Совмещенный синтез и гидрооблагораживание углеводородов на кобальтовом цеолитсодержащем катализаторе

Автор: Яковенко Р.Е., Зубков И.Н., Некроенко С.В., Папета О.П.

Журнал: Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий @vestnik-vsuet

Рубрика: Химическая технология

Статья в выпуске: 4 (78), 2018 года.

Бесплатный доступ

Разработан композитный Со-Al2O3/SiO2/НZSM-5 катализатор для одностадийного синтеза углеводородов топливного ряда из СО и Н2. Катализатор получен смешением и формованием порошков Со-Al2O3/SiO2 катализатора, цеолита НZSM-5 и бемита Al(O)OH?H2O. Физико-химическими методами РФА, ПЭМ, БЭТ установлен фазовый состав катализатора, размер частиц кобальта (8,2±1 нм), площадь его удельной поверхности (286 м2/г). Проведены испытания в синтезе углеводородов из СО и Н2 в непрерывном режиме в течение 60 ч при температуре 240 С, давлении 2,0 МПа, объемной скорости газа 1000 ч-1. Показано, что на синтез-газе, разбавленном на 40% азотом, возможно получать жидкие углеводороды С5+ с селективностью 69% и производительностью 81 кг/(м3?ч). Выход углеводородов С5+ составил 70 г/м3 пропущенного синтез-газа и 135 г/м3 превращённого синтез-газа. Синтетическая нефть имеет молекулярно-массовое распределение близкое к мономодальному (вероятность роста цепи составляет 0,81), на 88% состоит из бензиновой и дизельной фракций и на 12% из длинноцепочечных углеводородов С19+...

Еще

Композитный катализатор, синтез фишера-тропша, цеолит, гидрокрекинг, синтетические углеводороды

Короткий адрес: https://readera.ru/140244281

IDR: 140244281   |   DOI: 10.20914/2310-1202-2018-4-304-311

Список литературы Совмещенный синтез и гидрооблагораживание углеводородов на кобальтовом цеолитсодержащем катализаторе

