RU2586069C1 - Catalyst for synthesis of hydrocarbons from co and h2 and preparation method thereof - Google Patents
Catalyst for synthesis of hydrocarbons from co and h2 and preparation method thereof Download PDFInfo
- Publication number
- RU2586069C1 RU2586069C1 RU2015123418/04A RU2015123418A RU2586069C1 RU 2586069 C1 RU2586069 C1 RU 2586069C1 RU 2015123418/04 A RU2015123418/04 A RU 2015123418/04A RU 2015123418 A RU2015123418 A RU 2015123418A RU 2586069 C1 RU2586069 C1 RU 2586069C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- catalyst
- cobalt
- temperature
- hours
- carrier
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
- B01J23/74—Iron group metals
- B01J23/75—Cobalt
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J21/00—Catalysts comprising the elements, oxides, or hydroxides of magnesium, boron, aluminium, carbon, silicon, titanium, zirconium, or hafnium
- B01J21/02—Boron or aluminium; Oxides or hydroxides thereof
- B01J21/04—Alumina
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J21/00—Catalysts comprising the elements, oxides, or hydroxides of magnesium, boron, aluminium, carbon, silicon, titanium, zirconium, or hafnium
- B01J21/06—Silicon, titanium, zirconium or hafnium; Oxides or hydroxides thereof
- B01J21/08—Silica
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
- B01J37/02—Impregnation, coating or precipitation
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
- B01J37/08—Heat treatment
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
- B01J37/16—Reducing
- B01J37/18—Reducing with gases containing free hydrogen
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C1/00—Preparation of hydrocarbons from one or more compounds, none of them being a hydrocarbon
- C07C1/02—Preparation of hydrocarbons from one or more compounds, none of them being a hydrocarbon from oxides of a carbon
- C07C1/04—Preparation of hydrocarbons from one or more compounds, none of them being a hydrocarbon from oxides of a carbon from carbon monoxide with hydrogen
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C9/00—Aliphatic saturated hydrocarbons
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к химической промышленности, в том числе нефтехимии и газохимии, и может быть использовано при приготовлении катализаторов для процесса получения углеводородов из СО и H2 по методу Фишера-Тропша.The invention relates to the chemical industry, including petrochemistry and gas chemistry, and can be used in the preparation of catalysts for the process of producing hydrocarbons from CO and H 2 according to the Fischer-Tropsch method.
В последние годы большинство катализаторов для процесса Фишера-Тропша получают с использованием в качестве пористого носителя модификаций оксида алюминия, прежде всего γ-Al2O3, реже - различных оксидных носителей, в том числе диоксида кремния (SiO2).In recent years, most of the catalysts for the Fischer-Tropsch process have been prepared using alumina modifications as a porous support, primarily γ-Al 2 O 3 , less commonly, various oxide supports, including silicon dioxide (SiO 2 ).
Известен кобальтовый катализатор, полученный методом пропитки пористого носителя, в том числе диоксид кремния (Патент RU №2252072 С2, B01J 23/75, B01J 3704, 20.05.2005, Бюл. №14). Предшественник катализатора может содержать: от 5-70, преимущественно 20-50, лучше 25-40 г кобальта на 100 г носителя; дополнительно - добавку палладия, платины, рутения или их смеси при массовом отношении к металлическому кобальту от 0,01:100 до 0,3:100.Known cobalt catalyst obtained by the method of impregnation of a porous carrier, including silicon dioxide (Patent RU No. 2252072 C2, B01J 23/75, B01J 3704, 05.20.2005, Bull. No. 14). The catalyst precursor may contain: from 5-70, preferably 20-50, preferably 25-40 g of cobalt per 100 g of support; in addition - the addition of palladium, platinum, ruthenium or a mixture thereof with a mass ratio to metallic cobalt from 0.01: 100 to 0.3: 100.
Недостатками катализатора являются: получение предшественника с высоким содержанием кобальта - дорогостоящего активного компонента катализатора; целесообразность использования легирующих добавок - палладия, платины, рутения или их смесей - дорогостоящих и дефицитных металлов.The disadvantages of the catalyst are: obtaining a precursor with a high content of cobalt - an expensive active component of the catalyst; the advisability of using alloying additives - palladium, platinum, ruthenium, or mixtures thereof - expensive and scarce metals.
Известен кобальтовый катализатор, полученный методом пропитки пористого носителя, в том числе диоксид кремния, содержащий 3-50% масс. кобальта (или/и рутения) в расчете на катализатор. Предшественник катализатора - цирконий, в расчете на оксид циркония, при предварительной обработке носителя методом пропитки, находится в водном растворе циркония в объемном количестве в 2 или большее число раз, превышающем объем диоксида кремния (Патент RU №2436832 С2, C10G 2/00, С07С 1/04, С07С 9/00, B01J 23/75, B01J 37/08, B01J 21/06, B01J 23/46, B01J 37/02, 20.12.2011, Бюл. №35).Known cobalt catalyst obtained by the method of impregnation of a porous carrier, including silicon dioxide, containing 3-50% of the mass. cobalt (or / and ruthenium) per catalyst. The catalyst precursor is zirconium, based on zirconium oxide, when the carrier is pretreated by impregnation, it is in an aqueous solution of zirconium in a volume quantity of 2 or more times the amount of silicon dioxide (Patent RU No. 2436832 C2, C10G 2/00, С07С 1/04, С07С 9/00, B01J 23/75, B01J 37/08, B01J 21/06, B01J 23/46, B01J 37/02, 12/20/2011, Bull. No. 35).
