catalКатализ в промышленностиKataliz v promyshlennosti1816-03872413-6476LLC "KALVIS"10.18412/1816-0387-2025-6-56-63catal-1212Research ArticleКАТАЛИЗ В ХИМИЧЕСКОЙ И НЕФТЕХИМИЧЕСКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИCATALYSIS IN CHEMICAL AND PETROCHEMICAL INDUSTRYПерспективы использования синтетического и природного алюмосиликатов в составе катализатора синтеза Фишера–ТропшаProspects for the use of synthetic and natural silica aluminas in the composition of Fischer-Tropsch synthesis catalystСиневаЛ. В.SinevaL. V.ctls@kalvis.ruАсалиеваЕ. Ю.AsalievaE. Yu.ctls@kalvis.ruГрязновК. О.GryaznovK. O.ctls@kalvis.ruАксененковВ. В.AksenenkovV. V.ctls@kalvis.ruГалкинА. С.GalkinA. S.ctls@kalvis.ruШебаршиноваП. М.SebarsinovaP. M.ctls@kalvis.ruМордковичВ. З.MordkovichV. Z.Технологический институт сверхтвердых и новых углеродных материалов Национального исследовательского центра «Курчатовский институт», Троицк, Московская обл.РоссияFederal State Budgetary Institution "Technological Institute for Superhard and Novel Carbon Materials" of National Research Centre "Kurchatov Institute", Troitsk, MoscowRussian FederationТехнологический институт сверхтвердых и новых углеродных материалов Национального исследовательского центра «Курчатовский институт», Троицк, Московская обл.РоссияFederal State Budgetary Institution "Technological Institute for Superhard and Novel Carbon Materials" of National Research Centre "Kurchatov Institute", Troitsk, Moscow; Federal State Budgetary Educational Institution of Higher EducationRussian FederationТехнологический институт сверхтвердых и новых углеродных материалов Национального исследовательского центра «Курчатовский институт», Троицк, Московская обл.; МИРЭА – Российский технологический университет, МоскваРоссияFederal State Budgetary Institution "Technological Institute for Superhard and Novel Carbon Materials" of National Research Centre "Kurchatov Institute", Troitsk, Moscow; Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education "MIREA – Russian Technological University", MoscowRussian FederationТехнологический институт сверхтвердых и новых углеродных материалов Национального исследовательского центра «Курчатовский институт», Троицк, Московская обл.Russian Federation2025081220252565663Copyright © LLC "KALVIS", 20252025LLC "KALVIS"LLC "KALVIS"https://www.catalysis-kalvis.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.catalysis-kalvis.ru/jour/article/view/1212

Алюмосиликаты представляют интерес в качестве альтернативы цеолитам в составе катализаторов однореакторного синтеза Фишера–Тропша. Цель работы – изучить возможность использования синтетического и природного алюмосиликатов в составе кобальтового катализатора синтеза Фишера–Тропша для повышения содержания широкой масляной фракции в образующихся продуктах. Было исследовано влияние температуры прокаливания алюмосиликатов на характеристики приготовленных катализаторов и состав углеводородов С5+, образующихся в их присутствии. Порошки алюмосиликатов исследовали методами РФА, ТГА, ИК-спектроскопии, низкотемпературной сорбции азота. Приготовленные на основе алюмосиликатов катализаторы были испытаны в синтезе Фишера–Тропша. Полученные результаты подтверждают возможность однореакторного синтеза углеводородов С5+, обогащенных масляной фракцией: катализатор на основе синтетического аморфного алюмосиликата позволяет получить продукт, содержащий до 37 мас.% фракции с пределами кипения 300–490 °С. Были оптимизированы условия селективного получения масляной фракции в присутствии катализаторов такого типа: 2,5 МПа, 210 °С, 500 ч–1. Показано, что в синтезе при 1,5 МПа возможно получение углеводородов С5+, содержащих до 60 мас.% дизельной фракции, особенно в присутствии катализаторов на основе пирофиллита.

