RU2610526C2 - Catalyst for fischer-tropsch process in compact version and production method thereof (versions) - Google Patents

Catalyst for fischer-tropsch process in compact version and production method thereof (versions) Download PDF

Info

Publication number
RU2610526C2
RU2610526C2 RU2015123560A RU2015123560A RU2610526C2 RU 2610526 C2 RU2610526 C2 RU 2610526C2 RU 2015123560 A RU2015123560 A RU 2015123560A RU 2015123560 A RU2015123560 A RU 2015123560A RU 2610526 C2 RU2610526 C2 RU 2610526C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
catalyst
cobalt
modified
oxide
applying
Prior art date
Application number
RU2015123560A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2015123560A (en
Inventor
Михаил Николаевич Михайлов
Дмитрий Александрович Григорьев
Елена Владимировна Николаева
Гиляра Евгеньевна Джунгурова
Александр Васильевич Сандин
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Нефтяная компания "Роснефть"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Нефтяная компания "Роснефть" filed Critical Открытое акционерное общество "Нефтяная компания "Роснефть"
Priority to RU2015123560A priority Critical patent/RU2610526C2/en
Publication of RU2015123560A publication Critical patent/RU2015123560A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2610526C2 publication Critical patent/RU2610526C2/en

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/70Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
    • B01J23/74Iron group metals
    • B01J23/75Cobalt
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/02Impregnation, coating or precipitation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/02Impregnation, coating or precipitation
    • B01J37/03Precipitation; Co-precipitation
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/52Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

Landscapes

  • Catalysts (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: invention relates to petrochemistry, gas chemistry, coal chemistry and concerns Fischer-Tropsch synthesis in a compact version, which requires synthesis of hydrocarbons in high-efficiency modes at a rate of more than 1,000 kg/m3 cat⋅h. Catalyst is characterised by that it has specific surface area in tempered state of 50–92 m2/g and after recovery specific surface area of metal cobalt 10.3–25.5 m2/g, average size of particles of metal cobalt 5.0–18.5 nm and particle dispersity 5.4–20.0 % and containing 41–50 wt% of cobalt from weight of calcined catalyst and a support with specific surface area 86–423 m2/g and pore volume of support of 0.20–1.07 cm3/g, selected from: zirconium oxide or aluminium oxide, modified by applying zirconium oxide, or silicon oxide, modified by applying zirconium oxide, or zirconium oxide, modified by depositing aluminium oxide, or silicon oxide modified by application of aluminium oxide, wherein amount of modifying is oxide is 10–40 wt% of weight of support. Method of producing catalyst according to first version comprises multiple impregnation of support with aqueous solution of cobalt precursor with subsequent drying and calcining, or co-precipitation of cobalt carbonate from basic solution in presence of support, drying and calcination – according to second version.
EFFECT: higher selectivity of catalyst with respect to formation of hydrocarbons C5+ of not less than 60 % with CO conversion of not less than 70 % and maximum output of catalyst for high-molecular hydrocarbons is not less than 1,000 kg/m3 cat⋅h.
5 cl, 1 tbl, 16 ex

Description

Изобретение относится к нефтехимии, газохимии, углехимии и касается синтеза Фишера-Тропша, в частности катализатора и способа получения катализатора для синтеза углеводородов по методу Фишера-Тропша при проведении процесса в компактном варианте, требующем осуществления синтеза углеводородов в высокопроизводительных режимах при объемной скорости сырья не менее 10000 ч-1 с производительностью более 1000 кг/м3 кат⋅ч.The invention relates to petrochemistry, gas chemistry, coal chemistry and relates to Fischer-Tropsch synthesis, in particular a catalyst and a method for producing a catalyst for the synthesis of hydrocarbons according to the Fischer-Tropsch method when carrying out the process in a compact form, requiring the synthesis of hydrocarbons in high-performance modes with a bulk flow rate of not less than 10000 h -1 with a capacity of more than 1000 kg / m 3 cat ⋅ h.

Наряду с многотоннажными проектами по производству синтетических углеводородов из альтернативных источников сырья в Катаре, ЮАР, Нигерии, которые связаны с крупнейшими мировыми месторождениями природного газа, многие компании занимаются реализацией компактных мобильных технологий переработки природного газа в жидкое топливо. Основным преимуществом таких технологий является возможность их использования на небольших и удаленных месторождениях углеводородных ресурсов, в том числе на глубоководных морских месторождениях. В частности такие технологии ориентированы на переработку попутного нефтяного газа, значительная доля которого сжигается на месторождениях. Менее 10% месторождений природного газа в мире способны обеспечивать сырьем многотоннажные заводы по получению синтетической нефти мощностью 10000 барр/день и более. В то же время создание производств мощностью около 2000 барр/день может быть экономически целесообразно на 40% мировых месторождений природного газа.Along with large-tonnage projects for the production of synthetic hydrocarbons from alternative sources of raw materials in Qatar, South Africa, Nigeria, which are associated with the world's largest natural gas fields, many companies are implementing compact mobile technologies for processing natural gas into liquid fuel. The main advantage of such technologies is the possibility of their use in small and remote deposits of hydrocarbon resources, including deep-sea offshore fields. In particular, such technologies are focused on the processing of associated petroleum gas, a significant proportion of which is burned at the fields. Less than 10% of the world's natural gas fields are capable of supplying large-tonnage refineries for the production of synthetic oil with a capacity of 10,000 barrels / day or more. At the same time, the creation of production facilities with a capacity of about 2000 barrels per day may be economically feasible for 40% of the world's natural gas fields.

В качестве сырья при реализации компактных технологий переработки углеводородных газов могут быть также вовлечены попутный нефтяной газ, сланцевый газ и газы, образующиеся при газификации отходов и биомассы.Associated petroleum gas, shale gas and gases generated by gasification of waste and biomass may also be involved as raw materials in the implementation of compact technologies for processing hydrocarbon gases.

Для обеспечения компактных размеров и снижения капитальных затрат при создании мобильных установок по переработке углеводородных газов в синтетическую нефть технология должна обеспечивать высокую производительность с единицы объема реактора. Это в свою очередь требует использования катализаторов, способных стабильно работать в высокопроизводительных режимах при объемной скорости сырья 10000 ч-1 и более и высокой селективности в отношении образования высокомолекулярных углеводородов.To ensure compact size and reduce capital costs when creating mobile plants for the processing of hydrocarbon gases into synthetic oil, the technology should provide high performance per unit volume of the reactor. This, in turn, requires the use of catalysts capable of stably operating in high-performance conditions with a bulk feed rate of 10,000 h -1 or more and high selectivity for the formation of high molecular weight hydrocarbons.

Известен катализатор для осуществления процесса Фишера-Тропша в компактном варианте, диспергированный в микроволокнистой матрице, описанный в заявке на патент US 2013216445 А1, 22.08.2013 и заявке на патент международного патентного ведомства WO 2013126341 А1, 29.08.2013 компании Ceramatec Inc., развивающей модульную технологию синтеза Фишера-Тропша. В качестве основы для катализатора используют частицы микроволокнистого материала, в котором диспергирован наноразмерный металлический катализатор. Катализатор может содержать никель, кобальт, лантан, железо или сплавы (FeCuK, CoRu). Может быть использован носитель (оксид алюминия или кремния) и промоторы (Mn, La). Размер частиц катализатора составляет от 10 мкм до 1 мм в микроволокнистой матрице или 0,5 мм - 5 мм в виде обычных экструдатов. Температура реагентов на входе составляет 225,2°С, в слое катализатора 230-232°С, ниже слоя катализатора 226,6°С. Температура охлаждающей жидкости равна 215°С, в среднем на 15°С ниже, чем в слое катализатора. Производительность составляет 750 кгС5+3 кат⋅ч.A known catalyst for the implementation of the Fischer-Tropsch process in a compact form, dispersed in a microfiber matrix, described in patent application US 2013216445 A1, 08/22/2013 and patent application of international patent office WO 2013126341 A1, 08/29/2013 by Ceramatec Inc., developing a modular Fischer-Tropsch synthesis technology. Particles of microfiber material in which a nanoscale metal catalyst is dispersed are used as the basis for the catalyst. The catalyst may contain nickel, cobalt, lanthanum, iron or alloys (FeCuK, CoRu). A carrier (alumina or silicon oxide) and promoters (Mn, La) can be used. The particle size of the catalyst is from 10 μm to 1 mm in a microfiber matrix or 0.5 mm to 5 mm in the form of conventional extrudates. The temperature of the reagents at the inlet is 225.2 ° C, in the catalyst layer 230-232 ° C, below the catalyst layer 226.6 ° C. The temperature of the coolant is 215 ° C, an average of 15 ° C lower than in the catalyst bed. Productivity is 750 kg C5 + / m 3 cat ⋅h.

Недостатком такого катализатора является его низкая производительность, не позволяющая эффективно перерабатывать синтез-газ в результате процесса Фишера-Тропша при его реализации в компактном варианте.The disadvantage of this catalyst is its low productivity, which does not allow to efficiently process synthesis gas as a result of the Fischer-Tropsch process when it is implemented in a compact version.

Известен способ получения катализатора для осуществления процесса Фишера-Тропша в компактном варианте, описанный в WO 2008104793 A3, 04.12.2008 компании Oxford catalysts Ltd., в котором активный металл находится в форме карбида. Катализатор включает носитель и карбид кобальта. Содержание кобальта составляет 10-50 масс %, предпочтительно около 30 масс %. Промоторы выбирают из ряда: Pd, Pt, Rh, Ru, Ir, Au, Ag и Os, предпочтительно Ru. Содержание промоторов составляет около 0,2 масс %. В качестве модификаторов могут быть добавлены другие металлы, такие как Zn, Cu, Mn, Mo, W и другие в количестве около 3%. Способ приготовления катализатора включает пропитку носителя раствором прекурсора активного металла и полярного органического соединения, где раствор содержит небольшое количество воды, или не содержит воду, сушку и прокаливание при атмосферном давлении и 500°С в бескислородной атмосфере или с небольшим содержанием кислорода для образования карбидов металлов. Описанные катализаторы в синтезе Фишера-Тропша при 220°С, 17,5 атм, объемной скорости 2000 ч-1 и соотношении Н2/СО=2 позволяют достигать конверсии СО 50-84% и производительности по высокомолекулярным углеводородам 160-280 кг/м3 кат⋅ч.A known method of producing a catalyst for the implementation of the Fischer-Tropsch process in a compact form, described in WO 2008104793 A3, 12/04/2008 of Oxford catalysts Ltd., in which the active metal is in the form of carbide. The catalyst includes a support and cobalt carbide. The cobalt content is 10-50 mass%, preferably about 30 mass%. The promoters are selected from the series: Pd, Pt, Rh, Ru, Ir, Au, Ag and Os, preferably Ru. The content of promoters is about 0.2 mass%. Other metals such as Zn, Cu, Mn, Mo, W and others in an amount of about 3% can be added as modifiers. A catalyst preparation method involves impregnating a support with a solution of an active metal precursor and a polar organic compound, where the solution contains a small amount of water or does not contain water, drying and calcining at atmospheric pressure and 500 ° C in an oxygen-free atmosphere or with a small oxygen content to form metal carbides. The described catalysts in the Fischer-Tropsch synthesis at 220 ° C, 17.5 atm, a space velocity of 2000 h -1 and a ratio of H 2 / CO = 2 make it possible to achieve a CO conversion of 50-84% and a high molecular weight hydrocarbon productivity of 160-280 kg / m 3 cat ⋅h

Недостатком такого способа получения катализаторов процесса Фишера-Тропша для осуществления процесса в компактном варианте является их низкая производительность и присутствие кобальта в составе катализатора в форме карбида, что в условиях высокопроизводительного синтеза углеводородов приведет к повышенному метанообразованию и низкой селективности переработки синтез-газа в высокомолекулярные углеводороды.The disadvantage of this method of producing catalysts for the Fischer-Tropsch process for the compact implementation of the process is their low productivity and the presence of cobalt in the composition of the carbide catalyst, which under conditions of high-performance hydrocarbon synthesis will lead to increased methane formation and low selectivity of the synthesis gas processing into high molecular weight hydrocarbons.