Недостатками катализатора являются: использование предшественника катализатора в виде оксида циркония; включение в состав активного компонента значительных количеств дорогостоящих металлов - кобальта (или/и рутения).The disadvantages of the catalyst are: the use of a catalyst precursor in the form of zirconium oxide; the inclusion in the active component of significant quantities of expensive metals - cobalt (or / and ruthenium).
Наиболее близким аналогом (прототип) является катализатор синтеза углеводородов из СО и H2 по методу Фишера-Тропша, полученный методом пропитки, включающий кобальт и силикагель марки КСКГ, состава 20% Co/SiO2 (статья Лапидуса А.Л., Крылова А.Ю., Цапкина М.В., Ерофеева А.Б., Рейзина А.В. Влияние способа активации катализатора 20% Co/SiO2 на основные показатели синтеза Фишера-Тропша / Химия твердого топлива, 2004. - №4. - с. 40-45).The closest analogue (prototype) is a catalyst for the synthesis of hydrocarbons from CO and H 2 according to the Fischer-Tropsch method, obtained by impregnation, including cobalt and silica gel brand KSKG, composition 20% Co / SiO 2 (article Lapidus A.L., Krylova A. Yu., Tsapkina MV, Erofeeva AB, Reyzina AV The influence of the activation method of the catalyst 20% Co / SiO 2 on the main indicators of Fischer-Tropsch synthesis / Chemistry of solid fuels, 2004. - No. 4. - p. .40-45).
Недостатками катализатора являются: невысокая активность и селективность в процессе синтеза углеводородов C5+; сравнительно высокое содержание активного компонента - кобальта.The disadvantages of the catalyst are: low activity and selectivity in the synthesis of C 5+ hydrocarbons; relatively high content of the active component - cobalt.
Известен способ приготовления кобальтового катализатора методом пропитки пористого носителя, в том числе SiO2, включающий: получение предшественника катализатора в виде оксида кобальта определенной блочной структуры методом пропитки порошкового носителя солью кобальта, сушки, прокаливания в псевдоожиженном слое, восстановления; приготовление кобальтового катализатора в ходе последующей обработки предшественника катализатора путем повторения перечисленных операций (Патент RU №2252072 С2, B01J 23/75, B01J 3704, 20.05.2005, Бюл. №14).A known method of preparing a cobalt catalyst by the method of impregnation of a porous carrier, including SiO 2 , including: obtaining a catalyst precursor in the form of cobalt oxide of a certain block structure by the method of impregnating a powder carrier with a cobalt salt, drying, calcining in a fluidized bed, reduction; preparation of a cobalt catalyst during subsequent processing of the catalyst precursor by repeating the above operations (Patent RU No. 2252072 C2, B01J 23/75, B01J 3704, 05.20.2005, Bull. No. 14).
Недостатками способа являются: необходимость получения предшественника катализатора методом пропитки, сушки, прокаливания и восстановления; приготовление катализатора в ходе последующей обработки предшественника катализатора путем повторения перечисленных операций.The disadvantages of the method are: the need to obtain a catalyst precursor by impregnation, drying, calcination and recovery; the preparation of the catalyst during the subsequent processing of the catalyst precursor by repeating the above operations.
Известен способ приготовления кобальтового катализатора методом пропитки пористого носителя, в том числе SiO2, включающий: получение предшественника катализатора в виде оксида циркония, который селективно нанесен вблизи внешней поверхности носителя методом пропитки водным раствором кислоты и циркония; термообработку с получением носителя, в котором цирконий в виде оксида нанесен на поверхность носителя; нанесение на носитель активного компонента - кобальта (и/или рутения) (Патент RU №2436832 С2, C10G 2/00, С07С 1/04, С07С 9/00, B01J 23/75, B01J 37/08, B01J 21/06, B01J 23/46, B01J 37/02, 20.12.2011, Бюл. №35).A known method of preparing a cobalt catalyst by the method of impregnation of a porous carrier, including SiO 2 , comprising: obtaining a catalyst precursor in the form of zirconium oxide, which is selectively deposited near the outer surface of the carrier by impregnation with an aqueous solution of acid and zirconium; heat treatment to obtain a carrier in which zirconium in the form of oxide is deposited on the surface of the carrier; application of cobalt (and / or ruthenium) to the carrier (Patent RU No. 2436832 C2, C10G 2/00,
Недостатком способа является: необходимость получения предшественника катализатора методом пропитки и прокаливания носителя катализатора.The disadvantage of this method is: the need to obtain a catalyst precursor by the method of impregnation and calcination of the catalyst carrier.
