catalКатализ в промышленностиKataliz v promyshlennosti1816-03872413-6476LLC "KALVIS"catal-66Research ArticleКАТАЛИЗ В ХИМИЧЕСКОЙ И НЕФТЕХИМИЧЕСКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИCATALYSIS IN CHEMICAL AND PETROCHEMICAL INDUSTRYРАЗРАБОТКА ВЫСОКОПРОИЗВОДИТЕЛЬНОГО ПРОМЫШЛЕННОГО КАТАЛИЗАТОРА СИНТЕЗА ФИШЕРА–ТРОПШАDevelopment of high-performance commercial Fischer– Tropsch catalystСиневаЛ. В.SinevaL. V.

канд. хим наук, вед. науч. сотрудник Технологического института сверхтвердых и новых углеродных материалов (142190, Моск. обл., г. Троицк, ул. Центральная, 7а). Тел.: (499) 272-23-14 (доб. 372). Факс: (499) 400-62-60

sinevalv@tisnum.ruМордковичВ. З.MordkovichV. Z.

д-р хим. наук, зав. отделом того же института. Тел. тот же.

mordkovich@tisnum.ruЕрмолаевВ. С.ErmolaevV. S.

канд. физ.-мат. наук, вед. науч. сотрудник того же института. Тел. тот же

ermolaevvs@tisnum.ruЕрмолаевИ. С.ErmolaevI. S.

науч. сотрудник того же института. Тел. тот же

ermolaevvs@tisnum.ruМитбергЭ. Б.MitbergE. B.

канд. хим наук, вед. науч. сотрудник того же института. Тел. тот же.

solomonik@tisnum.ruСоломоникИ. Г.SolomonikI. G.

канд. хим наук, вед. науч. сотрудник того же института. Тел. тот же

solomonik@tisnum.ruТехнологический институт сверхтвердых и новых углеродных материалов, г. Троицк ООО «ИНФРА Технологии», г. МоскваRussian FederationТехнологический институт сверхтвердых и новых углеродных материалов, г. ТроицкRussian Federation201221112014061322Copyright © LLC "KALVIS", 20142014LLC "KALVIS"LLC "KALVIS"https://www.catalysis-kalvis.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.catalysis-kalvis.ru/jour/article/view/66

На основе комплексной математической модели процесса Фишера–Тропша разработан и испытан высокопроизводительный кобальтовый катализатор для получения синтетической нефти, Катализатор представляет собой композитный материал, в котором для обеспечения эффективного массо- и теплопереноса в каталитических гранулах создана связанная сеть из частиц теплопроводящих материалов, вокруг которой образуется хорошо развитая система транспортных пор. Показано влияние природы теплопроводящей алюминийсодержащей добавки на физические свойства носителя и характеристики приготовленного на его основе катализатора синтеза Фишера–Тропша. Установлено, что повышение теплопроводности гранул является одним из факторов, способствующих повышению производительности катализатора. В присутствии разработанного катализатора достигнута производительность по углеводородам С5+ 600 г/(кг·ч) или 480 г/(л·ч) при плотности загрузки 0,8 г/см3. Создана и введена в строй опытная установка по получению до 20 л синтетической нефти в сутки из природного газа. Испытания катализатора в этой установке подтвердили полученную в лабораторных условиях производительность гранулированного слоя.

Based on a complex mathematical model of the Fischer–Tropsch process the high-perfimance cobalt catalyst for synthetic oil production is developed and tested. The catalyst is granular thermally conductive composite material with a well-developed system of transport pores, which provides an effective mass and heat transfer in the granules. The influence of nature of the heat-conducting aluminum- containing additives on the physical properties of the support and catalytic properties of Fischer–Tropsch catalyst is shows. Found that increasing of catalysts granules thermal conductivity is one of the factors that increase the performance of the catalyst. In the presence of developed catalyst the performance for hydrocarbons С5+ achieved 600 g/(kg·h) or 480 g/(l·h) at 0,8 g/cm3 packing density. A pilot plant to obtain up to 20 liters of synthetic oil per day from natural gas using the catalyst is established and put into operation. Catalyst testing in this plant has confirmed receipt in the laboratory performance of granular bed.

