catalКатализ в промышленностиKataliz v promyshlennosti1816-03872413-6476LLC "KALVIS"10.18412/1816-0387-2016-2-17-22catal-331Research ArticleКАТАЛИЗ В ХИМИЧЕСКОЙ И НЕФТЕХИМИЧЕСКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИCATALYSIS IN CHEMICAL AND PETROCHEMICAL INDUSTRYКобальт-алюминиевые оксидные катализаторы превращения СО и H2 в реакциях синтеза Фишера – ТропшаCobalt-aluminium Oxide Catalysts for Transformation of CO and H2 in Fischer – Tropsch SynthesesСименцоваИ. И.SimentsovaI. I.ctls@kalvis.ruХасинА. А.KhassinA. A.ctls@kalvis.ruШтерцерН. В.ShtertserN. V.ctls@kalvis.ruДавыдоваЛ. П.DavydovaL. P.ctls@kalvis.ruМинюковаТ. П.MinyukovaT. P.ctls@kalvis.ruЮрьеваТ. М.YurievaT. M.ctls@kalvis.ruИнститут катализа им. Г.К. Борескова (ИК СО РАН), г. НовосибирскРоссияBoreskov Institute of Catalysis, NovosibirskRussian FederationИнститут катализа им. Г.К. Борескова (ИК СО РАН), г. Новосибирск; Новосибирский государственный университет (НГУ)РоссияBoreskov Institute of Catalysis, Novosibirsk; Novosibirsk State UniversityRussian Federation2016110420161621722Copyright © LLC "KALVIS", 20162016LLC "KALVIS"LLC "KALVIS"https://www.catalysis-kalvis.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.catalysis-kalvis.ru/jour/article/view/331

В результате исследования свойств кобальт-алюминиевых катализаторов синтеза Фишера – Тропша были выявлены условия приготовления и активации катализаторов, позволяющие снизить температуру восстановления и повысить их производительность. Показано, что увеличение соотношения NO–3/СО2–3 -анионов примерно до 1,9–3,1 в гидроксо-нитрат-карбонатных предшественниках кобальт-алюминиевых катализаторов способствует снижению температуры восстановления катионов кобальта из оксидных предшественников. Исследование адсорбционных свойств частиц металлического кобальта, образующихся при разных температурах восстановления оксидных образцов, показало, что активация катализаторов при 500 °С является предпочтительной для формирования дисперсных частиц Со0. Восстановленные при этой температуре катализаторы в реакциях синтеза Фишера – Тропша, проведенных из смеси CO : H2 : N2 = 30 : 60 : 10 об.% в изотермическом режиме при t = 210 °С и Р = 2,1 МПа, имеют высокую производительность, сопоставимую с производительностью коммерческих Со-содержащих катализаторов, составляющую ~ 0,34 гув /(гкат·ч).

Properties of cobalt-aluminium catalysts for the Fischer – Tropsch synthesis were studied to identify conditions for the catalyst preparation and activation that would allow the reduction temperature to be lowered and the catalyst performance to be improved. It was shown that an increase in the ratio of NO–3/СО2–3 – anions to ca. 1,9–3,1 in the hydroxo-nitrate-carbonate precursors of the said catalysts favors a decrease in the temperature of reduction of cobalt cations in oxide precursors. Adsorption properties of the cobalt metal particles formed at different temperatures of the reduction of the oxide samples were studied to show that the catalyst activation at 500 °C is preferable for the formation of disperse particles of Co0. In the Fischer-Tropsch reactions with mixtures CO:H2:N2 = 30:60:10 vol.% at T = 210 °C and P =2,1 MPa, the catalysts reduced at 500 °C demonstrate a high efficiency comparable with the efficiency of commercial Co-containing catalysts (ca. 0,34 gCH /(gcat·h)).