Наиболее близким аналогом (прототип) является способ получения катализатора, включающий: подготовку носителя - силикагеля марки КСКГ, в ходе прокаливания при температуре 450°С; пропитку водным раствором нитратом кобальта; термообработку; активацию катализатора - восстановление, при температуре 450°С или обработку в форме последовательного восстановления при температуре 450°С, окисления и вновь восстановления при температуре 450°С.The closest analogue (prototype) is a method for producing a catalyst, comprising: preparing a carrier - silica gel of the KSKG brand, during calcination at a temperature of 450 ° C; impregnation of an aqueous solution of cobalt nitrate; heat treatment; catalyst activation - reduction, at a temperature of 450 ° C or processing in the form of sequential reduction at a temperature of 450 ° C, oxidation and re-reduction at a temperature of 450 ° C.
Недостатками способа являются: невысокая активность катализатора в процессе синтеза углеводородов С5+; необходимость использования высоких температур при синтезе углеводородов из СО и H2 и при приготовлении катализатора - на стадиях подготовки носителя и активации катализатора; проведение дополнительных обработок для активации катализатора.The disadvantages of the method are: low activity of the catalyst in the process of synthesis of hydrocarbons With 5+ ; the need to use high temperatures in the synthesis of hydrocarbons from CO and H 2 and in the preparation of the catalyst at the stages of preparation of the carrier and activation of the catalyst; additional treatments to activate the catalyst.
Задачей настоящего изобретения является получение кобальталюмосиликагелевого катализатора синтеза углеводородов из СО и H2 по методу Фишера-Тропша с повышенными каталитическими свойствами - высокой селективностью в отношении образования углеводородов С5+ (близкой к 90%), пониженной селективностью в отношении образования метана; характеризующегося невысокой оптимальной температурой синтеза углеводородов; при существенном снижении содержания дорогостоящего активного компонента катализатора - кобальта, в результате введения добавки алюминия, значительном упрощении технологии катализатора и получении соответствующего экономического эффекта.The objective of the present invention is to obtain a cobalt-aluminum-silica gel synthesis catalyst for hydrocarbons from CO and H 2 according to the Fischer-Tropsch method with enhanced catalytic properties - high selectivity for the formation of C 5+ hydrocarbons (close to 90%), reduced selectivity for methane formation; characterized by a low optimum temperature for the synthesis of hydrocarbons; with a significant reduction in the content of the expensive active component of the catalyst - cobalt, as a result of the introduction of aluminum additives, a significant simplification of the catalyst technology and obtaining the corresponding economic effect.
Поставленная задача, согласно предлагаемому изобретению, в части состава кобальталюмосиликагелевого катализатора решается тем, что используется катализатор синтеза углеводородов из СО и H2, селективный в отношении образования углеводородов С5+, включающий кобальт и силикагелевый носитель, причем катализатор содержит 16,1-19,0% масс. кобальта и 0,8-1,0% масс. добавки алюминия.The task, according to the invention, in terms of the composition of the cobalt aluminum silica gel catalyst is solved by using a catalyst for the synthesis of hydrocarbons from CO and H 2 , selective for the formation of hydrocarbons With 5+ , including cobalt and silica gel carrier, and the catalyst contains 16.1-19, 0% of the mass. cobalt and 0.8-1.0% of the mass. aluminum additives.
Поставленная задача, согласно предлагаемому изобретению, в части способа получения кобальталюмосиликагелевого катализатора решается тем, что используется способ получения катализатора, селективного в отношении образования углеводородов С5+, содержащего активный компонент кобальт и силикагелевый носитель, включающий предварительную подготовку носителя, пропитку носителя водным раствором нитрата кобальта, термообработку и активацию катализатора, причем предварительную подготовку носителя проводят в режиме сушки 2-4 ч при температуре 140-160°С, на стадии пропитки носителя в водный раствор нитрата кобальта концентрацией 35-55% масс. вводят добавку алюминия в виде нитрата алюминия при массовом соотношении Со:Al2O3 в пропиточном растворе 100:5, термообработка катализатора включает сушку - сначала 2-4 ч при температурах 80-100°С, затем 2-4 ч при температуре 100-150°С, прокаливание 4-6 ч при температуре 250-300°С, активацию катализатора проводят водородом в течение 0,75-1 ч при температуре 380-400°С.The task according to the invention, in terms of the method for producing cobalt aluminum silica gel catalyst, is solved by using a method for producing a catalyst selective for the formation of C 5+ hydrocarbons containing the active component cobalt and a silica gel carrier, including preliminary preparation of the carrier, impregnating the carrier with an aqueous solution of cobalt nitrate , heat treatment and activation of the catalyst, and the preliminary preparation of the carrier is carried out in the drying mode for 2-4 hours at a temperature re 140-160 ° C, at the stage of impregnation of the carrier in an aqueous solution of cobalt nitrate with a concentration of 35-55% of the mass. an aluminum additive is introduced in the form of aluminum nitrate at a mass ratio of Co: Al 2 O 3 in an impregnation solution of 100: 5, the heat treatment of the catalyst includes drying - first 2-4 hours at temperatures of 80-100 ° C, then 2-4 hours at a temperature of 100- 150 ° C, calcination for 4-6 hours at a temperature of 250-300 ° C, the activation of the catalyst is carried out with hydrogen for 0.75-1 h at a temperature of 380-400 ° C.