синтез Фишера–Тропшакобальтовый катализаторсинтетическая нефтьтеплообменмассообменреактор с фиксированным слоемFischer–Tropsch synthesiscobalt catalystsynthetic oilheat transfermass transferfixed bed reactorReferencesАрутюнов В.С. // Катализ в промышленности. 2004. № 5. С. 54—59.Арутюнов В.С. // Катализ в промышленности. 2004. № 5. С. 54—59.Хасин А.А. // Газохимия. 2008. № 2. С. 28—36.Хасин А.А. // Газохимия. 2008. № 2. С. 28—36.Fischer—Tropsch Technology. Studies in Surface Science and Catalysis / Ed. By Dry M., Steynberg A. Amsterdam: Elsiver, 2004. 700 p.Fischer—Tropsch Technology. Studies in Surface Science and Catalysis / Ed. By Dry M., Steynberg A. Amsterdam: Elsiver, 2004. 700 p.Iglesia E. // Applied Catalysis A: General. 1997. Vol. 161. P. 59—78.Iglesia E. // Applied Catalysis A: General. 1997. Vol. 161. P. 59—78.Pat. 2864532 (FR). Fischer–Tropsch hydrocarbon synthesis comprises using a catalyst comprising a metal and a beta silicon carbide support / Huu Cuong Pham, Marc Jacques Ledoux, Poncet Sabine Savin. 2005.Pat. 2864532 (FR). Fischer–Tropsch hydrocarbon synthesis comprises using a catalyst comprising a metal and a beta silicon carbide support / Huu Cuong Pham, Marc Jacques Ledoux, Poncet Sabine Savin. 2005.Пат. 2325226 (РФ). Катализатор для синтеза Фишера—Тропша и способ его получения / Синева Л.В.,Пат. 2325226 (РФ). Катализатор для синтеза Фишера—Тропша и способ его получения / Синева Л.В.,Михайлова Я.В., Свидерский С.А., Соломоник И.Г., Мордкович В.З., Ермолаев В.C. 2006.Михайлова Я.В., Свидерский С.А., Соломоник И.Г., Мордкович В.З., Ермолаев В.C. 2006.Pat. 7008969 (US). Carbon nanotube-containing catalysts, methods of making, and reactions catalyzed over nanotube catalysts / Yong Wang, Ya-Huei Chin, Yufei Gao. 2006.Pat. 7008969 (US). Carbon nanotube-containing catalysts, methods of making, and reactions catalyzed over nanotube catalysts / Yong Wang, Ya-Huei Chin, Yufei Gao. 2006.Pat. Appl. 20030121826 (US). Activated carbon supported cobalt based catalyst for direct conversion of synthesis gas to diesel fuels / Yunjie Ding, Wenping Ma, Liwu Lin. 2003.Pat. Appl. 20030121826 (US). Activated carbon supported cobalt based catalyst for direct conversion of synthesis gas to diesel fuels / Yunjie Ding, Wenping Ma, Liwu Lin. 2003.Ya-huei Chin, Jianli Hu, Chunshe Cao, Yufei Gao, Yong Wang // Catalysis Today. 2005. Vol. 110. P. 47—52.Ya-huei Chin, Jianli Hu, Chunshe Cao, Yufei Gao, Yong Wang // Catalysis Today. 2005. Vol. 110. P. 47—52.Pat. Appl. 20030181327 (US). Microencapsulated magnetite support for cobalt fischer-tropsch catalyst / Joe D. Allison, Yaming Jin, Thomas D. Baugh. 2003.Pat. Appl. 20030181327 (US). Microencapsulated magnetite support for cobalt fischer-tropsch catalyst / Joe D. Allison, Yaming Jin, Thomas D. Baugh. 2003.Pat. Appl. 20060073967 (US). Catalyst structure and method of Fischer–Tropsch synthesis / Yong Wang, David P. Van-derwiel, Anna Lee Y. Tonkovich, Yufei Gao, Eddie G. Baker. 2006.Pat. Appl. 20060073967 (US). Catalyst structure and method of Fischer–Tropsch synthesis / Yong Wang, David P. Van-derwiel, Anna Lee Y. Tonkovich, Yufei Gao, Eddie G. Baker. 