Известен способ получения катализатора для осуществления процесса Фишера-Тропша в компактном варианте, включающего носитель и кобальт, нанесенный на носитель, описанный в WO 2012107718 A3, 03.01.2013 и 2013114098 А1, 08.08.2013. Модифицированный носитель готовят обработкой носителя раствором, содержащим соединение титана и карбоновую кислоту, с последующей сушкой при температуре 100-130°С и прокаливанием при температуре 200-350°С. Нанесение активного компонента проводят многократной пропиткой модифицированного носителя раствором, содержащим прекурсор активного металла и карбоновую кислоту, с последующей сушкой и прокаливанием. Носитель может быть выбран из группы: твердые оксиды, углерод, цеолиты, нитрид бора или карбид кремния. Соответствующими твердыми оксидами являются оксид алюминия, кремния, титана, циркония и цинка. Содержание оксида титана составляет 11-30 масс %. В качестве активного металла используют кобальт. В качестве промотора используют Pd, Pt, Rh, Ru, Re, Ir, Au, Ag, Os с содержанием от 0,01 до 30 масс %, предпочтительнее 0,2 масс %. Помимо этого могут использоваться различные модификаторы Zr, Ti, V, Cr, Mn, Ni, Cu и другие в количестве около 3 масс %.A known method of producing a catalyst for the implementation of the Fischer-Tropsch process in a compact embodiment, comprising a carrier and cobalt deposited on a carrier described in WO 2012107718 A3, 01/03/2013 and 2013114098 A1, 08.08.2013. The modified carrier is prepared by treating the carrier with a solution containing a titanium compound and a carboxylic acid, followed by drying at a temperature of 100-130 ° C and calcining at a temperature of 200-350 ° C. Application of the active component is carried out by repeatedly impregnating the modified carrier with a solution containing the active metal precursor and carboxylic acid, followed by drying and calcination. The carrier can be selected from the group: solid oxides, carbon, zeolites, boron nitride or silicon carbide. Suitable solid oxides are alumina, silicon, titanium, zirconium and zinc. The content of titanium oxide is 11-30 mass%. As the active metal, cobalt is used. As the promoter, Pd, Pt, Rh, Ru, Re, Ir, Au, Ag, Os with a content of from 0.01 to 30 mass%, preferably 0.2 mass%, are used. In addition, various modifiers Zr, Ti, V, Cr, Mn, Ni, Cu and others can be used in an amount of about 3 mass%.

Недостатком такого способа получения катализатора является сильное взаимодействие оксида титана с активным компонентом кобальтом, приводящее к образованию трудновосстанавливаемых соединений и понижению активности катализатора, что сделает невозможным длительную стабильную работу в высокопроизводительном режиме катализатора, полученного таким способом.The disadvantage of this method of producing a catalyst is the strong interaction of titanium oxide with the active component cobalt, leading to the formation of refractory compounds and a decrease in the activity of the catalyst, which will make impossible long-term stable operation in the high-performance mode of the catalyst obtained in this way.

Также известен способ получения катализатора для осуществления процесса Фишера-Тропша в компактном варианте способом соосаждения, описанный ЕА 014214 В1, 29.10.2010. Предлагаемый катализатор, полученный способом соосаждения, является пригодным при осуществлении процесса Фишера-Тропша при объемных скоростях синтез-газа в диапазоне 1000-25000 ч-1, т.е. в условиях реализации процесса Фишера-Тропша в компактном варианте, и содержит 5-40 масс % кобальта и носитель - оксид алюминия, включающий 1-5 масс % лития от массы носителя. Испытания катализатора проводили в реакторе с неподвижным слоем катализатора с внутренним диаметром 4 мм при разбавлении катализатора карбидом кремния при конверсии СО около 50%.Also known is a method of producing a catalyst for the implementation of the Fischer-Tropsch process in a compact embodiment by the coprecipitation method described by EA 014214 B1, 10.29.2010. The proposed catalyst obtained by the coprecipitation method is suitable for the implementation of the Fischer-Tropsch process at volumetric speeds of the synthesis gas in the range of 1000-25000 h -1 , i.e. under the conditions of the implementation of the Fischer-Tropsch process in a compact form, and contains 5-40 wt.% cobalt and the carrier is aluminum oxide, including 1-5 wt.% lithium by weight of the carrier. The tests of the catalyst were carried out in a fixed-bed reactor with an inner diameter of 4 mm when the catalyst was diluted with silicon carbide at a CO conversion of about 50%.

Недостатком такого катализатора является плохая термическая стабильность работы катализатора, о чем свидетельствует необходимость разбавления катализатора карбидом кремния и проведение процесса Фишера-Тропша при конверсии СО около 50%, тогда как для эффективного преобразования синтез-газа в синтетические углеводороды конверсия СО должна составлять не менее 70%. Также недостатком указанного катализатора является использование в качестве носителя оксида алюминия, модифицированного литием, поскольку литий способствует повышению метанообразования, в особенности в высокопроизводительных режимах и при высокой конверсии СО, а оксид алюминия в условиях высокопроизводительного синтеза Фишера-Тропша образует с кобальтом невосстанавливаемые соединения.The disadvantage of this catalyst is the poor thermal stability of the catalyst, as evidenced by the need for dilution of the catalyst with silicon carbide and the Fischer-Tropsch process with CO conversion of about 50%, while for the effective conversion of synthesis gas to synthetic hydrocarbons, the CO conversion should be at least 70% . A disadvantage of this catalyst is the use of lithium-modified alumina as a carrier, since lithium increases methane formation, especially in high-performance conditions and at high CO conversion, and alumina forms non-reducible compounds with cobalt under conditions of high-performance Fischer-Tropsch synthesis.

Наиболее близким техническим решением к данному изобретению при получении катализатора для осуществления процесса Фишера-Тропша в компактном варианте способом пропитки являются катализатор и способ, описанный в патенте US 7217741 В2, 15.05.2007 компании Compact GTL. Для проведения процесса синтеза Фишера-Тропша в компактном варианте используют катализатор следующего состава: носитель катализатора представляет собой стабилизированный лантаном γ-оксид алюминия, содержание кобальта составляет 9-29% от массы катализатора, в качестве промотора используют рутений, платину или оксид гадолиния при соотношении Со/промотор от 10000/1 до 10/1. Реакцию синтеза Фишера-Тропша проводят при температуре 250-280°С, давлении 2,5 МПа при конверсии синтез-газа в две стадии и степени превращения за проход не более 65%.The closest technical solution to this invention when obtaining a catalyst for the implementation of the Fischer-Tropsch process in a compact embodiment, the impregnation method is the catalyst and the method described in patent US 7217741 B2, 05.15.2007 from company Compact GTL. To carry out the Fischer-Tropsch synthesis process in a compact version, a catalyst of the following composition is used: the catalyst support is γ-alumina stabilized with lanthanum, the cobalt content is 9-29% by weight of the catalyst, ruthenium, platinum or gadolinium oxide are used as a promoter in the Co ratio / promoter from 10000/1 to 10/1. The Fischer-Tropsch synthesis reaction is carried out at a temperature of 250-280 ° C, a pressure of 2.5 MPa when the synthesis gas is converted in two stages and the degree of conversion per passage is not more than 65%.

Недостатком такого катализатора является низкое содержание активного компонента, при котором затруднительна длительная стабильная работа катализатора в высокопроизводительном режиме, невысокое значение конверсии сырья за один проход и высокие температуры, необходимые для достижения такого уровня конверсии, при которых вероятна высокая доля метана и легких углеводородов в продуктах синтеза, что не позволит эффективно перерабатывать синтез-газ в синтетические углеводороды при реализации процесса Фишера-Тропша в компактном варианте при использовании предлагаемого катализатора.The disadvantage of this catalyst is the low content of the active component, which makes long-term stable operation of the catalyst in a high-performance mode difficult, the low conversion of raw materials in one pass and the high temperatures necessary to achieve such a level of conversion at which a high proportion of methane and light hydrocarbons in the synthesis products is likely , which will not allow to efficiently process synthesis gas into synthetic hydrocarbons during the implementation of the Fischer-Tropsch process in a compact version when using the proposed catalyst.

Наиболее близким техническим решением к данному изобретению при получении катализатора для осуществления процесса Фишера-Тропша в компактном варианте способом соосаждения является катализатор, описанный в WO 2001087480, 22.11.2001. Катализатор синтеза Фишера-Тропша имеет содержание кобальта 40-85 масс % и удельную площадь поверхности металлического кобальта после восстановления более 25 м2/г. Катализатор получают соосаждением карбоната кобальта из основного раствора, имеющего рН в пределах 7-12, содержащего аммиак, карбонат аммония, карбонат кобальта и воду, и носитель при массовом соотношении носитель:кобальт 0,15-0,5 при нагреве смеси до температуры 60-110°С в течение периода времени, пока раствор не станет прозрачным. Затем твердое вещество отфильтровывали, промывали и сушили на воздухе при температуре 120°С и при необходимости прокаливали на воздухе. В качестве носителя такого катализатора предлагается использовать оксид алюминия.The closest technical solution to this invention when obtaining a catalyst for the implementation of the Fischer-Tropsch process in a compact embodiment, the coprecipitation method is the catalyst described in WO 2001087480, 11/22/2001. The Fischer-Tropsch synthesis catalyst has a cobalt content of 40-85 mass% and a specific surface area of metallic cobalt after reduction of more than 25 m 2 / g. The catalyst is obtained by coprecipitation of cobalt carbonate from a basic solution having a pH in the range of 7-12, containing ammonia, ammonium carbonate, cobalt carbonate and water, and a carrier in a mass ratio of carrier: cobalt of 0.15-0.5 when the mixture is heated to a temperature of 60- 110 ° C for a period of time until the solution becomes clear. Then the solid was filtered off, washed and dried in air at a temperature of 120 ° C and, if necessary, calcined in air. It is proposed to use aluminum oxide as a carrier of such a catalyst.