Предлагаемый состав кобальталюмосиликагелевого катализатора с повышенными каталитическими свойствами в процессе синтеза углеводородов из СО и H2, прежде всего, в отношении образования углеводородов C5+, характеризуется: возможностью проведения синтеза при более низких температурах, тем самым обеспечить более эффективный отвод тепла из зоны реакции; уменьшением содержания кобальта в катализаторе, что с учетом стоимости кобальта дает возможность снизить стоимость готового продукта.The proposed composition of the cobalt-aluminum-silica gel catalyst with enhanced catalytic properties during the synthesis of hydrocarbons from CO and H 2 , primarily in relation to the formation of C 5+ hydrocarbons, is characterized by: the possibility of synthesis at lower temperatures, thereby providing more efficient heat removal from the reaction zone; a decrease in the cobalt content in the catalyst, which, taking into account the cost of cobalt, makes it possible to reduce the cost of the finished product.
Предлагаемый способ приготовления кобальталюмосиликагелевого катализатора с повышенными каталитическими свойствами характеризуется: снижением энергозатрат и получением соответствующего экономического эффекта при уменьшении температуры на всех этапах термообработки катализатора - замене предварительного прокаливания на сушку, при проведении сушки и прокаливания влажного и активации (восстановления) готового катализатора; отсутствием дополнительной активации катализатора в форме цикла восстановления, активации и вновь восстановления.The proposed method for the preparation of a cobalt-aluminum-silica gel catalyst with enhanced catalytic properties is characterized by: reducing energy consumption and obtaining an appropriate economic effect when the temperature is reduced at all stages of the catalyst heat treatment — replacing preliminary calcination by drying, during drying and calcination of wet catalyst and activation (recovery) of the finished catalyst; the lack of additional activation of the catalyst in the form of a recovery cycle, activation and re-recovery.
Полученный технический результат - создание активного и селективного катализатора обеспечивается тем, что введение добавки алюминия при снижении содержания кобальта в катализаторе способствует формированию оптимальной кристаллической структуры активного компонента, а в процессе приготовления катализатора создаются условия для формирования такой структуры активного компонента, что, в свою очередь, определяет высокие активность и селективность катализатора и подтверждается большим, чем в известном способе, количеством образующихся углеводородов C5+ при меньшей - на 20-30°С, температуре синтеза, что особенно важно для процесса Фишера-Тропша.The technical result obtained - the creation of an active and selective catalyst is ensured by the fact that the introduction of an aluminum additive while reducing the cobalt content in the catalyst contributes to the formation of an optimal crystalline structure of the active component, and in the process of preparing the catalyst, conditions are created for the formation of such an active component structure, which, in turn, determines the high activity and selectivity of the catalyst and is confirmed by a greater than in the known method, the amount of formed C 5+ hydrocarbons with less - at 20-30 ° C, temperature of the synthesis, which is especially important for the Fischer-Tropsch process.
Исследование свойств катализаторов в процессе синтеза углеводородов из СО и H2 по методу Фишера-Тропша проводили в трубчатом реакторе со стационартным слоем катализатора при давлении 0,1 МПа в интервале температур 150-200°С. Мольное соотношение СО:H2 в синтез-газе составляло 1:2.The study of the properties of catalysts in the synthesis of hydrocarbons from CO and H 2 according to the Fischer-Tropsch method was carried out in a tubular reactor with a stationary catalyst bed at a pressure of 0.1 MPa in the temperature range 150-200 ° C. The molar ratio of CO: H 2 in the synthesis gas was 1: 2.
Об активности катализаторов судили по конверсии СО, селективности и выходу углеводородов в расчете на 1 нм3 газовой смеси.The activity of the catalysts was judged by the conversion of CO, selectivity and the yield of hydrocarbons per 1 nm 3 of the gas mixture.
На фигуре 1 приведена таблица сравнительных данных по активности и селективности катализаторов в процессе синтеза углеводородов из СО и H2.The figure 1 shows a table of comparative data on the activity and selectivity of the catalysts in the synthesis of hydrocarbons from CO and H 2 .
Изобретение осуществляется следующим способом.The invention is carried out in the following way.
Расчетное количество нитрата кобальта при температуре 70-80°С, перемешивая, растворяют в дистиллированной воде, после чего в пропиточный раствор вводят добавку алюминия в виде нитрата алюминия, расчетное количество которого определяют, исходя из массового соотношения Со:Al2O3 в растворе 100:5. В пропиточный раствор погружают 50 см3 носителя с температурой 60-80°С, высушенного 2-4 ч при температуре 140-160°С. Пропитывание ведут 0,5 ч при температуре 70-80°С, перемешивая. Влажный катализатор сушат 2-4 ч при температуре 80-100°С, до устранения слипания гранул; термообрабатывают - сначала 2-4 ч при температуре 100-150°С, затем 4-6 ч при температуре 250-350°С; активацию (восстановление) проводят водородом при температуре 380-400°С в течение 0,75-1,0 ч при объемной скорости водорода 1000 ч-1.The calculated amount of cobalt nitrate at a temperature of 70-80 ° С is dissolved in distilled water with stirring, after which aluminum is added to the impregnation solution in the form of aluminum nitrate, the calculated amount of which is determined based on the mass ratio of Co: Al 2 O 3 in solution 100 :5. Into the impregnating solution, immerse 50 cm 3 of carrier with a temperature of 60-80 ° C, dried for 2-4 hours at a temperature of 140-160 ° C. Impregnation is carried out for 0.5 hours at a temperature of 70-80 ° C, stirring. The wet catalyst is dried for 2-4 hours at a temperature of 80-100 ° C, until the adhesion of the granules is eliminated; heat treatment - first 2-4 hours at a temperature of 100-150 ° C, then 4-6 hours at a temperature of 250-350 ° C; activation (reduction) is carried out with hydrogen at a temperature of 380-400 ° C for 0.75-1.0 hours at a volumetric rate of hydrogen of 1000 h -1 .