Silica aluminas are of interest as an alternative to zeolites in the composition of catalysts for one-pot Fischer–Tropsch synthesis. The aim of the work is to study the possibility of using synthetic and natural silica aluminas in the composition of a cobalt Fischer-Tropsch synthesis catalyst to increase the content of base oil fraction in the products obtained. The influence of the calcination temperature of silica aluminas on the characteristics of the prepared catalysts and the composition of C5+ hydrocarbons formed in their presence was investigated. Aluminosilicate powders were studied using X-ray diffraction, TGA, IR spectroscopy and low-temperature nitrogen sorption methods. Catalysts prepared on the basis of silica aluminas were tested in the Fischer–Tropsch synthesis. The obtained results confirm the possibility of one-reactor synthesis of C5+ hydrocarbons enriched with base oil fraction: catalyst based on synthetic amorphous silica alumina makes it possible to obtain a product containing up to 37 wt.% of fraction with a boiling range of 300–490°C. The conditions for the selective production of base oil fraction in the presence of such catalysts were optimized: 2,5 MPа, 210°С, 500 h-1. It has been shown that it is possible to obtain C5+ hydrocarbons containing up to 60 wt.% diesel fraction at 1,5 MPa, especially in the presence of pyrophyllite-based catalysts.

синтез Фишера–Тропшакобальталюмосиликатысинтетические углеводородыширокая масляная фракцияFischer–Tropsch synthesiscobaltsilica aluminassynthetic hyfdrocarbonsbase oil fractionСтатья поступила в редакцию 22.05.2025 г., доработана 10.06.2025 г., принята к публикации 11.06.2025 г.ReferencesWeber J.L., Hernández Mejía C., de Jong K.P., de Jongh P.E. // Catal. Sci. Technol. 2024. V. 14. P. 4799—4842. https://doi.org/10.1039/D4CY00437JWeber J.L., Hernández Mejía C., de Jong K.P., de Jongh P.E. // Catal. Sci. Technol. 2024. V. 14. P. 4799—4842. https://doi.org/10.1039/D4CY00437JBao J., Yang G., Yoneyama Y., Tsubaki N. // ACS Catal. 2019. V. 9. P. 3026—3053. https://doi.org/10.1021/acscatal.8b03924Bao J., Yang G., Yoneyama Y., Tsubaki N. // ACS Catal. 2019. V. 9. P. 3026—3053. https://doi.org/10.1021/acscatal.8b03924Синева Л.В., Асалиева Е.Ю., Мордкович В.З. // Успехи химии. 2015. Т. 84. С. 1176—1189. https://doi.org/10.1070/rcr4464Синева Л.В., Асалиева Е.Ю., Мордкович В.З. // Успехи химии. 2015. Т. 84. С. 1176—1189. https://doi.org/10.1070/rcr4464Смирнова В.Э. Асалиева Е.Ю., Синева Л.В., Мордкович В.З. // Совр. Мол. Сита. 2023. Т. 5. С. 47—56. https://doi.org/10.53392/27130304_2023_5_1_47Смирнова В.Э. Асалиева Е.Ю., Синева Л.В., Мордкович В.З. // Совр. Мол. Сита. 2023. Т. 5. С. 47—56. https://doi.org/10.53392/27130304_2023_5_1_47Crépeau G., Montouillout V., Vimont A., Mariey L., Cseri T., Maugé F. // J. Phys. Chem. B. 2006. V. 110. № 31. P. 15172—15185. https://doi.org/10.1021/jp062252dCrépeau G., Montouillout V., Vimont A., Mariey L., Cseri T., Maugé F. // J. Phys. Chem. B. 2006. V. 110. № 31. P. 15172—15185. https://doi.org/10.1021/jp062252dHensen E.J.M., Poduval D.G., Magusin P.C.M.M., Coumans A.E., van Veen J.A.R. // J. Catal. 