2006.Pat. Appl. 20090023582 (US). Catalyst and process for its manufacture / Bruce Macdonald Lacey, Steven Lynn Mcmahon, Ding Jun Wang. 2009Pat. Appl. 20090023582 (US). Catalyst and process for its manufacture / Bruce Macdonald Lacey, Steven Lynn Mcmahon, Ding Jun Wang. 2009Пат. 2256501 (РФ). Катализатор для синтеза углеводородов из СО и Н2 / Лапидус А.Л., Крылова А.Ю., Синева Л.В. 2005.Пат. 2256501 (РФ). Катализатор для синтеза углеводородов из СО и Н2 / Лапидус А.Л., Крылова А.Ю., Синева Л.В. 2005.Пат. 2326732 (РФ). Катализатор для синтеза Фишера—Тропша и способ его получения / Синева Л.В.,Пат. 2326732 (РФ). Катализатор для синтеза Фишера—Тропша и способ его получения / Синева Л.В.,Михайлова Я.В., Свидерский С.А., Соломоник И.Г., Мордкович В.З. 2006.Михайлова Я.В., Свидерский С.А., Соломоник И.Г., Мордкович В.З. 2006.Ермолаев В.С., Мордкович В.З., Соломоник И.Г. //Теоретические основы химической технологии. 2010. Т. 44. № 5. С. 516—520.Ермолаев В.С., Мордкович В.З., Соломоник И.Г. //Теоретические основы химической технологии. 2010. Т. 44. № 5. С. 516—520.Деревич И.В., Ермолаев В.С., Зольникова Н.В., Мордкович В.З. // Труды пятой рос. нац. конф. по теплообмену. М.: Издательский дом МЭИб, 2010. Т. 3. С. 187— 190.Деревич И.В., Ермолаев В.С., Зольникова Н.В., Мордкович В.З. // Труды пятой рос. нац. конф. по теплообмену. М.: Издательский дом МЭИб, 2010. Т. 3. С. 187— 190.Деревич И.В., Ермолаев В.С., Зольникова Н.В., Мордкович В.З. // Теоретические основы химической технологии. 2012. Т. 46. № 1. С. 1—14.Деревич И.В., Ермолаев В.С., Зольникова Н.В., Мордкович В.З. // Теоретические основы химической технологии. 2012. Т. 46. № 1. С. 1—14.Деревич И.В., Ермолаев В.С., Зольникова Н.В., Мордкович В.З. // Теоретические основы химической технологии. 2010. Т. 44. № 4. C. 448—453.Деревич И.В., Ермолаев В.С., Зольникова Н.В., Мордкович В.З. // Теоретические основы химической технологии. 2010. Т. 44. № 4. C. 448—453.Ермолаев В.С., Мордкович В.З. // Проблемы газодинамики и тепломассобмена в новых энергетических технологиях: Тез. докл. XVIII Школы-семинара молодых ученых и специалистов под рук. акад. РАН А.И. Леонтьева (23—27 мая 2011 г., Звенигород). М.: Издательский дом МЭИ. 2011. C. 267—268.Ермолаев В.С., Мордкович В.З. // Проблемы газодинамики и тепломассобмена в новых энергетических технологиях: Тез. докл. XVIII Школы-семинара молодых ученых и специалистов под рук. акад. РАН А.И. Леонтьева (23—27 мая 2011 г., Звенигород). М.: Издательский дом МЭИ. 2011. C. 267—268.Деревич И.В., Ермолаев В.С., Мордкович В.З. // Теоретические основы химической технологии. 2008. Т. 42. № 2. С. 227—230.Деревич И.В., Ермолаев В.С., Мордкович В.З. // Теоретические основы химической технологии. 2008. Т. 42. № 2. С. 227—230.Деревич И.В., Ермолаев В.С., Зольникова Н.В., Мордкович В.З. // Теоретические основы химической технологии. 2011. Т. 45. № 2. C. 236—241.Деревич И.В., Ермолаев В.С., Зольникова Н.В., Мордкович В.З. // Теоретические основы химической технологии. 2011. Т. 45. № 2. C. 236—241.Деревич И.В., Ермолаев В.С., Зольникова Н.В., Мордкович В.З. // Проблемы газодинамики и тепломассобмена в новых энергетических технологиях: Тез. докл. XVIII Школы-семинара молодых ученых и специалистов под рук. акад. РАН А.И. Леонтьева (23—27 мая 2011 г., Звенигород). — М.: Издательский дом МЭИ. 2011. C. 259—260.Деревич И.В., Ермолаев В.С., Зольникова Н.В., Мордкович В.З. // Проблемы газодинамики и тепломассобмена в новых энергетических технологиях: Тез. докл. XVIII Школы-семинара молодых ученых и специалистов под рук. акад. РАН А.