Для осуществления способа в качестве носителя катализатора используют силикагель с размером гранул 2-3 мм. В частности, крупнопористый, гранулированный, марки КСКГ в соответствии с ГОСТ 3956-76.To implement the method, silica gel with a granule size of 2-3 mm is used as a catalyst carrier. In particular, large-porous, granular, KSKG grades in accordance with GOST 3956-76.
Синтез углеводородов из СО и H2 по методу Фишера-Тропша проводят в трубчатом реакторе со стационарным слоем катализатора при давлении 0,1 МПа в интервале температур 150-200°С. Мольное соотношение СО:H2 в синтез-газе составляло 1:2.The synthesis of hydrocarbons from CO and H 2 according to the Fischer-Tropsch method is carried out in a tubular reactor with a stationary catalyst bed at a pressure of 0.1 MPa in the temperature range 150-200 ° C. The molar ratio of CO: H 2 in the synthesis gas was 1: 2.
Пример 1Example 1
194,50 г нитрата кобальта в виде Со(NO3)2·6H2O при температуре 80°С, перемешивая, растворяют в 50,15 г дистиллированной воды, после чего в пропиточный раствор вводят добавку алюминия при массовом соотношении Co:Al2O3 в пропиточном растворе 100:5 в виде 15,57 г нитрата алюминия - Al(NO3)3·9H2O, и погружают 50 см3 силикагеля с температурой 80°С, высушенного 4 ч при температуре 150°С. Пропитывают 0,5 ч при температуре 80°С, перемешивая. Влажный катализатор сушат 4 ч при температуре 80°С, до устранения слипания гранул; термообрабатывают сначала 4 ч при температурах 125°С, затем 6 ч при температуре 300°С; активацию (восстановление) проводят водородом при температуре 380°С в течение 1,0 ч при объемной скорости водорода 1000 ч-1.194.50 g of cobalt nitrate in the form of Co (NO 3 ) 2 · 6H 2 O at a temperature of 80 ° C, while stirring, dissolved in 50.15 g of distilled water, after which aluminum is added to the impregnation solution in a weight ratio of Co: Al 2 O 3 in an impregnating solution of 100: 5 in the form of 15.57 g of aluminum nitrate - Al (NO 3 ) 3 · 9H 2 O, and immersed in 50 cm 3 of silica gel with a temperature of 80 ° C, dried for 4 hours at a temperature of 150 ° C. Impregnated for 0.5 h at a temperature of 80 ° C, stirring. The wet catalyst is dried for 4 hours at a temperature of 80 ° C, until the adhesion of the granules; heat treated first 4 hours at temperatures of 125 ° C, then 6 hours at a temperature of 300 ° C; activation (reduction) is carried out with hydrogen at a temperature of 380 ° C for 1.0 h at a space velocity of hydrogen of 1000 h -1 .
Катализатор содержит 20,0% масс. кобальта. Степень восстановленности катализатора 52%.The catalyst contains 20.0% of the mass. cobalt. The degree of reduction of the catalyst is 52%.
Пример 2Example 2
229,56 г нитрата кобальта в виде Со(NO3)2·6H2O при температуре 80°С, перемешивая, растворяют в 32,04 г дистиллированной воды, после чего в пропиточный раствор вводят добавку алюминия при массовом соотношении Co:Al2O3 в пропиточном растворе 100:5 в виде 18,37 г нитрата алюминия - Al(NO3)3·9H2O, и погружают 50 см3 силикагеля с температурой 80°С, высушенного 4 ч при температуре 150°С. Пропитывают 0,5 ч при температуре 80°С, перемешивая. Влажный катализатор сушат, термообрабатывают, активируют (восстанавливают) водородом, как указано в примере 1.229.56 g of cobalt nitrate in the form of Co (NO 3 ) 2 · 6H 2 O at a temperature of 80 ° C, while stirring, dissolved in 32.04 g of distilled water, after which aluminum is added to the impregnation solution in a weight ratio of Co: Al 2 O 3 in an impregnation solution of 100: 5 in the form of 18.37 g of aluminum nitrate - Al (NO 3 ) 3 · 9H 2 O, and immersed in 50 cm 3 of silica gel with a temperature of 80 ° C, dried for 4 hours at a temperature of 150 ° C. Impregnated for 0.5 h at a temperature of 80 ° C, stirring. The wet catalyst is dried, heat treated, activated (reduced) with hydrogen, as described in example 1.
Катализатор содержит 22,1% масс. кобальта и 1,2% масс. алюминия. Степень восстановленности катализатора 56%.The catalyst contains 22.1% of the mass. cobalt and 1.2% of the mass. aluminum. The degree of catalyst reduction is 56%.