Недостатком такого катализатора является использование оксида алюминия в качестве носителя катализатора, поскольку известно, что оксид алюминия при взаимодействии с кобальтом при температурах процесса Фишера-Тропша, а также при прокаливании и активации катализатора, образует невосстанавливаемые соединения, например, алюминаты кобальта, что приводит к исключению части кобальта из активного состояния и быстрой дезактивации алюмокобальтовых катализаторов в условиях высокопроизводительного синтеза Фишера-Тропша, предполагающих значительное выделение тепла, обуславливающее локальные перегревы на поверхности катализатора, и высокое парциальное давление водяного пара, что интенсифицирует процесс образования неактивных соединений кобальта.The disadvantage of such a catalyst is the use of alumina as a catalyst carrier, since it is known that alumina, when reacted with cobalt at the temperatures of the Fischer-Tropsch process, as well as during calcination and activation of the catalyst, forms non-reducible compounds, for example, cobalt aluminates, which leads to the exclusion parts of cobalt from the active state and rapid deactivation of alumina-cobalt catalysts under the conditions of high-performance Fischer-Tropsch synthesis, suggesting significant Tel'nykh exotherm causes local overheating of the catalyst surface, and high water vapor partial pressure that intensifies the formation of inactive cobalt compounds.

Указанные недостатки предполагают невозможность использования катализатора, полученного соосаждением в соответствии с патентом WO 2001087480, 22.11.2001, при осуществлении процесса Фишера-Тропша в компактном варианте.These disadvantages suggest the impossibility of using the catalyst obtained by coprecipitation in accordance with patent WO 2001087480, 11/22/2001, in the implementation of the Fischer-Tropsch process in a compact form.

Техническая задача заявленной группы изобретений заключается в разработке катализатора, пригодного для осуществления процесса Фишера-Тропша в компактном варианте, и способа получения такого катализатора (варианты). Реализация заявленной группы изобретений позволяет устранить указанные недостатки известных катализаторов и способов их получения.The technical task of the claimed group of inventions is to develop a catalyst suitable for the implementation of the Fischer-Tropsch process in a compact version, and a method for producing such a catalyst (options). The implementation of the claimed group of inventions eliminates these disadvantages of the known catalysts and methods for their preparation.

Технический результат от реализации заявленной группы изобретений заключается в достижении селективности предлагаемого катализатора в отношении образования углеводородов С5+ не менее 62% при конверсии СО не менее 70% и максимальной производительностью катализатора по высокомолекулярным углеводородам не менее 1000 кг/м3 кат⋅ч.The technical result from the implementation of the claimed group of inventions is to achieve the selectivity of the proposed catalyst with respect to the formation of C 5+ hydrocarbons of at least 62% with CO conversion of at least 70% and a maximum catalyst productivity for high molecular weight hydrocarbons of at least 1000 kg / m 3 cat ⋅ h.

На активность, производительность и селективность кобальтсодержащих катализаторов в синтезе Фишера-Тропша, а также стабильность их работы оказывают влияние размер частиц металлического кобальта, фазовый состав катализатора, природа и структурные характеристики носителя и введение промотирующих добавок. Подбор оптимального сочетания указанных параметров и условий приготовления катализаторов позволяет реализовывать достаточное число активных центров синтеза высокомолекулярных углеводородов для достижения эффективной и стабильной работы катализаторов в высокопроизводительных режимах.The activity, performance, and selectivity of cobalt-containing catalysts in the Fischer-Tropsch synthesis, as well as the stability of their operation, is influenced by the particle size of the cobalt metal, the phase composition of the catalyst, the nature and structural characteristics of the support, and the introduction of promoters. The selection of the optimal combination of these parameters and the preparation conditions of the catalysts allows us to implement a sufficient number of active centers for the synthesis of high molecular weight hydrocarbons to achieve effective and stable operation of the catalysts in high-performance modes.

Высокопроизводительные катализаторы для осуществления синтеза Фишера-Тропша в компактном варианте должны обладать высокой плотностью активных центров, обеспечивающих большую удельную скорость реакции, а также способностью длительное время поддерживать высокую активность. Для создания таких катализаторов необходимо высокое содержание кобальта при его высокой дисперсности на поверхности носителя и оптимальном взаимодействии с носителем в зависимости от химической природы последнего. Высокая удельная площадь поверхности металлического кобальта после восстановления (SCo0>10 м2/г) обеспечивает высокую активность катализатора, тогда как высокая дисперсность частиц металлического кобальта (DCo>5%) способствует повышению стабильности работы катализаторов и повышению селективности в отношении образования высокомолекулярных углеводородов. При размерах частиц металлического кобальта (dCo) менее 4 нм, что соответствует дисперсности более 25%, характерно повышение взаимодействия кобальт-носитель, приводящее к снижению активности катализатора и быстрой его дезактивации.The high-performance catalysts for the implementation of the Fischer-Tropsch synthesis in a compact form should have a high density of active centers, providing a high specific reaction rate, as well as the ability to maintain high activity for a long time. To create such catalysts, a high cobalt content is necessary with its high dispersion on the surface of the support and optimal interaction with the support, depending on the chemical nature of the latter. The high specific surface area of metallic cobalt after reduction (S Co0 > 10 m 2 / g) provides high catalyst activity, while the high dispersion of metallic cobalt particles (D Co > 5%) improves the stability of the catalysts and increases the selectivity for the formation of high molecular weight hydrocarbons . When the particle size of metallic cobalt (d Co ) is less than 4 nm, which corresponds to a dispersion of more than 25%, an increase in the cobalt-carrier interaction is characteristic, which leads to a decrease in the activity of the catalyst and its rapid deactivation.

К повышению взаимодействия активного компонента с носителем также приводит использование оксидов с высокой кислотностью поверхности, как например, оксид алюминия. В результате взаимодействия соединений кобальта и оксида алюминия в процессе синтеза катализатора, его активации и получения синтетических углеводородов в его присутствии образуются невосстанавливаемые неактивные соединения, которые снижают содержание доступного для образования активных центров кобальта, что может привести к необратимой дезактивации катализатора. Поэтому с целью исключения возможности образования значительного количества таких неактивных кобальтсодержащих соединений в высокопроизводительном катализаторе для осуществления синтеза Фишера-Тропша в компактном варианте предпочтительно использовать оксиды, не образующие невосстанавливаемых кобальтсодержащих соединений, такие как, например, оксид кремния и оксид циркония, либо оксид алюминия, модифицированный оксидом циркония или кремния с целью понижения кислотности поверхности.The use of oxides with a high acidity of the surface, such as alumina, also leads to an increase in the interaction of the active component with the carrier. As a result of the interaction of cobalt and alumina compounds during the synthesis of the catalyst, its activation and the production of synthetic hydrocarbons in its presence, irreplaceable inactive compounds are formed that reduce the content of cobalt available for the formation of active centers, which can lead to irreversible catalyst deactivation. Therefore, in order to exclude the possibility of the formation of a significant amount of such inactive cobalt-containing compounds in a high-performance catalyst for the implementation of the Fischer-Tropsch synthesis in a compact version, it is preferable to use oxides that do not form non-reducible cobalt-containing compounds, such as, for example, silicon oxide and zirconium oxide, or modified alumina zirconium oxide or silicon to reduce the acidity of the surface.

Модифицирование поверхности недиспергирующих носителей, например, оксида кремния, может позволить повысить дисперсность активного компонента в катализаторе на основе такого носителя.Surface modification of non-dispersive supports, for example, silicon oxide, can increase the dispersion of the active component in a catalyst based on such a support.

Технический результат от реализации заявленной группы изобретений достигается тем, что катализатор для осуществления процесса Фишера-Тропша в компактном варианте имеет удельную площадь поверхности в прокаленном состоянии 50-92 м2/г катализатора и после восстановления удельную площадь поверхности металлического кобальта 10,3-25,5 м2/г катализатора, средний размер частиц металлического кобальта 5,0-18,5 нм и дисперсность частиц 5,4-20,0%, содержит 41-50 масс % кобальта от массы прокаленного катализатора и носитель, имеющий удельную площадь поверхности 86-423 м2/г и объем пор носителя 0,20-1,07 см3/г, выбранный из группы: оксид циркония или оксид алюминия, модифицированный нанесением оксида циркония, или оксид кремния, модифицированный нанесением оксида циркония, или оксид циркония, модифицированный нанесением оксида алюминия, или оксид кремния, модифицированный нанесением оксида алюминия, при этом количество модифицирующего оксида составляет от 10 до 40 масс % от массы носителя, - остальное.The technical result from the implementation of the claimed group of inventions is achieved in that the catalyst for the implementation of the Fischer-Tropsch process in a compact form has a specific surface area in the calcined state of 50-92 m 2 / g of catalyst and after recovery, the specific surface area of metallic cobalt is 10.3-25, 5 m 2 / g of catalyst, the average particle size of metallic cobalt is 5.0-18.5 nm and the particle size dispersion is 5.4-20.0%, contains 41-50 mass% of cobalt by weight of the calcined catalyst and a carrier having a specific surface area it is 86-423 m 2 / g and the pore volume of the carrier is 0.20-1.07 cm 3 / g selected from the group: zirconium oxide or alumina modified by applying zirconium oxide, or silicon oxide modified by applying zirconium oxide, or oxide zirconium, modified by applying alumina, or silicon oxide, modified by applying alumina, while the amount of modifying oxide is from 10 to 40 mass% of the mass of the carrier, the rest.

По первому варианту способ получения катализатора для осуществления процесса Фишера-Тропша в компактном варианте заключается в многократной пропитке носителя, выбранного из группы: оксид циркония или оксид алюминия, модифицированный нанесением оксида циркония, или оксид кремния, модифицированный нанесением оксида циркония, или оксид циркония, модифицированный нанесением оксида алюминия, или оксид кремния, модифицированный нанесением оксида алюминия, при этом количество модифицирующего оксида составляет от 10 до 40 масс % от массы носителя, водным раствором прекурсора кобальта - нитрата кобальта. Каждую стадию пропитки проводят при перемешивании в течение 0,2-3 ч носителя или прекурсора катализатора в избыточном по сравнению с объемом пор носителя объеме раствора нитрата кобальта в воде с последующей фильтрацией избыточного раствора, сушкой прекурсора катализатора при 80-150°С в течение 8-16 ч и его прокаливанием при 270-500°С в течение 2-24 ч после каждой стадии нанесения активного компонента. Количество пропиток определяется достижением содержания кобальта в катализаторе в пределах 41-50% от массы прокаленного катализатора.According to the first embodiment, the method of producing a catalyst for the implementation of the Fischer-Tropsch process in a compact form consists in repeatedly impregnating a carrier selected from the group: zirconium oxide or alumina modified by applying zirconium oxide, or silicon oxide modified by applying zirconium oxide, or zirconia modified by applying alumina, or silica, modified by applying alumina, while the amount of modifying oxide is from 10 to 40 mass% of the weight of the nose ator, aqueous cobalt precursor - cobalt nitrate. Each stage of impregnation is carried out with stirring for 0.2-3 h of the support or catalyst precursor in an excess volume of a solution of cobalt nitrate in water compared to the pore volume of the support, followed by filtration of the excess solution, drying of the catalyst precursor at 80-150 ° C for 8 -16 hours and its calcination at 270-500 ° C for 2-24 hours after each stage of application of the active component. The amount of impregnation is determined by the achievement of the cobalt content in the catalyst in the range of 41-50% by weight of the calcined catalyst.

Способ предусматривает дополнительное внесение промотора, выбранного из группы: рений, рутений в количестве 0,5-2,0 масс %, способствующего повышению дисперсности металлического кобальта на поверхности восстановленного катализатора, проводимого совместной пропиткой на каждой стадии пропитки.The method involves the additional introduction of a promoter selected from the group: rhenium, ruthenium in an amount of 0.5-2.0 mass%, which helps to increase the dispersion of metallic cobalt on the surface of the reduced catalyst, carried out by joint impregnation at each stage of impregnation.