И. Леонтьева (23—27 мая 2011 г., Звенигород). — М.: Издательский дом МЭИ. 2011. C. 259—260.Ермолаев В.С. // Труды пятой рос. нац. конф. по теплообмену. М.: Издательский дом МЭИб. 2010. T. 5. С. 49—51.Ермолаев В.С. // Труды пятой рос. нац. конф. по теплообмену. М.: Издательский дом МЭИб. 2010. T. 5. С. 49—51.Derevich I.V., Ermolaev V.S., Mordkovich V.Z. // Proceedings of the 14th International Heat Transfer Conference IHTC14. August 8—13, 2010. Washington, DC, USA. P. 1—10.Derevich I.V., Ermolaev V.S., Mordkovich V.Z. // Proceedings of the 14th International Heat Transfer Conference IHTC14. August 8—13, 2010. Washington, DC, USA. P. 1—10.Пат. 2405625 (РФ). Катализатор для синтеза углеводородов из СО и Н2 и способ его получения / Мордкович В.З., Синева Л.В., Соломоник И.Г., Ермолаев В.С., Митберг Э.Б. 2010.Пат. 2405625 (РФ). Катализатор для синтеза углеводородов из СО и Н2 и способ его получения / Мордкович В.З., Синева Л.В., Соломоник И.Г., Ермолаев В.С., Митберг Э.Б. 2010.Пат. 2414300 (РФ). Носитель для катализатора экзотермических процессов и катализатор на его основе /Мордкович В.З., Синева Л.В., Соломоник И.Г., Ермолаев В.С., Митберг Э.Б. 2011.Пат. 2414300 (РФ). Носитель для катализатора экзотермических процессов и катализатор на его основе /Мордкович В.З., Синева Л.В., Соломоник И.Г., Ермолаев В.С., Митберг Э.Б. 2011.Пат. 2414296 (РФ). Катализатор для синтеза углеводородов из СО и Н2 и способ его получения / Мордкович В.З., Караева А.Р., Синева Л.В., Митберг Э.Б., Соломоник И.Г., Ермолаев В.С. 2011.Пат. 2414296 (РФ). Катализатор для синтеза углеводородов из СО и Н2 и способ его получения / Мордкович В.З., Караева А.Р., Синева Л.В., Митберг Э.Б., Соломоник И.Г., Ермолаев В.С. 2011.Заявка 2009129646 (РФ). Катализатор синтеза ФишераТропша и способ получения углеводородов на этом катализаторе / Соломоник И.Г., Мордкович В.З., Ермолаев В.С., Синева Л.В., Митберг Э.Б. 2009.Заявка 2009129646 (РФ). Катализатор синтеза ФишераТропша и способ получения углеводородов на этом катализаторе / Соломоник И.Г., Мордкович В.З., Ермолаев В.С., Синева Л.В., Митберг Э.Б. 2009.Заявка 2010103081 (РФ). Способ получения синтетических жидких углеводородов и реактор для проведения синтеза Фишера–Тропша / Мордкович В.З., Ермолаев В.С., Соломоник И.Г., Деревич И.В., Синева Л.В., Митберг Э.Б. 2010.Заявка 2010103081 (РФ). Способ получения синтетических жидких углеводородов и реактор для проведения синтеза Фишера–Тропша / Мордкович В.З., Ермолаев В.С., Соломоник И.Г., Деревич И.В., Синева Л.В., Митберг Э.Б. 2010.Khodakov A.Y., Chu W., Fongarland P. // Chem. Rev. 2007. Vol. 107. P. 1692—1744.Khodakov A.Y., Chu W., Fongarland P. // Chem. Rev. 2007. Vol. 107. P. 1692—1744.Pat. 6531518 (US). Fischer—Tropsch Catalyst Enhancement / Lapidus A.L., Krylova A.Yu., Sineva L.V., Koveal R.J., Daage M.A. 2003.Pat. 6531518 (US). Fischer—Tropsch Catalyst Enhancement / Lapidus A.L., Krylova A.Yu., Sineva L.V., Koveal R.J., Daage M.A. 2003.Pat. 6706661 (US). Fischer—Tropsch Catalyst Enhancement / Lapidus A.L., Krylova A.Yu., Sineva L.V., Koveal R.J., Daage M.A. 2004.Pat. 6706661 (US). Fischer—Tropsch Catalyst Enhancement / Lapidus A.L., Krylova A.Yu., Sineva L.V., Koveal R.J., Daage M.A. 2004.

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