Пример 3Example 3
176,76 г нитрата кобальта в виде Со(NO3)2·6Н2О при температуре 80°С, перемешивая, растворяют в 51,84 г дистиллированной воды, после чего в пропиточный раствор вводят добавку алюминия при массовом соотношении Co:Al2O3 в пропиточном растворе 100:5 в виде 14,14 г нитрата алюминия - Al(NO3)3·9H2O, и погружают 50 см3 силикагеля с температурой 80°С, высушенного 4 ч при температуре 150°С. Пропитывают 0,5 ч при температуре 80°С, перемешивая. Влажный катализатор сушат, термообрабатывают, активируют (восстанавливают) водородом как указано в примере 1.176.76 g of cobalt nitrate in the form of Co (NO 3 ) 2 · 6H 2 O at a temperature of 80 ° C, while stirring, dissolved in 51.84 g of distilled water, after which aluminum is added to the impregnation solution in a weight ratio of Co: Al 2 O 3 in an impregnation solution of 100: 5 in the form of 14.14 g of aluminum nitrate - Al (NO 3 ) 3 · 9H 2 O, and immersed in 50 cm 3 of silica gel with a temperature of 80 ° C, dried for 4 hours at a temperature of 150 ° C. Impregnated for 0.5 h at a temperature of 80 ° C, stirring. The wet catalyst is dried, heat treated, activated (reduced) with hydrogen as described in example 1.
Катализатор содержит 19,0% масс. кобальта и 1,0% масс. алюминия. Степень восстановленности катализатора 53%.The catalyst contains 19.0% of the mass. cobalt and 1.0% of the mass. aluminum. The degree of catalyst reduction is 53%.
Пример 4Example 4
152,72 г нитрата кобальта в виде Co(NO3)2·6H2O при температуре 80°С, перемешивая, растворяют в 60,73 г дистиллированной воды, после чего в пропиточный раствор вводят добавку алюминия при массовом соотношении Co:Al2O3 в пропиточном растворе 100:5 в виде 12,22 г нитрата алюминия - Al(NO3)3·9H2O, и погружают 50 см3 силикагеля с температурой 80°С, высушенного 4 ч при температуре 150°С. Пропитывают 0,5 ч при температуре 80°С, перемешивая. Влажный катализатор сушат, термообрабатывают, как указано в примере 1, активируют (восстанавливают) водородом при температуре 400°С в течение 0,83 ч при объемной скорости водорода 1000 ч-1.152.72 g of cobalt nitrate in the form of Co (NO 3 ) 2 · 6H 2 O at a temperature of 80 ° C, while stirring, dissolved in 60.73 g of distilled water, after which aluminum is added to the impregnation solution in a weight ratio of Co: Al 2 O 3 in an impregnating solution of 100: 5 in the form of 12.22 g of aluminum nitrate - Al (NO 3 ) 3 · 9H 2 O, and immersed in 50 cm 3 of silica gel with a temperature of 80 ° C, dried for 4 hours at a temperature of 150 ° C. Impregnated for 0.5 h at a temperature of 80 ° C, stirring. The wet catalyst is dried, heat treated, as described in example 1, activated (restored) with hydrogen at a temperature of 400 ° C for 0.83 hours at a space velocity of hydrogen of 1000 h -1 .
Катализатор содержит 17,6% масс. кобальта и 0,9% масс. алюминия. Степень восстановленности катализатора 57%.The catalyst contains 17.6% of the mass. cobalt and 0.9% of the mass. aluminum. The degree of reduction of the catalyst is 57%.
Пример 5Example 5
130,32 г нитрата кобальта в виде Со(NO3)2·6H2O при температуре 80°С, перемешивая, растворяют в 74,58 г дистиллированной воды, после чего в пропиточный раствор вводят добавку алюминия при массовом соотношении Co:Al2O3 в пропиточном растворе 100:5 в виде 10,43 г нитрата алюминия - Al(NO3)3·9H2O, и погружают 50 см3 силикагеля с температурой 80°С, высушенного 4 ч при температуре 150°С. Пропитывают 0,5 ч при температуре 80°С, перемешивая. Влажный катализатор сушат, термообрабатывают, как указано в примере 1, активируют (восстанавливают) водородом при температуре 400°С в течение 0,83 ч при объемной скорости водорода 1000 ч-1.130.32 g of cobalt nitrate in the form of Co (NO 3 ) 2 · 6H 2 O at a temperature of 80 ° C, while stirring, dissolved in 74.58 g of distilled water, after which aluminum is added to the impregnation solution in a weight ratio of Co: Al 2 O 3 in an impregnating solution of 100: 5 in the form of 10.43 g of aluminum nitrate - Al (NO 3 ) 3 · 9H 2 O, and immersed in 50 cm 3 of silica gel with a temperature of 80 ° C, dried for 4 hours at a temperature of 150 ° C. Impregnated for 0.5 h at a temperature of 80 ° C, stirring. The wet catalyst is dried, heat treated, as described in example 1, activated (restored) with hydrogen at a temperature of 400 ° C for 0.83 hours at a space velocity of hydrogen of 1000 h -1 .