По второму варианту способ получения катализатора для осуществления процесса Фишера-Тропша в компактном варианте, предусматривающем соосаждение прекурсора кобальта - карбоната кобальта из основного раствора, содержащего аммиак, карбонат аммония, карбонат кобальта и воду, нагрев смеси при перемешивании до исчезновения окраски раствора, отделение прекурсора фильтрацией, сушку и прокаливание, используют носитель, выбранный из группы: оксид циркония или оксид алюминия, модифицированный нанесением оксида циркония, или оксид кремния, модифицированный нанесением оксида циркония, или оксид циркония, модифицированный нанесением оксида алюминия, или оксид кремния, модифицированный нанесением оксида алюминия, при этом количество модифицирующего оксида составляет от 10 до 40 масс % от массы носителя.According to the second variant, a method for producing a catalyst for the implementation of the Fischer-Tropsch process in a compact version, providing for the co-precipitation of a cobalt precursor - cobalt carbonate from a basic solution containing ammonia, ammonium carbonate, cobalt carbonate and water, co-heating the mixture with stirring until the color of the solution disappears, separating the precursor by filtration , drying and calcining, use a carrier selected from the group: zirconium oxide or alumina, modified by applying zirconium oxide, or silicon oxide, mod itsirovanny applying zirconium oxide, or zirconia modified by applying alumina or silica modified alumina application, the amount of modifying oxide is from 10 to 40 wt% of the weight of the carrier.

Указанные отличительные признаки существенны.These distinguishing features are significant.

Получение катализатора описанными способами обеспечивает возможность его применения для осуществления процесса Фишера-Тропша в компактном варианте. Селективность предлагаемого катализатора в отношении образования углеводородов C5+ составляет не менее 62% при конверсии СО не менее 70%. Максимальная производительность катализатора по высокомолекулярным углеводородам составляет не менее 1000 кг/м3 кат⋅ч.The preparation of the catalyst by the described methods makes it possible to use it for the implementation of the Fischer-Tropsch process in a compact form. The selectivity of the proposed catalyst in relation to the formation of C 5+ hydrocarbons is at least 62% with a CO conversion of at least 70%. The maximum productivity of the catalyst for high molecular weight hydrocarbons is at least 1000 kg / m 3 cat ⋅ h.

Приготовление по данному изобретению катализатора для осуществления процесса Фишера-Тропша в компактном варианте проводят предварительным получением носителя с последующим введением в его состав активных компонентов. Основной компонент носителя, выбранный из группы: оксид алюминия, оксид циркония, оксид кремния, - может быть получен любым известным в науке и технике способом, например, прокаливанием прекурсора основного компонента носителя, в качестве которого выступают, преимущественно, неорганические соединения, в частности, нитраты, оксонитраты, гидроксиды и оксогидроксиды, либо синтезом носителя с упорядоченной структурой, например, в результате гидротермального синтеза мезопористых силикатов.The preparation according to this invention of a catalyst for the implementation of the Fischer-Tropsch process in a compact form is carried out by preliminary obtaining the carrier, followed by the introduction of active components into its composition. The main component of the carrier selected from the group: alumina, zirconia, silicon oxide, can be obtained by any method known in science and technology, for example, by calcining a precursor of the main component of the carrier, which are mainly inorganic compounds, in particular nitrates, oxonitrates, hydroxides and oxohydroxides, or by synthesis of a carrier with an ordered structure, for example, as a result of hydrothermal synthesis of mesoporous silicates.

Оксид алюминия и оксид кремния модифицируют нанесением оксида циркония на их поверхность, а оксид циркония и оксид кремния модифицируют нанесением оксида алюминия на их поверхность любым известным в технике способом, например, пропиткой.Alumina and silica are modified by applying zirconia to their surface, and zirconia and silica are modified by applying alumina to their surface by any method known in the art, for example, by impregnation.

Полученный описанными выше способами катализатор имеет содержание кобальта в прокаленном катализаторе 41-50 масс %, удельную площадь поверхности после прокаливания 50-92 м2/г катализатора, а после восстановления катализатора в токе водорода с объемной скоростью 3000 ч-1 в течение 1 ч при температуре 400°С имеет удельную площадь поверхности металлического кобальта 10,3-25,5 м2/г катализатора, средний размер частиц металлического кобальта 5,0-18,5 нм и дисперсность частиц 5,4-20,0%.The catalyst obtained by the methods described above has a cobalt content in the calcined catalyst of 41-50 mass%, specific surface area after calcination of 50-92 m 2 / g of catalyst, and after reduction of the catalyst in a stream of hydrogen with a space velocity of 3000 h -1 for 1 h at at a temperature of 400 ° C has a specific surface area of cobalt metal of 10.3-25.5 m 2 / g of catalyst, an average particle size of cobalt metal of 5.0-18.5 nm and a particle size of 5.4-20.0%.

Содержание кобальта и рения или рутения при их наличии может быть определено любым известным способом, например методом индуктивно связанной плазмы - атомно-электронной спектроскопии.The content of cobalt and rhenium or ruthenium, if any, can be determined by any known method, for example, by the method of inductively coupled plasma — atomic electron spectroscopy.

Перед проведением процесса Фишера-Тропша в компактном варианте катализатор активируют.Before carrying out the Fischer-Tropsch process in a compact form, the catalyst is activated.

Исследование катализаторов в синтезе Фишера-Тропша при его реализации в компактном варианте проводили пропусканием синтез-газа через неподвижный слой катализатора. Эффективность работы катализатора оценивали по остаточному содержанию монооксида углерода в составе отходящих газов, селективности в отношении образования углеводородов С5+ и производительности по высокомолекулярным углеводородам с 1 м3 катализатора в час.The study of the catalysts in the Fischer-Tropsch synthesis in its compact form was carried out by passing synthesis gas through a fixed catalyst bed. The efficiency of the catalyst was evaluated by the residual content of carbon monoxide in the composition of the exhaust gases, selectivity for the formation of hydrocarbons With 5+ and performance for high molecular weight hydrocarbons with 1 m 3 of catalyst per hour.

Расчет конверсии СО осуществляется по следующей формуле:The calculation of CO conversion is carried out according to the following formula:

Figure 00000001
, где
Figure 00000001
where

Figure 00000002
- масса монооксида углерода в 1 м3 входящего в реактор газа;
Figure 00000002
- the mass of carbon monoxide in 1 m 3 entering the reactor gas;

Figure 00000003
- масса монооксида углерода в 1 м3 выходящего из реактора газа.
Figure 00000003
- the mass of carbon monoxide in 1 m 3 leaving the reactor gas.

Определение селективности по жидким углеводородам осуществляется по следующей формуле:The determination of selectivity for liquid hydrocarbons is carried out according to the following formula:

Figure 00000004
, где
Figure 00000004
where

mC/С5+ - масса углерода, содержащегося в жидких углеводородах, образующихся в результате синтеза из 1 м3 входящего в реактор газа;m C / C5 + is the mass of carbon contained in liquid hydrocarbons resulting from the synthesis of gas entering the reactor from 1 m 3 ;

mC/COвх - масса углерода, содержащегося в монооксиде углерода в 1 м3 входящего в реактор газа;m C / COin - mass of carbon contained in carbon monoxide in 1 m 3 of gas entering the reactor;

mC/COвых - масса углерода, содержащегося в монооксиде углерода в 1 м3 выходящего из реактора газа.m C / COout - the mass of carbon contained in carbon monoxide in 1 m 3 leaving the reactor gas.

Расчет производительности осуществляется по следующей формуле:The calculation of performance is carried out according to the following formula:

Figure 00000005
, где
Figure 00000005
where

mc5+ - масса выскомолекулярных углеводородов, образующихся в результате синтеза из 1 м3 входящего в реактор синтез-газа;m c5 + is the mass of high molecular weight hydrocarbons resulting from the synthesis of 1 m 3 of the synthesis gas entering the reactor;

Qν - объемная скорость подачи синтез-газа, ч-1.Q ν is the volumetric feed rate of the synthesis gas, h -1 .

Определение содержания исходных и образующихся веществ в отходящих из реактора синтеза Фишера-Тропша газах может осуществляться любым известным способом, например методом газовой или газо-жидкостной хроматографии.The determination of the content of the starting and forming substances in the gases leaving the Fischer-Tropsch synthesis reactor can be carried out by any known method, for example, by gas or gas-liquid chromatography.

Способ реализуют в соответствии со следующими примерами.The method is implemented in accordance with the following examples.

Пример А является примером сравнения и иллюстрирует реализацию способа получения катализатора методом пропитки в соответствии с аналогом, воспроизведенным для иллюстрации преимуществ заявленного способа с использованием доступных материалов.Example A is an example of comparison and illustrates the implementation of the method of producing a catalyst by impregnation in accordance with the analogue reproduced to illustrate the advantages of the claimed method using available materials.

Пример Б является примером сравнения и иллюстрирует реализацию способа получения катализатора методом соосаждения в соответствии с аналогом, воспроизведенным для иллюстрации преимуществ заявленного способа с использованием доступных материалов.Example B is an example of comparison and illustrates the implementation of a method for producing a catalyst by coprecipitation in accordance with an analog reproduced to illustrate the advantages of the claimed method using available materials.

Примеры 1-16 показывают реализацию способа по данному изобретению.Examples 1-16 show the implementation of the method according to this invention.

Пример АExample A

Катализатор состава (29%Со+1%Ru+69,3%γ-Al2O3+0,7%La2O3) был получен с использованием носителя, приготовленного пропиткой γ-Al2O3 водным раствором шестиводного нитрата лантана с последующим прокаливанием при температуре 500°С в течение 4 ч, имеет удельную площадью поверхности 163 м2/г и объем пор 0,48 см3/г. Полученный носитель пропитывали в две стадии: на первой вносили 15 масс % Со из водного раствора шестиводного нитрата кобальта с последующей сушкой при температуре 120°С в течение 12 ч и прокаливанием при температуре 500°С в течение 4 ч, на второй стадии совместной пропиткой носителя 14 масс % Со и 1 масс % Ru из водного раствора шестиводного нитрата кобальта и гидрата хлорида рутения с последующей сушкой при температуре 120°С в течение 12 ч и прокаливанием при температуре 500°С в течение 4 ч.The composition catalyst (29% Co + 1% Ru + 69.3% γ-Al 2 O 3 + 0.7% La 2 O 3 ) was obtained using a support prepared by impregnating γ-Al 2 O 3 with an aqueous solution of lanthanum hexahydrate nitrate followed by calcination at a temperature of 500 ° C for 4 h, has a specific surface area of 163 m 2 / g and a pore volume of 0.48 cm 3 / g. The resulting support was impregnated in two stages: in the first, 15 wt% Co was added from an aqueous solution cobalt hexahydrate nitrate, followed by drying at a temperature of 120 ° C for 12 hours and calcining at a temperature of 500 ° C for 4 hours, in the second stage local impregnated carrier 14 wt% Co and 1 wt% Ru from the aqueous solution of cobalt nitrate hexahydrate and ruthenium chloride hydrate, followed by drying at 120 ° C for 12 hours and calcination at 500 ° C for 4 hours.

