | |
TWI454313B (en) | Hydrogenated isomerization catalyst and its manufacturing method, dewaxing method of hydrocarbon oil and manufacturing method of lubricating oil base oil | |
Nguyen et al. | Preparation of Ni/biochar catalyst for hydrotreating of bio-oil from microalgae biomass | |
US7566678B2 (en) | Modified catalyst and use of this catalyst for the conversion of synthesis gas to hydrocarbons | |
FR2804689A1 (en) | PROCESS FOR THE SYNTHESIS OF HYDROCARBONS IN THE PRESENCE OF A CATALYST COMPRISING A GROUP VIII METAL SUPPORTED ON SILICA-ALUMINA | |
JP5345474B2 (en) | Hydrocarbon hydrocracking catalyst support, hydrocracking catalyst using the support, and hydrocracking method of hydrocarbon oil using the catalyst | |
US6777452B2 (en) | Promoted skeletal iron catalysts for Fischer-Tropsch synthesis processes | |
EP4046710A1 (en) | Core-shell iron-based catalyst used for direct production of aromatic hydrocarbons from syngas, and preparation method and application therefor | |
RU2466790C1 (en) | Catalyst and method of obtaining aliphatic hydrocarbons from carbon oxide and hydrogen in its presence | |
JP2007204506A (en) | Method for wax hydrocracking | |
EA026605B1 (en) | Stable slurry bed fischer-tropsch catalyst with high surface area and activity | |
RU2489207C1 (en) | Catalyst and method of producing aliphatic hydrocarbons from carbon monoxide and hydrogen in presence thereof | |
Jiang et al. | Toward a Full One-Pass Conversion for the Fischer–Tropsch Synthesis over a Highly Selective Cobalt Catalyst | |
JP2008248179A (en) | Method for producing hydrocarbon by reduction of carbon monoxide | |
JP2012503700A (en) | Process for producing liquid hydrocarbons by Fischer-Tropsch synthesis by slurry reaction | |
AU2014200165B2 (en) | Method for activating strengthened iron catalyst for slurry reactors | |
JP5771358B2 (en) | Method for producing regenerated Fischer-Tropsch synthesis catalyst and method for producing hydrocarbon | |
Zhang et al. | Hydrogenation of phenol to cyclohexanol and cyclohexanone on ZrO2-supported Ni-Co alloy in water | |
RU2641299C1 (en) | Method for obtaining nanosized fisher-tropsh synthesis catalyst and method of fisher-tropsh synthesis with its application | |
JP4115705B2 (en) | Catalyst for hydrocracking and method for producing diesel oil | |
Roe | Effect of Carbon Supports on Supercritical Hexane Mediated, Fe-Catalyzed Fischer-Tropsch Synthesis | |
KR100801106B1 (en) | Catalyst for synthesis for hydrocarbons from synthesis gas, process of preparation of catalyst | |
Jianmin et al. | High temperature fixed-fluidized bed Fischer-Tropsch synthesis technology and its products processing route | |
RU2314869C2 (en) | Catalyst used for the synthesis of the hydrocarbons from the synthesis gas, the method of production of the catalyst | |
JP2005320379A (en) | Method for producing liquid hydrocarbon |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190603 |