Катализатор содержит 16,1% масс. кобальта и 0,8% масс. алюминия. Степень восстановленности катализатора 58%.The catalyst contains 16.1% of the mass. cobalt and 0.8% of the mass. aluminum. The degree of reduction of the catalyst is 58%.
Пример 6Example 6
109,44 г нитрата кобальта в виде Со(NO3)2·6H2O при температуре 80°С, перемешивая, растворяют в 87,21 г дистиллированной воды, после чего в пропиточный раствор вводят добавку алюминия при массовом соотношении Co:Al2O3 в пропиточном растворе 100:5 в виде 8,76 г нитрата алюминия - Al(NO3)3·9H2O, и погружают 50 см3 силикагеля с температурой 80°С, высушенного 4 ч при температуре 150°С. Пропитывают 0,5 ч при температуре 80°С, перемешивая. Влажный катализатор сушат, термообрабатывают, как указано в примере 1, активируют (восстанавливают) водородом при температуре 400°С в течение 0,75 ч при объемной скорости водорода 1000 ч-1.109.44 g of cobalt nitrate in the form of Co (NO 3 ) 2 · 6H 2 O at a temperature of 80 ° C, while stirring, dissolved in 87.21 g of distilled water, after which aluminum is added to the impregnation solution in a weight ratio of Co: Al 2 O 3 in an impregnation solution of 100: 5 in the form of 8.76 g of aluminum nitrate - Al (NO 3 ) 3 · 9H 2 O, and immersed in 50 cm 3 of silica gel with a temperature of 80 ° C, dried for 4 hours at a temperature of 150 ° C. Impregnated for 0.5 h at a temperature of 80 ° C, stirring. The wet catalyst is dried, heat treated, as described in example 1, activated (restored) with hydrogen at a temperature of 400 ° C for 0.75 hours at a space velocity of hydrogen of 1000 h -1 .
Катализатор содержит 13,9% масс. кобальта и 0,6% масс. алюминия. Степень восстановленности катализатора 50%.The catalyst contains 13.9% of the mass. cobalt and 0.6% of the mass. aluminum. The degree of reduction of the catalyst is 50%.
Обобщенные сравнительные данные по оценке каталитических свойств, полученных с использованием известного и предлагаемого катализаторов в процессе синтеза углеводородов из СО и H2, приведены в таблице.Generalized comparative data on the assessment of the catalytic properties obtained using the known and proposed catalysts in the synthesis of hydrocarbons from CO and H 2 are shown in the table.
Приведенные результаты показывают, что предложенные состав и способ приготовления позволяют вести процесс синтеза углеводородов из СО и Н2 при меньшей температуре и получить катализатор, характеризующийся высокой каталитической активностью и селективностью в отношении образования углеводородов С5+ и пониженной селективностью в отношении образования побочного продукта - метана.The above results show that the proposed composition and method of preparation allow the process of synthesis of hydrocarbons from CO and H 2 at a lower temperature and to obtain a catalyst characterized by high catalytic activity and selectivity for the formation of C 5+ hydrocarbons and reduced selectivity for the formation of a by-product methane .
Оптимальное содержание кобальта в катализаторе и добавки алюминия составляет соответственно, % масс.: кобальта - 16,1-19,0; алюминия - 0,8-1,0.The optimum content of cobalt in the catalyst and the addition of aluminum are, respectively, mass%: cobalt - 16.1-19.0; aluminum - 0.8-1.0.
Введение кобальта и добавки алюминия в меньшем количестве является недостаточным для улучшения свойств катализатора. Увеличение содержания кобальта и добавки алюминия не обеспечивает улучшения показателей активности и селективности катализатора в процессе синтеза углеводородов.The introduction of cobalt and the addition of aluminum in smaller quantities is insufficient to improve the properties of the catalyst. An increase in the content of cobalt and the addition of aluminum does not provide an improvement in the activity and selectivity of the catalyst during the synthesis of hydrocarbons.