Максимальная производительность в присутствии данного катализатора в условиях, заявленных в патенте US 7217741 В2, 15.05.2007, была достигнута при 239°С и объемной скорости 10000 ч-1.The maximum performance in the presence of this catalyst under the conditions stated in patent US 7217741 B2, 05/15/2007, was achieved at 239 ° C and a space velocity of 10,000 h -1 .

Пример БExample B

Катализатор состава, масс %: (46,0Со+54,0Al2O3) получают соосаждением карбоната кобальта из водного раствора гидроксида аммония и карбоната аммония, содержащего, масс %: 13,0NH3, 8,0(NH4)2CO3, 9,0 карбоната кобальта и воду - остальное, рН=8,7, на оксид алюминия при соотношении Al2O3/Co=0,2. В процессе соосаждения раствор нагревают при перемешивании до температуры 80°С, выдерживают в течение периода времени, пока раствор не станет прозрачным. Затем твердое вещество отфильтровывают, промывают и сушат на воздухе при 120°С и при прокаливают на воздухе при температуре 400°С в течение 6 ч. Оксид алюминия, используемый в качестве носителя данного катализатора, получают прокаливанием гидроксида алюминия при температуре 500°С в течение 4 ч, имеет удельную площадь поверхности 189 м2/г и объем пор 0,45 см3/г.The catalyst composition, mass%: (46.0Co + 54.0Al 2 O 3 ) is obtained by coprecipitation of cobalt carbonate from an aqueous solution of ammonium hydroxide and ammonium carbonate, containing, mass%: 13.0NH 3 , 8.0 (NH 4 ) 2 CO 3 , 9.0 cobalt carbonate and water - the rest, pH = 8.7, on alumina with a ratio of Al 2 O 3 / Co = 0.2. In the process of coprecipitation, the solution is heated with stirring to a temperature of 80 ° C, maintained for a period of time until the solution becomes transparent. The solid is then filtered off, washed and dried in air at 120 ° C and calcined in air at 400 ° C for 6 hours. The alumina used as a support for this catalyst is obtained by calcining aluminum hydroxide at a temperature of 500 ° C for 4 hours, has a specific surface area of 189 m 2 / g and a pore volume of 0.45 cm 3 / g.

Максимальная производительность в присутствии данного катализатора в условиях, заявленных в WO 2001087480, была достигнута при 220°С и объемной скорости 11000 ч-1.Maximum productivity in the presence of this catalyst under the conditions stated in WO2001087480 was achieved at 220 ° C. and a space velocity of 11,000 h −1 .

Пример 1Example 1

Катализатор состава, масс %: (48,0Со+52,0ZrO2) получают соосаждением карбоната кобальта из водного раствора гидроксида аммония и карбоната аммония, содержащего, масс %: 10,0NH3, 3,0(NH4)2CO3, 8,0 карбоната кобальта, воду - остальное, рН=10,0 на оксид циркония при соотношении ZrO2/Co=0,4. В процессе соосаждения раствор нагревают при перемешивании до температуры 85°С, выдерживают до исчезновения окраски, отфильтровывают, сушат при температуре 110°С в течение 12 ч и прокаливают при температуре 450°С в течение 3 ч.The composition catalyst, mass%: (48.0Co + 52.0ZrO 2 ) is obtained by coprecipitation of cobalt carbonate from an aqueous solution of ammonium hydroxide and ammonium carbonate, containing, mass%: 10.0NH 3 , 3.0 (NH 4 ) 2 CO 3 , 8.0 cobalt carbonate, water - the rest, pH = 10.0 per zirconium oxide at a ratio of ZrO 2 / Co = 0.4. In the process of coprecipitation, the solution is heated with stirring to a temperature of 85 ° C, maintained until the color disappears, filtered off, dried at 110 ° C for 12 hours and calcined at 450 ° C for 3 hours.

Оксид циркония, используемый в качестве носителя данного катализатора, получают прокаливанием оксонитрата циркония при температуре 400°С в течение 4 ч, имеет удельную площадь поверхности 86 м2/г и объем пор 0,2 см3/г.Zirconium oxide used as a carrier of this catalyst is obtained by calcining zirconium oxonitrate at a temperature of 400 ° C for 4 hours, has a specific surface area of 86 m 2 / g and a pore volume of 0.2 cm 3 / g.

Максимальная производительность в присутствии данного катализатора была достигнута при 246°С и объемной скорости 14000 ч-1.Maximum productivity in the presence of this catalyst was achieved at 246 ° C and a space velocity of 14,000 h -1 .

Пример 2Example 2

Катализатор состава, масс %: (42,0Со+23,2Al2O3+34,8SBA-15) получают соосаждением карбоната кобальта из водного раствора гидроксида аммония и карбоната аммония, содержащего, масс %: 18,0NH3, 3,0(NH4)2CO3, 5,0 карбоната кобальта, воду - остальное, рН=10,5, на носитель (40%Al2O3+60%SBA-15) при соотношении носитель/Со=0,3. В процессе соосаждения раствор нагревают при перемешивании до температуры 95°С, выдерживают до исчезновения окраски, отфильтровывают, сушат при температуре 120°С в течение 8 ч и прокаливают при температуре 400°С в течение 2 ч.The composition catalyst, mass%: (42.0Co + 23.2Al 2 O 3 + 34.8SBA-15) is obtained by coprecipitation of cobalt carbonate from an aqueous solution of ammonium hydroxide and ammonium carbonate, containing, mass%: 18.0NH 3 , 3.0 (NH 4 ) 2 CO 3 , 5.0 cobalt carbonate, water - the rest, pH = 10.5, on a carrier (40% Al 2 O 3 + 60% SBA-15) with a carrier / Co ratio of 0.3. In the process of coprecipitation, the solution is heated with stirring to a temperature of 95 ° C, kept until the color disappears, filtered off, dried at a temperature of 120 ° C for 8 hours and calcined at a temperature of 400 ° C for 2 hours.

Носитель данного катализатора получают пропиткой мезопористого силиката SBA-15 водным раствором нитрата алюминия с последующим прокаливанием при температуре 550°С в течение 5 ч. имеет удельную площадь поверхности 107 м2/г и объем пор 0,21 см3/г.The support of this catalyst is obtained by impregnating SBA-15 mesoporous silicate with an aqueous solution of aluminum nitrate, followed by calcination at 550 ° C for 5 hours, has a specific surface area of 107 m 2 / g and a pore volume of 0.21 cm 3 / g.

Максимальная производительность в присутствии данного катализатора была достигнута при температуре 241°С и объемной скорости 11000 ч-1.Maximum productivity in the presence of this catalyst was achieved at a temperature of 241 ° C and a space velocity of 11000 h -1 .

Пример 3Example 3

Катализатор состава, масс %: (41,0Со+5,9ZrO2+53,1Al2O3) получают соосаждением карбоната кобальта из водного раствора гидроксида аммония и карбоната аммония, содержащего, масс %: 15,0NH3, 4,0(NH4)2CO3, 4,0 карбоната кобальта, воду - остальное, рН=11,0, на носитель при соотношении (10%ZrO2+90%Al2O3)/Со=0,3. В процессе соосаждения раствор нагревают при перемешивании до температуры 98°С, выдерживают до исчезновения окраски, отфильтровывают, сушат при температуре 105°С в течение 16 ч и прокаливают при температуре 250°С в течение 24 ч.The catalyst composition, wt.%: (41.0Co + 5.9ZrO 2 + 53.1Al 2 O 3 ) is obtained by coprecipitation of cobalt carbonate from an aqueous solution of ammonium hydroxide and ammonium carbonate, containing, wt.%: 15.0NH 3 , 4.0 ( NH 4 ) 2 CO 3 , 4.0 cobalt carbonate, water - the rest, pH = 11.0, on the carrier at a ratio of (10% ZrO 2 + 90% Al 2 O 3 ) / Co = 0.3. In the process of coprecipitation, the solution is heated with stirring to a temperature of 98 ° C, kept until the color disappears, filtered off, dried at 105 ° C for 16 hours and calcined at a temperature of 250 ° C for 24 hours.

Носитель данного катализатора получают пропиткой оксида алюминия водным раствором оксонитрата циркония с последующим прокаливанием при температуре 500°С в течение 10 ч, имеет удельную площадь поверхности 126 м2/г и объем пор 0,52 см3/г.The support of this catalyst is obtained by impregnating alumina with an aqueous solution of zirconium oxonitrate, followed by calcining at a temperature of 500 ° C for 10 hours, has a specific surface area of 126 m 2 / g and a pore volume of 0.52 cm 3 / g.

Максимальная производительность в присутствии данного катализатора была достигнута при 241°С и объемной скорости 10000 ч-1.Maximum productivity in the presence of this catalyst was achieved at 241 ° C and a space velocity of 10,000 h -1 .

Пример 4Example 4

Катализатор состава, масс %: (47,0Со+10,6Al2O3+42,4ZrO2) получают соосаждением карбоната кобальта из водного раствора гидроксида аммония и карбоната аммония, содержащего, масс %: 13,0NH3, 7,0(NH4)2CO3, 8,0 карбоната кобальта, воду - остальное, рН=10,2, на носитель при соотношении (20%Al2O3+80%ZrO2)/Co=0,5. В процессе соосаждения раствор нагревают при перемешивании до температуры 90°С, выдерживают до исчезновения окраски, отфильтровывают, сушат при температуре 115°С в течение 13 ч и прокаливают при температуре 500°С в течение 7 ч.The catalyst composition, mass%: (47.0Co + 10.6Al 2 O 3 + 42,4ZrO 2 ) is obtained by coprecipitation of cobalt carbonate from an aqueous solution of ammonium hydroxide and ammonium carbonate, containing, mass%: 13.0NH 3 , 7.0 ( NH 4 ) 2 CO 3 , 8.0 cobalt carbonate, water - the rest, pH = 10.2, on the carrier at a ratio of (20% Al 2 O 3 + 80% ZrO 2 ) / Co = 0.5. In the process of coprecipitation, the solution is heated with stirring to a temperature of 90 ° C, kept until the color disappears, filtered off, dried at 115 ° C for 13 hours and calcined at a temperature of 500 ° C for 7 hours

Носитель данного катализатора получают соосаждением нитрата алюминия водным раствором гидроксида аммония на оксиде циркония с последующим прокаливанием при 550°С в течение 5 ч, имеет удельную площадь поверхности 113 м2/г и объем пор 0,29 см3/г.A support of this catalyst is obtained by coprecipitation of aluminum nitrate with an aqueous solution of ammonium hydroxide on zirconia, followed by calcination at 550 ° C for 5 hours, has a specific surface area of 113 m 2 / g and a pore volume of 0.29 cm 3 / g.

Максимальная производительность в присутствии данного катализатора была достигнута при температуре 249°С и объемной скорости 13000 ч-1.The maximum performance in the presence of this catalyst was achieved at a temperature of 249 ° C and a space velocity of 13000 h -1 .