  • King D.L., Klerk A. Overview of Feed-to-Liquid (XTL) Conversion//ACS Symposium Series. 2011. V. 1084. Р. 1-24 DOI: 10.1021/bk2011-1084.ch001
  • Крылова А.Ю., Куликова М.В., Лапидус А.Л. Катализаторы синтеза Фишера-Тропша для процессов получения жидких топлив из различного сырья//Химия твердого топлива. 2014. № 4. С. 18-21 DOI: 10.7868/S0023117714040070
  • Мордкович В.З., Синева Л.В., Кульчаковская Е.В., Асалиева Е.Ю. Четыре поколения технологии получения синтетического жидкого топлива на основе синтеза Фишера-Тропша//Катализ в промышленности. 2015. № 5. С. 23-45 DOI: 10.18412/1816-0387-2015-5-23-45
  • Carvalho A., Marinova M., Batalha N., Marcilio N.R. et al. Design of nanocomposites with cobalt encapsulated in the zeolite micropores for selective synthesis of isoparaffins in Fischer-Tropsch reaction//Catalysis Science & Technology. 2017. V. 7. № 21. Р. 5019-5027 DOI: 10.1039/C7CY01945A
  • Kim J., Lee S., Cho K., Na K. et al. Mesoporous MFI Zeolite Nanosponge Supporting Cobalt Nanoparticles as a Fischer-Tropsch Catalyst with High Yield of Branched Hydrocarbons in the Gasoline Range//ACS Catalysis. 2014. V. 4. Р. 3919-3927 DOI: 10.1021/cs500784v
  • Sartipi S., Dijk J.E., Gascon J., Kapteijn F. Toward bifunctional catalysts for the direct conversion of syngas to gasoline range hydrocarbons: H-ZSM5 coated Co versus H-ZSM5 supported Co//Applied Catalysis A: General. 2013. V. 456. Р. 11-22
  • DOI: 10.1016/j.apcata.2013.02.012
  • Adeleke A.A., Liu X., Lu X., Hildebrandt M.D. Cobalt hybrid catalysts in Fischer-Tropsch synthesis//Reviews in Chemical Engineering. 2018
  • DOI: 10.1515/revce2018-0012
  • Valero-Romero M.J., Sartipi S., Sun X., Rodriguez-Mirasol J. et al. Carbon/H-ZSM5 composites as supports for bifunctional Fischer-Tropsch synthesis catalysts//Catal. Sci. Technol. 2016. V. 6. P. 2633-2646
  • DOI: 10.1039/C5CY01942G
  • Yao M., Yao N., Liu B., Li S. et al. Effect of SiO2/Al2 O3 ratio on the activities of CoRu/ZSM5 Fischer-Tropsch synthesis catalysts//Catal. Sci. Technol. 2015. V. 5. Р. 2821-2828
  • DOI: 10.1039/C5CY00017C
  • Nakanishia M., Uddina A., Katoa Y., Nishina Y. et al. Effects of preparation method on the properties of cobalt supported-zeolite catalysts for Fischer-Tropsch synthesis//Catal. Sci. Technol. 2015. V. 5. Р. 1847-1853
  • DOI: 10.1016/j.cattod.2017.01.017
  • Kang J., Wang X., Peng X., Yang Y. et al. Mesoporous Zeolite Y-Supported Co Nanoparticles as Efficient Fischer-Tropsch Catalysts for Selective Synthesis of Diesel Fuel//Ind. Eng. Chem. Res. 2016. V. 55. № 51. Р. 13008-13019
  • DOI: 10.1021/acs.iecr.6b03810
  • Nakanishi M., Uddina Md. A., Kato Y., Nishina Y. et al. Effects of preparation method on the properties of cobalt supported ?-zeolite catalysts for Fischer-Tropsch synthesis//Catalysis Today. 2017. V. 291. P. 124-132. doi. 10.1016/j.cattod.2017.01.017.
  • Kruse N., Machoke A.G., Schwieger W., Gottel R. Nanostructured Encapsulated Catalysts for Combination of Fischer-Tropsch Synthesis and Hydroprocessing//ChemCatChem. 2015. V. 7. Р. 1018-1022
  • DOI: 10.1002/cctc.201403004
  • Savost’yanov A.P., Yakovenko R.E., Sulima S.I., Bakun V.G. et al. The impact of Al2 O3 promoter on an efficiency of C5+ hydrocarbonsformation over Co/SiO2 catalysts via Fischer-Tropsch synthesis//Catalysis Today. 2017. V. 279. Р. 107-114
  • DOI: 10.1016/j.cattod.2016.02.037
  • Нарочный ГБ., Савостьянов А.П., Яковенко Р.Е., Бакун В.Г Опыт реализации технологии кобальтового катализатора синтеза углеводородов из СО и Н2//Катализ в промышленности. 2016. № 1. С. 37-42
  • DOI: 10.18412/1816-0387-2016-1-37-42
  • Шавалеев Д.А., Травкина О.С., Алехина И.Е., Эрштейн А.С. и др. Синтез и исследование физико-химических свойств каталитической системы на основе цеолита ZSM5//Вестник Башкирского университета. 2015. Т. 20. № 1. С. 58-65.
  • PDF2. The powder diffraction file TM. International Center for Diffraction Data (ICDD), PDF2 Release 2012. URL: www.icdd.com.
  • Collection of Simulated XRD Powder Patterns for Zeolites; Ed. Treacy M.M.J., Higgins J.B. Elsevier, 2001. 586 p.
  • Wilson S.J. The Dehydration of Boehmite ?-AIOOH, ?-Al2 O3//Journal of Solid State Chemistry. 1979. V. 30. P. 241-255
  • DOI: 10.1016/0022-4596(79)90106-3
  • Young R.A. The Rietveld Method. Oxford University Press, 1995. 308 р.
  • Zhu T., Flytzani-Stephanopoulos M. Catalytic partial oxidation of methane to synthesis gas over Ni-CeO2//Applied Catalysis A: General. 2001. V. 208. P. 403-417
  • DOI: 10.1016/S0926-860X(00)00728-6
  • Al-Sayari S.A. Recent Developments in the Partial Oxidation of Methane to Syngas//The Open Catalysis Journal. 2013. V. 6. P. 17-28
  • DOI: 10.2174/1876214X20130729001
  • Zhu C., Bollas G.M. Gasoline Selective Fischer-Tropsch Synthesis in Structured Bifunctional Catalysts//Applied Catalysis B: Environmental. 2018. V. 235. P. 92-102
  • DOI: 10.1016/j.apcatb.2018.04.063
  • Khodakov A.Y., Chu W., Fongarland P. Advances in the Development of Novel Cobalt Fischer-Tropsch Catalysts for Synthesis of Long-Chain Hydrocarbons and Clean Fuels//Chem. Rev. 2007. V. 107. P. 1692-1744
  • DOI: 10.1021/cr050972v
  • Zhou W., Chen J., Fang K., Sun Y.H. The deactivation of Co/SiO2 catalyst for Fischer-Tropsch synthesis at different ratios of H2 to CO//Fuel Processing Technology. 2006. V. 87. Р. 609-616
  • DOI: 10.1016/j.fuproc.2006.01.008
  • Kibby C., Jothimurugesan K., Das T., Lacheen H.S. et al. Chevron’s gas conversion catalysis-hybrid catalysts for wax-free Fischer-Tropsch synthesis//Catalysis Today. 2013 V. 215. P.131-141
  • DOI: 10.1016/j.cattod.2013.03.009
  • Нурмухаметова Э.Р., Ахметов А.Ф., Рахматуллин А.Р. Исследование бензина каталити-ческого крекинга//Нефтегазовое дело: электронный научный журнал. 2014. № 2. С. 181-193.
Еще
Статья научная