2010. V. 269. № 1. P. 201—218. https://doi.org/10.1016/j.jcat.2009.11.008Hensen E.J.M., Poduval D.G., Magusin P.C.M.M., Coumans A.E., van Veen J.A.R. // J. Catal. 2010. V. 269. № 1. P. 201—218. https://doi.org/10.1016/j.jcat.2009.11.008Leydier F., Chizallet C., Chaumonnot A., Digne M., Soyer E., Quoineaud A.-A., Costa D., Raybaud P. // J. Catal. 2011. V. 284. № 2. P. 215—229. https://doi.org/10.1016/j.jcat.2011.08.015Leydier F., Chizallet C., Chaumonnot A., Digne M., Soyer E., Quoineaud A.-A., Costa D., Raybaud P. // J. Catal. 2011. V. 284. № 2. P. 215—229. https://doi.org/10.1016/j.jcat.2011.08.015Wang Z., Chen K., Jiang Y., Trébosc J., Yang W., Amoureux J.-P., Hung I., Gan Z., Baiker A., Lafon O., Huang J. // J. Phys. Chem. Lett. 2021. V. 12. № 47. P. 11563—11572. https://doi.org/10.1021/acs.jpclett.1c02975Wang Z., Chen K., Jiang Y., Trébosc J., Yang W., Amoureux J.-P., Hung I., Gan Z., Baiker A., Lafon O., Huang J. // J. Phys. Chem. Lett. 2021. V. 12. № 47. P. 11563—11572. https://doi.org/10.1021/acs.jpclett.1c02975Salvia W.S., Zhao T.Y., Chatterjee P., Huang W., Perras F.A. // Chem. Commun. 2023. V. 59. № 94. P. 13962—13965. https://doi.org/10.1039/d3cc04237eSalvia W.S., Zhao T.Y., Chatterjee P., Huang W., Perras F.A. // Chem. Commun. 2023. V. 59. № 94. P. 13962—13965. https://doi.org/10.1039/d3cc04237eZhao N., Chen Y., Li X., Zhang J., Dai L., Jiang X., Liu C., Li Z. // Int. J. Hydrogen Energy. 2022. V. 47. № 35. P. 15706—15720. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2022.03.054Zhao N., Chen Y., Li X., Zhang J., Dai L., Jiang X., Liu C., Li Z. // Int. J. Hydrogen Energy. 2022. V. 47. № 35. P. 15706—15720. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2022.03.054Mazurova K., Glotov A., Kotelev M., Eliseev O., Gushchin P., Rubtsova M., Kazantsev R., Vinokurov V., Stavitskaya A. // Sci. Technol. Adv. Mater. 2022. V. 23. № 1. P. 17—30. https://doi.org/10.1080/14686996.2021.2017754Mazurova K., Glotov A., Kotelev M., Eliseev O., Gushchin P., Rubtsova M., Kazantsev R., Vinokurov V., Stavitskaya A. // Sci. Technol. Adv. Mater. 2022. V. 23. № 1. P. 17—30. https://doi.org/10.1080/14686996.2021.2017754Березняк Е.П., Колодий И.В., Мазилов А.В., Саенко Л.А. // ВАНТ. 2014. Т. 92. № 4. С. 23—30Березняк Е.П., Колодий И.В., Мазилов А.В., Саенко Л.А. // ВАНТ. 2014. Т. 92. № 4. С. 23—30Котова О.Б. // Записки Горного института. 2022. Т. 254. С. 129—135. https://doi.org/10.31897/PMI.2022.43Котова О.Б. // Записки Горного института. 2022. Т. 254. С. 129—135. https://doi.org/10.31897/PMI.2022.43Шаров А.В. // Advances in current natural sciences. 2014. № 7. С. 112—115Шаров А.В. // Advances in current natural sciences. 2014. № 7. С. 112—115

The authors declare that there are no conflicts of interest present.