Пример 5Example 5

Катализатор состава, масс %: (46,0Со+13,5ZrO2+40,5SiO2) получают соосаждением карбоната кобальта из водного раствора гидроксида аммония и карбоната аммония, содержащего, масс %: 13,0NH3, 5,0(NH4)2CO3, 6,0 карбоната кобальта, воду - остальное, рН=10,5, на носитель при соотношении (25%ZrO2+75%SiO2)/Co=0,35. В процессе соосаждения раствор нагревают при перемешивании до температуры 94°С, выдерживают до исчезновения окраски, отфильтровывают, сушат при температуре 115°С в течение 14 ч и прокаливают при температуре 280°С в течение 20 ч.The composition catalyst, wt%: (46.0Co + 13.5ZrO 2 + 40.5SiO 2 ) is obtained by coprecipitation of cobalt carbonate from an aqueous solution of ammonium hydroxide and ammonium carbonate, containing, wt%: 13.0NH 3 , 5.0 (NH 4 ) 2 CO 3 , 6.0 cobalt carbonate, water - the rest, pH = 10.5, on the carrier at a ratio of (25% ZrO 2 + 75% SiO 2 ) / Co = 0.35. In the process of coprecipitation, the solution is heated with stirring to a temperature of 94 ° C, maintained until the color disappears, filtered off, dried at 115 ° C for 14 hours and calcined at a temperature of 280 ° C for 20 hours.

Носитель данного катализатора получают пропиткой оксида кремния водным раствором оксонитрата циркония с последующим прокаливанием при температуре 450°С в течение 12 ч, имеет удельную площадь поверхности 126 м2/г и объем пор 0,52 см3/г.The support of this catalyst is obtained by impregnating silicon oxide with an aqueous solution of zirconium oxonitrate, followed by calcining at a temperature of 450 ° C for 12 hours, has a specific surface area of 126 m 2 / g and a pore volume of 0.52 cm 3 / g.

Максимальная производительность в присутствии данного катализатора была достигнута при 241°С и объемной скорости 10000 ч-1.Maximum productivity in the presence of this catalyst was achieved at 241 ° C and a space velocity of 10,000 h -1 .

Пример 6Example 6

Катализатор состава, масс %: (50,0Со+10,0Al2O3+40,0SBA-15) был получен трехкратной пропиткой носителя (20 масс % Al2O3+80 масс % SBA-15) водным раствором нитрата кобальта. После каждой стадии пропитки проводят сушку при температуре 140°С в течение 10 ч и прокаливание при температуре 450°С в течение 3 ч.The composition catalyst, mass%: (50.0Co + 10.0Al 2 O 3 + 40,0SBA-15) was obtained by triple impregnation of the support (20 mass% Al 2 O 3 +80 mass% SBA-15) with an aqueous solution of cobalt nitrate. After each stage of impregnation, drying is carried out at a temperature of 140 ° C for 10 hours and calcination at a temperature of 450 ° C for 3 hours

Носитель данного катализатора получают пропиткой мезопористого силиката SBA-15 водным раствором нитрата алюминия с последующим прокаливанием при температуре 550°С в течение 5 ч, имеет удельную площадь поверхности 399 м2/г и объем пор 0,49 см3/г.The support of this catalyst is obtained by impregnating SBA-15 mesoporous silicate with an aqueous solution of aluminum nitrate, followed by calcination at 550 ° C for 5 hours, has a specific surface area of 399 m 2 / g and a pore volume of 0.49 cm 3 / g.

Максимальная производительность в присутствии данного катализатора была достигнута при температуре 250°С и объемной скорости 12000 ч-1.The maximum performance in the presence of this catalyst was achieved at a temperature of 250 ° C and a space velocity of 12000 h -1 .

Пример 7Example 7

Катализатор состава, масс %: (50,0Со+13,5ZrO2+36,5SBA-15) получают трехкратной пропиткой носителя (27 масс % ZrO2+73 масс % SBA-15) водным раствором нитрата кобальта. После каждой стадии пропитки проводят сушку при температуре 95°С в течение 12 ч и прокаливание при температуре 500°С в течение 4 ч.The composition catalyst, mass%: (50.0Co + 13.5ZrO 2 + 36.5SBA-15) is obtained by triple impregnation of the support (27 mass% ZrO 2 +73 mass% SBA-15) with an aqueous solution of cobalt nitrate. After each stage of impregnation, drying is carried out at a temperature of 95 ° C for 12 hours and calcination at a temperature of 500 ° C for 4 hours.

Носитель данного катализатора получают пропиткой мезопористого силиката SBA-15 водным раствором оксонитрата циркония с последующим прокаливанием при температуре 500°С в течение 10 ч, имеет удельную площадью поверхности 185 м2/г и объем пор 0,25 см3/г.The support of this catalyst is obtained by impregnating SBA-15 mesoporous silicate with an aqueous solution of zirconium oxonitrate, followed by calcining at a temperature of 500 ° C for 10 hours, has a specific surface area of 185 m 2 / g and a pore volume of 0.25 cm 3 / g.

Максимальная производительность в присутствии данного катализатора была достигнута при температуре 246°С и объемной скорости 12000 ч-1.The maximum performance in the presence of this catalyst was achieved at a temperature of 246 ° C and a space velocity of 12000 h -1 .

Пример 8Example 8

Катализатор состава, масс %: (44,0Со+56,0ZrO2) получают четырехкратной пропиткой оксида циркония водным раствором нитрата кобальта. После каждой стадии пропитки проводят сушку при температуре 110°С в течение 12 ч и прокаливание при температуре 270°С в течение 24 ч.The catalyst composition, mass%: (44.0Co + 56.0ZrO 2 ) is obtained by four-fold impregnation of zirconium oxide with an aqueous solution of cobalt nitrate. After each stage of impregnation, drying is carried out at a temperature of 110 ° C for 12 hours and annealing at a temperature of 270 ° C for 24 hours.

Носитель данного катализатора оксид циркония получают из водного раствора ZrO(NO3)2⋅2H2O при его соосаждении гидроксидом аммония в присутствии сополимера Р123 в мольном соотношении P123/Zr=0,03 при температуре 88°С в течение 24 ч при постоянном перемешивании с последующий сушкой при температуре 110°С в течение 24 ч и прокаливанием при температуре 500°С в течение 4 ч, имеет удельную площадью поверхности 104 м2/г и объем пор 0,21 см3/г.The carrier of this catalyst is zirconium oxide obtained from an aqueous solution of ZrO (NO 3 ) 2 ⋅ 2H 2 O when it is coprecipitated with ammonium hydroxide in the presence of P123 copolymer in a molar ratio of P123 / Zr = 0.03 at a temperature of 88 ° C for 24 hours with constant stirring followed by drying at 110 ° C for 24 hours and calcining at 500 ° C for 4 hours, has a specific surface area of 104 m 2 / g and a pore volume of 0.21 cm 3 / g

Максимальная производительность в присутствии данного катализатора была достигнута при температуре 250°С и объемной скорости 16000 ч-1.The maximum performance in the presence of this catalyst was achieved at a temperature of 250 ° C and a space velocity of 16,000 h -1 .

Пример 9Example 9

Катализатор состава, масс %: (41,0Со+5,9Al2O3+53,1МСМ-41) получают трехкратной пропиткой носителя (10 масс % Al2O3+90 масс % МСМ-41) водным раствором нитрата кобальта. После каждой стадии пропитки проводят сушку при температуре 130°С в течение 9 ч и прокаливание при температуре 300°С в течение 18 ч.The composition catalyst, mass%: (41.0Co + 5.9Al 2 O 3 + 53.1MSM-41) is obtained by triple impregnation of the support (10 mass% Al 2 O 3 +90 mass% MSM-41) with an aqueous solution of cobalt nitrate. After each stage of impregnation, drying is carried out at a temperature of 130 ° C for 9 hours and calcination at a temperature of 300 ° C for 18 hours.

Носитель данного катализатора получают пропиткой мезопористого силиката МСМ-41 водным раствором нитрата алюминия с последующим прокаливанием при температуре 550°С в течение 5 ч, имеет удельную площадь поверхности 423 м2/г и объем пор 0,95 см3/г.The support of this catalyst is obtained by impregnating the mesoporous silicate MCM-41 with an aqueous solution of aluminum nitrate, followed by calcination at 550 ° C for 5 hours, has a specific surface area of 423 m 2 / g and a pore volume of 0.95 cm 3 / g.

Максимальная производительность в присутствии данного катализатора была достигнута при 246°С и объемной скорости 11000 ч-1.Maximum productivity in the presence of this catalyst was achieved at 246 ° C and a space velocity of 11000 h -1 .

Пример 10Example 10

Катализатор состава, масс %: (46,0Со+10,8Al2O3+43,2ZrO2) получают трехкратной пропиткой носителя (20 масс % Al2O3+80 масс % ZrO2) водным раствором нитрата кобальта. После каждой стадии пропитки проводятся сушка при температуре 115°С в течение 10 ч и прокаливание при температуре 300°С в течение 21 ч.The catalyst composition, mass%: (46.0Co + 10.8Al 2 O 3 + 43,2ZrO 2 ) is obtained by triple impregnation of the support (20 mass% Al 2 O 3 +80 mass% ZrO 2 ) with an aqueous solution of cobalt nitrate. After each stage of impregnation, drying is carried out at a temperature of 115 ° C for 10 hours and annealing at a temperature of 300 ° C for 21 hours.

Носитель данного катализатора получают соосаждением нитрата алюминия водным раствором гидроксида аммония в присутствии оксида циркония с последующим прокаливанием при температуре 550°С в течение 5 ч, имеет удельную площадь поверхности 112 м2/г и объем пор 0,24 см3/г.The support of this catalyst is obtained by coprecipitation of aluminum nitrate with an aqueous solution of ammonium hydroxide in the presence of zirconium oxide, followed by calcination at 550 ° C for 5 hours, has a specific surface area of 112 m 2 / g and a pore volume of 0.24 cm 3 / g.

Максимальная производительность в присутствии данного катализатора была достигнута при 243°С и объемной скорости 11000 ч-1.Maximum productivity in the presence of this catalyst was achieved at 243 ° C and a space velocity of 11000 h -1 .

Пример 11Example 11

Катализатор состава, масс %: (49,0Со+51,0ZrO2) получают четырехкратной пропиткой оксида циркония водным раствором нитрата кобальта. После каждой стадии пропитки проводят сушку при температуре 140°С в течение 10 ч и прокаливание при температуре 400°С в течение 3 ч.The catalyst composition, mass%: (49.0Co + 51.0ZrO 2 ) is obtained by four-fold impregnation of zirconium oxide with an aqueous solution of cobalt nitrate. After each stage of impregnation, drying is carried out at a temperature of 140 ° C for 10 hours and calcination at a temperature of 400 ° C for 3 hours.

Оксид циркония, используемый в качестве носителя данного катализатора, получают прокаливанием оксонитрата циркония при температуре 400°С в течение 4 ч, имеет удельную площадь поверхности 86 м2/г и объем пор 0,2 см3/г.Zirconium oxide used as a carrier of this catalyst is obtained by calcining zirconium oxonitrate at a temperature of 400 ° C for 4 hours, has a specific surface area of 86 m 2 / g and a pore volume of 0.2 cm 3 / g.

Максимальная производительность в присутствии данного катализатора была достигнута при температуре 250°С и объемной скорости 18000 ч-1.The maximum performance in the presence of this catalyst was achieved at a temperature of 250 ° C and a space velocity of 18,000 h -1 .