Изобретение позволяет уменьшить количество кобальта, необходимого для получения катализатора; существенно упростить технологию приготовления катализатора, в том числе исключить необходимость дополнительной активации; значительно сократить энергозатраты при реализации технологии в результате проведения сушки носителя и катализатора, термообработки и активации (восстановления) катализатора в области более низких температур.The invention allows to reduce the amount of cobalt required to obtain a catalyst; significantly simplify the catalyst preparation technology, including eliminating the need for additional activation; significantly reduce energy consumption during the implementation of the technology as a result of drying the carrier and catalyst, heat treatment and activation (recovery) of the catalyst in the region of lower temperatures.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015123418/04A RU2586069C1 (en) | 2015-06-15 | 2015-06-15 | Catalyst for synthesis of hydrocarbons from co and h2 and preparation method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015123418/04A RU2586069C1 (en) | 2015-06-15 | 2015-06-15 | Catalyst for synthesis of hydrocarbons from co and h2 and preparation method thereof |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2586069C1 true RU2586069C1 (en) | 2016-06-10 |
Family
ID=56115243
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015123418/04A RU2586069C1 (en) | 2015-06-15 | 2015-06-15 | Catalyst for synthesis of hydrocarbons from co and h2 and preparation method thereof |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2586069C1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2674161C1 (en) * | 2018-05-24 | 2018-12-05 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова" | Catalyst for producing synthetic hydrocarbons from co and h2 and method for preparation thereof |
RU2698705C1 (en) * | 2018-10-17 | 2019-08-29 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова" ЮРГПУ (НПИ) | Catalyst for production of synthetic low-solidification diesel fuel and method of its preparation |
RU2738366C1 (en) * | 2020-02-06 | 2020-12-11 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова" | Catalyst for synthesis of hydrocarbons from co and h2 and method of preparation thereof |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2252072C2 (en) * | 1999-12-01 | 2005-05-20 | Сэсол Текнолоджи (Проприетери) Лимитед | Method of cleaning of lithium-7 hydroxide |
UA19738U (en) * | 2006-07-31 | 2006-12-15 | Univ Horkyi Donetsk State Med | Method for sewing bed of gall bladder after cholecystectomy |
RU2436832C2 (en) * | 2006-03-31 | 2011-12-20 | Ниппон Ойл Корпорейшн | Catalyst for reducing carbon monoxide, method of preparing catalyst and method of producing hydrocarbon |
-
2015
- 2015-06-15 RU RU2015123418/04A patent/RU2586069C1/en active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2252072C2 (en) * | 1999-12-01 | 2005-05-20 | Сэсол Текнолоджи (Проприетери) Лимитед | Method of cleaning of lithium-7 hydroxide |
RU2436832C2 (en) * | 2006-03-31 | 2011-12-20 | Ниппон Ойл Корпорейшн | Catalyst for reducing carbon monoxide, method of preparing catalyst and method of producing hydrocarbon |
UA19738U (en) * | 2006-07-31 | 2006-12-15 | Univ Horkyi Donetsk State Med | Method for sewing bed of gall bladder after cholecystectomy |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ЛАПИДУС А.Л. и др., "Влияние способа активации катализатора 20%Co/SiO2 на основные показатели синтеза Фишера-Тропша", Химия тверодого топлива, 2004, No.4, стр.40-45. * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2674161C1 (en) * | 2018-05-24 | 2018-12-05 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова" | Catalyst for producing synthetic hydrocarbons from co and h2 and method for preparation thereof |
RU2698705C1 (en) * | 2018-10-17 | 2019-08-29 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова" ЮРГПУ (НПИ) | Catalyst for production of synthetic low-solidification diesel fuel and method of its preparation |
RU2738366C1 (en) * | 2020-02-06 | 2020-12-11 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова" | Catalyst for synthesis of hydrocarbons from co and h2 and method of preparation thereof |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5411133B2 (en) | Catalytic hydrogenation of carbon dioxide to synthesis gas. | |
RU2556211C2 (en) | Method of producing activated fischer-tropsch synthesis catalyst and method of producing hydrocarbons | |
JP5284346B2 (en) | catalyst | |
JP3882044B2 (en) | Method for preparing Fischer-Tropsch synthesis catalyst | |
KR101298783B1 (en) | Process for the preparation of fisher-tropsch catalysts | |
KR101595181B1 (en) | Process for the preparation of fisher-tropsch catalysts having improved activity and life time | |
TW201242665A (en) | Catalysts | |
EA022062B1 (en) | Fischer-tropsch catalysts | |
SG173637A1 (en) | Process for the preparation of fischer - tropsch catalysts and their use | |
JPWO2011108347A1 (en) | Fischer-Tropsch synthesis catalyst, method for producing the same, and method for producing hydrocarbons | |
KR20150137733A (en) | Process for the preparation of fisher-tropsch catalysts with high activity | |
RU2586069C1 (en) | Catalyst for synthesis of hydrocarbons from co and h2 and preparation method thereof | |
JP2003519010A (en) | Activation of hydrocarbon synthesis catalyst by hydrogen and ammonia | |
JP5795483B2 (en) | Activated Fischer-Tropsch synthesis reaction catalyst and hydrocarbon production method | |
Kirichenko et al. | Low-temperature copper hydrosilicates: Catalysts for reduction of aromatic nitro compounds with molecular hydrogen | |
CA2977175C (en) | A hydrocarbon synthesis process | |
JP2003519011A (en) | Enhanced hydrocarbon synthesis catalysts with hydrogen and ammonia | |
RU2674161C1 (en) | Catalyst for producing synthetic hydrocarbons from co and h2 and method for preparation thereof | |
WO2014031029A1 (en) | Method for producing a cobalt catalyst from the synthesis of liquid hydrocarbons by the fischer-tropsch method | |
CN103769102B (en) | A kind of cobalt-base catalyst and its preparation method and application | |
WO2010055808A1 (en) | Method for manufacturing unsaturated hydrocarbon and oxygenated compound, catalyst, and manufacturing method therefor | |
RU2445161C1 (en) | Method of activation of cobalt catalyst of fischer-tropsch synthesis | |
WO2023134779A1 (en) | Hydrogenation catalyst and preparation method therefor, and method for preparing isohexanediol and methyl isobutyl carbinol | |
CN105618051B (en) | Catalyst for CO hydrogenation to synthesize high-carbon alcohols for co-production of naphtha and diesel, its preparation method and application | |
WO2012102256A1 (en) | Catalyst for fischer-tropsch synthesis, and production method therefor, as well as hydrocarbon production method using fischer-tropsch synthesis catalyst |