синтез Фишера–Тропшагидроксо-нитрат-карбонат Со-Alвосстановительная активациядисперсность частиц Со0Fischer – Tropsch synthesisCo-Al hydroxo-nitrta-carbonatereductive activationdispersion of Co0 particlesReferencesBae J.W., Kim S.M., Kang S.H., Chary K.V.R., Lee Y.J., Kim H.J., Jun K.W. // J. Molec. Catal., A, 2009, 311, I. 1-2, Р. 7.Bae J.W., Kim S.M., Kang S.H., Chary K.V.R., Lee Y.J., Kim H.J., Jun K.W. // J. Molec. Catal., A, 2009, 311, I. 1-2, Р. 7.Kraum M., Baerns M. // Appl. Catal., A, 1999, 186, I. 1-2, Р. 189.Kraum M., Baerns M. // Appl. Catal., A, 1999, 186, I. 1-2, Р. 189.Girardon J.S., Lermontov A.S., Gengembre L., Chernavskii P.A., Griboval-Constant A., Khodakov A.Y. // J. Catal., 2005, 230, Р. 339.Girardon J.S., Lermontov A.S., Gengembre L., Chernavskii P.A., Griboval-Constant A., Khodakov A.Y. // J. Catal., 2005, 230, Р. 339.Girardon J.S., Constant-Griboval A., Gengembre L., Chernavskii P.A., Khodakov A.Y. // Catal. Today, 2005, 106, P. 161.Girardon J.S., Constant-Griboval A., Gengembre L., Chernavskii P.A., Khodakov A.Y. // Catal. Today, 2005, 106, P. 161.Vada S., Chen B., Goodwin J.J.G. // J. Catal., 1995, 153, I. 2, Р. 224.Vada S., Chen B., Goodwin J.J.G. // J. Catal., 1995, 153, I. 2, Р. 224.Adachi M., Yoshii K., Han Y.Z., Fujimoto K. // Bull. Chem. Soc. Jpn., 1996, 69, Р. 1509.Adachi M., Yoshii K., Han Y.Z., Fujimoto K. // Bull. Chem. Soc. Jpn., 1996, 69, Р. 1509.Chu W., Chernavskii P.A., Gengembre L., Pankina G.A., Fongariand P., Khodakov A.Y. // J. Catal., 2007, 252, I. 2, P. 215.Chu W., Chernavskii P.A., Gengembre L., Pankina G.A., Fongariand P., Khodakov A.Y. // J. Catal., 2007, 252, I. 2, P. 215.Xu D., Li W., Duan H., Ge Q., Xu H. // Catal. Lett., 2005, 102, P. 229.Xu D., Li W., Duan H., Ge Q., Xu H. // Catal. Lett., 2005, 102, P. 229.Li P., Liu J., Nag N., Crozier P.A. // Appl. Catal., A, 2006, 307, P. 212.Li P., Liu J., Nag N., Crozier P.A. // Appl. Catal., A, 2006, 307, P. 212.Сименцова И.И., Хасин А.А., Филоненко Г.А., Чермашенцева Г.К., Булавченко О.А., Черепанова С.В., Юрьева Т.М. // Известия Академии наук. Серия химическая. 2011. № 9. C. 1796.Сименцова И.И., Хасин А.А., Филоненко Г.А., Чермашенцева Г.К., Булавченко О.А., Черепанова С.В., Юрьева Т.М. // Известия Академии наук. Серия химическая. 2011. № 9. C. 1796.Сименцова И.И., Хасин А.А., Минюкова Т.П., Давыдова Л.П., Шмаков А.Н., Булавченко О.А., Черепанова С.В., Кустова Г.Н., Юрьева Т.М. // Кинетика и катализ. 2012. Т. 53. № 4. C. 520—526.Сименцова И.И., Хасин А.А., Минюкова Т.П., Давыдова Л.П., Шмаков А.Н., Булавченко О.А., Черепанова С.В., Кустова Г.Н., Юрьева Т.М. // Кинетика и катализ. 2012. Т. 53. № 4. C. 520—526.Breejen J.P., Sietsma J.R.A., Friedrich H., Bitter J.H., Jong K.P. // J. Catal., 2010, 270, P. 146-152.Breejen J.P., Sietsma J.R.A., Friedrich H., Bitter J.H., Jong K.P. // J. Catal., 2010, 270, P. 146-152.Sietsma J.R.A., Friedrich H., Broersma A., Versluijs-Helder M., Dillen A.J., Jongh P.E., Jong K.P. // J. Catal., 2008, 260. P. 227.Sietsma J.R.A., Friedrich H., Broersma A., Versluijs-Helder M., Dillen A.J., Jongh P.E., Jong K.P. // J. Catal., 2008, 260. P. 227.Jacobs G., Ma W., Davis B.H., Cronauer D.C., Kropf A.J., Marshall C.L. // Catal.Lett., 2010, 140, P. 106-115.Jacobs G., Ma W., Davis B.H., Cronauer D.C., Kropf A.J., Marshall C.L. // Catal.Lett., 2010, 140, P. 106-115.Brennan D., Hayward D.O., Trapnell B.M.W. // Proc. Roy. Soc., 1960, A 256, Р. 81.Brennan D., Hayward D.O., Trapnell B.M.W. // Proc. Roy. Soc., 1960, A 256, Р. 81.Criado J.M. // React. Kinet. Catal. Lett., 1978, 8, Р. 143–147.Criado J.M. // React. Kinet. Catal. Lett., 1978, 8, Р. 143–147.Smith J.S., Thrower P.A., Vannice M.A. // J. Catal., 1981, 68, Р. 270.Smith J.S., Thrower P.A., Vannice M.A. // J. Catal., 1981, 68, Р. 270.Oukaci R., Singleton A., Goodwin J.G. Jr. // Appl. Catal., A, 1999, 186, Р. 129-144.Oukaci R., Singleton A., Goodwin J.G. Jr. // Appl. Catal., A, 1999, 186, Р. 129-144.Sie S.T., Senden M.M.G., van Wechem H.M.H. // Catal. Today, 1991, 8, I. 3, Р. 143.Sie S.T., Senden M.M.G., van Wechem H.M.H. // Catal. Today, 1991, 8, I. 3, Р. 143.

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