Пример 12Example 12

Катализатор состава, масс %: (47,0Со+5,3ZrO2+47,7Al2O3) был получен трехкратной пропиткой носителя - 10 масс % ZrO2/Al2O3 водным раствором нитрата кобальта. После каждой стадии пропитки проводят сушку при температуре 80°С в течение 16 ч и прокаливание при температуре 500°С в течение 2 ч.The composition catalyst, mass%: (47.0Co + 5.3ZrO 2 + 47.7Al 2 O 3 ) was obtained by triple impregnation of the support — 10 mass% ZrO 2 / Al 2 O 3 with an aqueous solution of cobalt nitrate. After each stage of impregnation, drying is carried out at a temperature of 80 ° C for 16 hours and calcination at a temperature of 500 ° C for 2 hours.

Носитель данного катализатора получают пропиткой мезопористого оксида алюминия водным раствором оксонитрата циркония с последующим прокаливанием при температуре 500°С в течение 10 ч, имеет удельную площадь поверхности 372 м2/г и объем пор 1,07 см3/г.The support of this catalyst is obtained by impregnating mesoporous alumina with an aqueous solution of zirconium oxonitrate, followed by calcining at a temperature of 500 ° C for 10 hours, has a specific surface area of 372 m 2 / g and a pore volume of 1.07 cm 3 / g.

Максимальная производительность в присутствии данного катализатора была достигнута при температуре 250°С и объемной скорости 12000 ч-1.The maximum performance in the presence of this catalyst was achieved at a temperature of 250 ° C and a space velocity of 12000 h -1 .

Пример 13Example 13

Катализатор состава, масс %: (50,0Со+20,0Al2O3+30,0МСМ-41) получают трехкратной пропиткой носителя (40 масс % Al2O3+60 масс % МСМ-41) водным раствором нитрата кобальта. После каждой стадии пропитки проводят сушку при температуре 115°С в течение 14 ч прокаливание при температуре 350°С в течение 12 ч.The composition catalyst, mass%: (50.0Co + 20.0Al 2 O 3 + 30.0MSM-41) is obtained by triple impregnation of the support (40 mass% Al 2 O 3 +60 mass% MSM-41) with an aqueous solution of cobalt nitrate. After each stage of impregnation, drying is carried out at a temperature of 115 ° C for 14 hours, calcination at a temperature of 350 ° C for 12 hours

Носитель данного катализатора получают пропиткой мезопористого силиката МСМ-41 водным раствором нитрата алюминия с последующим прокаливанием при температуре 550°С в течение 5 ч, имеет удельную площадь поверхности 255 м2/г и объем пор 0,67 см3/г.The support of this catalyst is prepared by impregnating the mesoporous silicate MCM-41 with an aqueous solution of aluminum nitrate, followed by calcination at 550 ° C for 5 hours, has a specific surface area of 255 m 2 / g and a pore volume of 0.67 cm 3 / g.

Максимальная производительность в присутствии данного катализатора была достигнута при температуре 250°С и объемной скорости 14000 ч-1.The maximum performance in the presence of this catalyst was achieved at a temperature of 250 ° C and a space velocity of 14,000 h -1 .

Пример 14Example 14

Катализатор состава, масс %: (50,0Со+15,0Al2O3+35,0ZrO2) получают трехкратной пропиткой носителя (30 масс % Al2O3+70 масс % ZrO2) водным раствором нитрата кобальта. После каждой стадии пропитки проводят сушку при температуре 110°С в течение 10 ч и прокаливание при температуре 350°С в течение 8 ч.The composition catalyst, mass%: (50.0Co + 15.0Al 2 O 3 + 35,0ZrO 2 ) is obtained by triple impregnation of the support (30 mass% Al 2 O 3 +70 mass% ZrO 2 ) with an aqueous solution of cobalt nitrate. After each stage of impregnation, drying is carried out at a temperature of 110 ° C for 10 hours and calcination at a temperature of 350 ° C for 8 hours.

Носитель данного катализатора получают пропиткой оксида циркония водным раствором нитрата алюминия с последующим прокаливанием при температуре 500°С в течение 10 ч, имеет удельную площадь поверхности 117 м2/г и объем пор 0,22 см3/г.The support of this catalyst is obtained by impregnation of zirconium oxide with an aqueous solution of aluminum nitrate, followed by calcination at a temperature of 500 ° C for 10 hours, has a specific surface area of 117 m 2 / g and a pore volume of 0.22 cm 3 / g.

Максимальная производительность в присутствии данного катализатора была достигнута при температуре 247°С и объемной скорости 10000 ч-1.The maximum performance in the presence of this catalyst was achieved at a temperature of 247 ° C and a space velocity of 10,000 h -1 .

Пример 15Example 15

Катализатор состава, масс %: (49,0Со+2,0Re+51,0ZrO2) получают четырехкратной пропиткой оксида циркония водным раствором нитрата кобальта и перрената аммония. После каждой стадии пропитки проводят сушку при температуре 150°С в течение 9 ч и прокаливание при температуре 300°С в течение 22 ч.The catalyst composition, mass%: (49.0Co + 2.0Re + 51.0ZrO 2 ) is obtained by four-fold impregnation of zirconium oxide with an aqueous solution of cobalt nitrate and ammonium perrenate. After each stage of impregnation, drying is carried out at a temperature of 150 ° C for 9 hours and annealing at a temperature of 300 ° C for 22 hours

Оксид циркония, используемый в качестве носителя данного катализатора, получают прокаливанием оксонитрата циркония при температуре 400°С в течение 4 ч, имеет удельную площадь поверхности 86 м2/г и объем пор 0,2 см3/г.Zirconium oxide used as a carrier of this catalyst is obtained by calcining zirconium oxonitrate at a temperature of 400 ° C for 4 hours, has a specific surface area of 86 m 2 / g and a pore volume of 0.2 cm 3 / g.

Максимальная производительность в присутствии данного катализатора была достигнута при температуре 246°С и объемной скорости 17000 ч-1.The maximum performance in the presence of this catalyst was achieved at a temperature of 246 ° C and a space velocity of 17,000 h -1 .

Пример 16Example 16

Катализатор состава, масс: (50,0Со+0,5Ru+20,0Al2O3+30SBA-15) получают трехкратной пропиткой носителя (40 масс % Al2O3+60 масс % SBA-15) водным раствором нитрата кобальта и хлорида рутения. После каждой стадии пропитки проводят сушку при температуре 90°С в течение 14 ч и прокаливание при температуре 500°С в течение 5 ч.The catalyst composition, mass: (50.0Co + 0.5Ru + 20.0Al 2 O 3 + 30SBA-15) is obtained by triple impregnation of the carrier (40 mass% Al 2 O 3 +60 mass% SBA-15) with an aqueous solution of cobalt nitrate and ruthenium chloride. After each stage of impregnation, drying is carried out at a temperature of 90 ° C for 14 hours and calcination at a temperature of 500 ° C for 5 hours.

Носитель данного катализатора получают пропиткой мезопористого силиката SBA-15 водным раствором нитрата алюминия с последующим прокаливанием при температуре 500°С в течение 10 ч, имеет удельную площадь поверхности 107 м2/г и объем пор 0,21 см3/г.The support of this catalyst is obtained by impregnating SBA-15 mesoporous silicate with an aqueous solution of aluminum nitrate, followed by calcining at a temperature of 500 ° C for 10 hours, has a specific surface area of 107 m 2 / g and a pore volume of 0.21 cm 3 / g.

Максимальная производительность в присутствии данного катализатора была достигнута при температуре 250°С и объемной скорости 14000 ч-1.The maximum performance in the presence of this catalyst was achieved at a temperature of 250 ° C and a space velocity of 14,000 h -1 .

В таблице приведены показатели синтеза Фишера-Тропша в компактном варианте, в присутствии катализаторов, приготовленных в соответствии с примерами сравнения А и Б и примерами осуществления изобретения 1-16, для режима максимальной производительности, установленного для каждого примера.The table shows the performance of the Fischer-Tropsch synthesis in a compact version, in the presence of catalysts prepared in accordance with examples of comparison A and B and examples of the implementation of the invention 1-16, for maximum performance mode set for each example.

Катализаторы, приготовленные в соответствии с примерами сравнения, имеют низкую эффективность в синтезе углеводородов по методу Фишера-Тропша при его осуществлении в компактном варианте, что характеризуется низкими значениями селективности в отношении образования высокомолекулярных углеводородов, равной 38-52%, и максимальной производительности катализатора, равной 523-754 кг/м3 кат⋅ч. Предлагаемые в данном изобретении катализатор и способ его получения обеспечивают высокую эффективность в синтезе высокомолекулярных углеводородов при осуществлении процесса Фишера-Тропша в компактном варианте с селективностью (SC5+, %) в отношении образования углеводородов С5+ не менее 62% при конверсии СО (КCO, %) более 70% и максимальной производительностью катализатора по высокомолекулярным углеводородам (PC5+, кг/м3 кат⋅ч) не менее 1000 кг/м3 кат⋅ч.The catalysts prepared in accordance with the comparative examples have a low efficiency in the synthesis of hydrocarbons according to the Fischer-Tropsch method in its compact form, which is characterized by low selectivity in relation to the formation of high molecular weight hydrocarbons equal to 38-52%, and the maximum catalyst productivity equal to 523-754 kg / m 3 cat ⋅h. The catalyst and methods for its preparation of this invention provide high efficiency in the synthesis of high molecular weight hydrocarbons during the Fischer-Tropsch process in a compact version with a selectivity (S C5 + ,%) with respect to the formation of C 5+ hydrocarbons of at least 62% during the conversion of CO (K CO ,%) more than 70% and maximum catalyst productivity for high molecular weight hydrocarbons (P C5 + , kg / m 3 cat ⋅ h) of at least 1000 kg / m 3 cat ⋅ h.

Катализаторы, полученные в соответствии с описываемым способом, являются более эффективными для осуществления процесса Фишера-Тропша в компактном варианте по сравнению с известными в технике катализаторами.The catalysts obtained in accordance with the described method are more efficient for the implementation of the Fischer-Tropsch process in a compact form compared to catalysts known in the art.

Figure 00000006
Figure 00000006

Claims (5)

1. Катализатор для осуществления процесса Фишера-Тропша в компактном варианте, имеющий удельную площадь поверхности в прокаленном состоянии 50-92 м2/г катализатора и после восстановления удельную площадь поверхности металлического кобальта 10,3-25,5 м2/г катализатора, средний размер частиц металлического кобальта 5,0-18,5 нм и дисперсность частиц 5,4-20,0% и содержащий 41-50 мас.% кобальта от массы прокаленного катализатора и носитель, имеющий удельную площадь поверхности 86-423 м2/г и объем пор носителя 0,20-1,07 см3/г, выбранный из группы: оксид циркония или оксид алюминия, модифицированный нанесением оксида циркония, или оксид кремния, модифицированный нанесением оксида циркония, или оксид циркония, модифицированный нанесением оксида алюминия, или оксид кремния, модифицированный нанесением оксида алюминия, при этом количество модифицирующего оксида составляет от 10 до 40 мас.% от массы носителя.1. The catalyst for the implementation of the Fischer-Tropsch process in a compact form, having a specific surface area in the calcined state of 50-92 m 2 / g of catalyst and after recovery, the specific surface area of metallic cobalt is 10.3-25.5 m 2 / g of catalyst, average the particle size of cobalt metal is 5.0-18.5 nm and the particle size dispersion is 5.4-20.0% and containing 41-50 wt.% cobalt by weight of the calcined catalyst and a carrier having a specific surface area of 86-423 m 2 / g and a pore volume of the carrier of 0.20-1.07 cm 3 / g, selected from the group: zirconium oxide silt and alumina modified by applying zirconia, or silica modified by applying zirconia, or zirconia modified by applying alumina, or silicon oxide, modified by applying alumina, wherein the amount of modifying oxide is from 10 to 40% by weight carrier mass. 2. Катализатор по п. 1, отличающийся тем, что он дополнительно содержит промотор, выбранный из группы: рений, рутений, в количестве от 0,5 до 2,0 мас.%.2. The catalyst according to claim 1, characterized in that it further comprises a promoter selected from the group: rhenium, ruthenium, in an amount of from 0.5 to 2.0 wt.%. 3. Способ получения катализатора для осуществления процесса Фишера-Тропша в компактном варианте по п. 1, заключающийся в том, что осуществляют многократную пропитку носителя, выбранного из группы: оксид циркония или оксид алюминия, модифицированный нанесением оксида циркония, или оксид кремния, модифицированный нанесением оксида циркония, или оксид циркония, модифицированный нанесением оксида алюминия, или оксид кремния, модифицированный нанесением оксида алюминия, при этом количество модифицирующего оксида составляет от 10 до 40 масс % от массы носителя, до достижения содержания 41-50 мас.% кобальта от массы прокаленного катализатора, водным раствором прекурсора кобальта - нитрата кобальта с последующей сушкой при температуре 80-150°С в течение 9-16 ч и прокаливанием при температуре 270-500°С в течение 2-24 ч после каждой стадии пропитки.3. A method of producing a catalyst for the implementation of the Fischer-Tropsch process in a compact embodiment according to claim 1, which consists in repeatedly impregnating a support selected from the group: zirconium oxide or alumina modified by applying zirconium oxide, or silicon oxide modified by applying zirconium oxide or zirconia modified by applying alumina or silica modified by applying alumina, wherein the amount of modifying oxide is from 10 to 40 mass% about the mass of the carrier, until the content of 41-50 wt.% cobalt of the mass of the calcined catalyst is reached, with an aqueous solution of the cobalt precursor cobalt nitrate, followed by drying at a temperature of 80-150 ° C for 9-16 hours and annealing at a temperature of 270-500 ° C within 2-24 hours after each stage of impregnation. 4. Способ по п. 3, отличающийся тем, что дополнительно вносят промотор, выбранный из группы: рений, рутений, в количестве от 0,5 до 2,0 мас.% совместной пропиткой на каждой стадии пропитки.4. The method according to p. 3, characterized in that it additionally contribute a promoter selected from the group: rhenium, ruthenium, in an amount of from 0.5 to 2.0 wt.% Co-impregnation at each stage of impregnation. 5. Способ получения катализатора для осуществления процесса Фишера-Тропша в компактном варианте по п. 1, предусматривающий соосаждение прекурсора кобальта - карбоната кобальта из основного раствора, содержащего аммиак, карбонат аммония, карбонат кобальта и воду, нагрев смеси при перемешивании до исчезновения окраски раствора, отделение прекурсора фильтрацией, сушку и прокаливание, отличающийся тем, что используют носитель, выбранный из группы: оксид циркония или оксид алюминия, модифицированный нанесением оксида циркония, или оксид кремния, модифицированный нанесением оксида циркония, или оксид циркония, модифицированный нанесением оксида алюминия, или оксид кремния, модифицированный нанесением оксида алюминия, при этом количество модифицирующего оксида составляет от 10 до 40 мас.% от массы носителя.5. A method of producing a catalyst for the implementation of the Fischer-Tropsch process in a compact form according to claim 1, which provides for the coprecipitation of a cobalt precursor — cobalt carbonate from a basic solution containing ammonia, ammonium carbonate, cobalt carbonate and water, heating the mixture with stirring until the color of the solution disappears, separation of the precursor by filtration, drying and calcination, characterized in that they use a carrier selected from the group: zirconium oxide or alumina modified by applying zirconium oxide, or cream oxide modified by applying zirconium oxide, or zirconium oxide modified by applying alumina, or silicon oxide modified by applying alumina, wherein the amount of modifying oxide is from 10 to 40% by weight of the carrier.
RU2015123560A 2015-06-18 2015-06-18 Catalyst for fischer-tropsch process in compact version and production method thereof (versions) RU2610526C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015123560A RU2610526C2 (en) 2015-06-18 2015-06-18 Catalyst for fischer-tropsch process in compact version and production method thereof (versions)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015123560A RU2610526C2 (en) 2015-06-18 2015-06-18 Catalyst for fischer-tropsch process in compact version and production method thereof (versions)

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2015123560A RU2015123560A (en) 2017-01-10
RU2610526C2 true RU2610526C2 (en) 2017-02-13

Family

ID=57955785

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015123560A RU2610526C2 (en) 2015-06-18 2015-06-18 Catalyst for fischer-tropsch process in compact version and production method thereof (versions)

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2610526C2 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2679801C1 (en) * 2018-10-31 2019-02-13 Общество с ограниченной ответственностью "Объединенный центр исследований и разработок" (ООО "РН-ЦИР") Catalyst for receiving synthetic light olefins c2-c4 from synthesis gas and method of its obtaining
RU2760904C2 (en) * 2017-05-09 2021-12-01 Синфюэлс Чайна Текнолоджи Ко., Лтд. Fischer-tropsch synthesis catalyst containing nitride carrier, and method for its preparation, and its application
WO2022078782A1 (en) * 2020-10-13 2022-04-21 Velocys Technologies Limited Fischer-tropsch catalyst containing at least 40 weight % cobalt, fischer-tropsch method using it and method for making it

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2017517C1 (en) * 1987-10-23 1994-08-15 Ден Норске Статс Ольесельскап А.С. Catalyst for conversion of synthesis gas to hydrocarbons and method for formation of the latter
US5733839A (en) * 1995-04-07 1998-03-31 Sastech (Proprietary) Limited Catalysts
WO1999001218A1 (en) * 1997-07-03 1999-01-14 Agip Petroli S.P.A. Catalytic composition suitable for the fischer-tropsch process
WO2001062381A1 (en) * 2000-02-21 2001-08-30 Imperial Chemical Industries Plc Method for the production of cobalt catalysts supported on silicon dioxide and their use
WO2001087480A1 (en) * 2000-05-19 2001-11-22 Imperial Chemical Industries Plc Catalysts with high cobalt surface area
RU2256501C1 (en) * 2004-03-01 2005-07-20 Институт органической химии им. Н.Д. Зелинского РАН Catalyst for synthesis of hydrocarbons from co and h2
RU2261143C2 (en) * 2001-06-11 2005-09-27 Сэсол Текнолоджи (Проприетери) Лимитед Cobalt-based catalysts
WO2005099897A1 (en) * 2004-04-16 2005-10-27 Nippon Oil Corporation Catalyst for fisher-tropsh synthesis and method for producing hydrocarbon
RU2310677C2 (en) * 2002-12-02 2007-11-20 КОМПАКТДЖТЛ ПиЭлСи Catalytic reactor and process

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2017517C1 (en) * 1987-10-23 1994-08-15 Ден Норске Статс Ольесельскап А.С. Catalyst for conversion of synthesis gas to hydrocarbons and method for formation of the latter
US5733839A (en) * 1995-04-07 1998-03-31 Sastech (Proprietary) Limited Catalysts
WO1999001218A1 (en) * 1997-07-03 1999-01-14 Agip Petroli S.P.A. Catalytic composition suitable for the fischer-tropsch process
WO2001062381A1 (en) * 2000-02-21 2001-08-30 Imperial Chemical Industries Plc Method for the production of cobalt catalysts supported on silicon dioxide and their use
WO2001087480A1 (en) * 2000-05-19 2001-11-22 Imperial Chemical Industries Plc Catalysts with high cobalt surface area
RU2261143C2 (en) * 2001-06-11 2005-09-27 Сэсол Текнолоджи (Проприетери) Лимитед Cobalt-based catalysts
RU2310677C2 (en) * 2002-12-02 2007-11-20 КОМПАКТДЖТЛ ПиЭлСи Catalytic reactor and process
RU2256501C1 (en) * 2004-03-01 2005-07-20 Институт органической химии им. Н.Д. Зелинского РАН Catalyst for synthesis of hydrocarbons from co and h2
WO2005099897A1 (en) * 2004-04-16 2005-10-27 Nippon Oil Corporation Catalyst for fisher-tropsh synthesis and method for producing hydrocarbon

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2760904C2 (en) * 2017-05-09 2021-12-01 Синфюэлс Чайна Текнолоджи Ко., Лтд. Fischer-tropsch synthesis catalyst containing nitride carrier, and method for its preparation, and its application
RU2679801C1 (en) * 2018-10-31 2019-02-13 Общество с ограниченной ответственностью "Объединенный центр исследований и разработок" (ООО "РН-ЦИР") Catalyst for receiving synthetic light olefins c2-c4 from synthesis gas and method of its obtaining
WO2022078782A1 (en) * 2020-10-13 2022-04-21 Velocys Technologies Limited Fischer-tropsch catalyst containing at least 40 weight % cobalt, fischer-tropsch method using it and method for making it
US11717812B2 (en) 2020-10-13 2023-08-08 Velocys Technologies Ltd Catalyst

Also Published As

Publication number Publication date
RU2015123560A (en) 2017-01-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2500646C (en) Fischer-tropsch processes and catalysts using stabilized supports
US7012104B2 (en) Fischer-Tropsch processes and catalysts made from a material comprising boehmite
US7176160B2 (en) Method for forming a Fischer-Tropsch catalyst using a boehmite support
JP5095207B2 (en) Preparation of titania and cobalt aluminate catalyst supports and their use in Fischer-Tropsch synthesis
WO2011061484A2 (en) Fischer-tropsch synthesis
CN101098752B (en) Cobalt-based catalyst for fischer-tropsch synthesis
RU2610526C2 (en) Catalyst for fischer-tropsch process in compact version and production method thereof (versions)
JP2003519010A (en) Activation of hydrocarbon synthesis catalyst by hydrogen and ammonia
RU2638534C1 (en) Catalyst of converting natural or associated gas into synthesis gas in autothermal riforming process and method of its production
CA2898175C (en) A catalyst and a process for catalytic conversion of carbon dioxide-containing gas and hydrogen streams to hydrocarbons
CN107537585A (en) Dehydrogenating low-carbon alkane producing light olefins catalyst and preparation method thereof
JP2003519011A (en) Enhanced hydrocarbon synthesis catalysts with hydrogen and ammonia
US7056955B2 (en) Attrition resistant bulk metal catalysts and methods of making and using same
RU2356934C2 (en) METHOD OF CONVERTING SYNTHETIC GAS INTO HYDROCARBON IN PRESENCE OF SiC BETA AND EFFLUENT, FORMED FROM THIS METHOD
JP4118503B2 (en) Process for producing hydrocarbons in the presence of carbon dioxide
CN114433059A (en) CO2Catalyst for synthesizing low-carbon olefin compound by hydrogenation, preparation and application thereof
RU2552639C1 (en) Method of preparing oxide-polymetallic catalysts based on heat-resistant alloys for partial oxidation of hydrocarbons into synthesis-gas
AU2016208333A1 (en) Process for the preparation of a catalyst intended for use in a Fischer-Tropsch reaction