

Co-содержащие катализаторы синтеза Фишера–Тропша на основе гранулированных без связующего цеолитов с микро-, мезо- и макропористой структурой
https://doi.org/10.18412/1816-0387-2025-4-19-30
Аннотация
Представлены результаты исследований синтеза Фишера–Тропша на кобальтовых катализаторах, приготовленных на основе гранулированных цеолитов HZSM-5, HMOR, HY с микро-, мезо-, макропористой структурой. Физико-химические и каталитические свойства изучались для образцов с содержанием кобальта 6 и 12 мас.%. Определены показатели фазового состава катализаторов и структурные характеристики активного компонента, а также характер восстановления кобальта. Параметры активности и селективности катализаторов исследованы в реакторе с неподвижным слоем в непрерывном режиме при давлении 2,0 МПа, объемной скорости газа 1000 ч–1, температуре 240–250 °С. Установлено, что в зависимости от типа используемого цеолита и содержания кобальта, активная фаза катализатора представляет собой кристаллы разного размера, что, в свою очередь, влияет на температуру восстановления, показатели активности и селективности в отношении топливных фракций получаемых продуктов синтеза. Максимальной активностью и производительностью характеризуются образцы на основе гранулированного цеолита HMORh, наибольшую стабильность демонстрируют катализаторы на основе гранулированного цеолита HYh. Лучшими низкотемпературными характеристиками обладает дизельная фракция продуктов, полученных на образцах 6Со/HZSM-5h и 12Со/HМОRh.
Об авторах
С. И. СулимаРоссия
И. Н. Зубков
Россия
О. С. Травкина
Россия
А. Х. Ишкильдина
Россия
Р. З. Куватова
Россия
О. П. Папета
Россия
Р. Е. Яковенко
Россия
Список литературы
1. Marion, M.-C., Hugues, F. // Stud Surf Sci Catal. Vol. 167, 2007, P. 91-96. http://dx.doi.org/10.1016/S0167-2991(07)80114-5.
2. Iglesias Gonzalez, M., Kraushaar-Czarnetzki, B., Schaub, G. // Biomass Convers. Biorefin. Vol. 1, 4, 2011, P. 229-243. https://doi.org/10.1007/s13399-011-0022-2.
3. Kang, S.H., Ryu, J.H., Kin, J.H., Sai Prasad, P.S., Bea, J.W., Cheon, J.Y., Jun, K.W. // Catal. Let. 2011. V.141. P. 1464-1471. http://dx.doi.org/10.1007/ s10562-011-0626-y.
4. Liu, Z.W., Li, X., Asami, K. and Fujimoto, K. // Fuel Process. Technol 2007. V.88. P. 165-170. http://dx.doi.org/10.1016/j.fuproc. 2006.02.009.
5. Сулима С.И., Бакун В.Г., Чистякова Н.С., Ларина М.В., Яковенко Р.Е., Савостьянов А.П. // Нефтехимия. 2021. Т. 61. № 6. С. 760-775. DOI: 10.31857/S0028242121060022.
6. Dong Z, Zhang H, Whidden T, Zheng Y, Zhao J. // Can. J. Chem. Eng. 2017. V. 95, P. 1537-1543. https://doi.org/10.1002/cjce.22812.
7. Сулима С.И., Бакун В.Г., Яковенко Р.Е., Шабельская Н.П., Салиев А.Н., Нарочный Г.Б., Савостьянов А.П. // Кинетика и катализ. 2018. Т. 59. № 2. С. 240-250. DOI: 10.7868/S0453881118020132.
8. Dry, M.E. // Catal. Today. 2002. V.71. P. 227-241. http://dx.doi.org/10.1016/S0920-5861(01)00453-9.
9. De Klerk A. // Energy Fuels. 2007. Vol. 21. No. 6. pp. 3084-3089. http://dx.doi.org/10.1021/ef700246k.
10. Halmenschlager C. M., Brar M., Apan I. T., De Klerk A. // Ind. Eng. Chem. Res. 2016. Vol. 55. No. 51. pp. 13020-13031. http://dx.doi.org/10.1021/ acs.iecr.6b03861.
11. Adeleke A.A., Liu X., Lu X., Moyo M. Hildebrandt D. // Rev. Chem. Eng. Vol. 36, no. 4, 2020, pp. 437-457. https://doi.org/10.1515/revce-2018-0012.
12. Kibby C., Jothimurugesan K., Das T., Lacheen H.S., Rea T., Saxton R.J. // Catal Today. 2103; 215: 131–141.10.1016/j.cattod.2013.03.009.
13. Astruc D., Lu F., Aranzaes J.R. // Angew. Chemie Int. Ed. 44 (2005) 7852–7872, https://doi.org/10.1002/anie.200500766.
14. Flores С., Batalha N., Ordomsky V.V., Zholobenko V.L., Baazizd W., Marcilio N.R., Khodakov A.Y. // ChemCatChem, 2017. Vol. 10. No. 10. pp. 2291-2299. http://dx.doi.org/10.1002/cctc.201701848.
15. Asalieva E.Y., Kul’chakovskaya E.V., Sineva L.V., Mordkovich V.Z. // Pet. Chem. 2020. V. 60. № 1. P. 69-74. DOI: 10.1134/S0965544120010028.
16. Yakovenko R.E., Zubkov I.N., Bakun V.G. Agliullin M. R., Saliev A. N., Savost’yanov A. P. // Catal. Ind. 2021. V. 13, 230–238. https://doi.org/10.1134/S2070050421030120.
17. Savost’yanov, A.P., Yakovenko, R.E., Narochnyi, G.B., Zubkov I. N., Nepomnyashchikh E.V. // Pet. Chem. 2020. V. 60. P. 577–584. https://doi.org/10.1134/S0965544120050102.
18. Savost'yanov A.P., Yakovenko R.E., Saliev A.N., Narochnyi G.B., Mitchenko S.A., Zubkov I.N., Soromotin V.N., Kirsanov V.A. // Pet. Chem. 2018. Т. 58. № 5. С. 434-443. https://doi.org/10.1134/S0965544118030143.
19. Травкина О.С., Куватова Р.З., Павлова И.Н., Канаан А.Р., Ахметов А.Ф., Кутепов Б.И. //Нефтехимия. 2016. Т. 56. № 1. С. 41-45. DOI: 10.7868/S0028242115060180.
20. Шавалеев Д.А., Павлов М.Л., Басимова Р.А., Травкина О.С., Павлова И.Н., Габдураманова Л.Ф., Алехина И.Е. // Вестник Башкирского университета. 2020. Т. 25. № 1. С. 93-98. DOI: 10.33184/bulletin-bsu-2020.1.15.
21. Пятницкий И.В. Аналитическая химия кобальта. М.: Наука, 1965 г.
22. PDF-2. The powder diffraction file TM. International Center for Diffraction Data (ICDD). PDF-2 Release 2012. https://www.icdd.com/pdf-2.
23. Young R.A. The Rietveld Method. Oxford University Press, 1995. 298 р.
24. Xu D., Li W., Duan H., Ge Q., Xu H. // Catal. Lett. 2005. V. 102.№ 3-4. P. 229-235. DOI: 10.1007/s10562-005-5861-7.
25. Schanke D., Vada S., Blekkan E.A., Hilmen A.M., Hoff A., Holmen A. // J. Catal. 1995. V. 156. Р. 85–95. https://doi.org/10.1006/jcat.1995.1234.
26. Pardo-Tarifa F., Cabrera S., Sanchez-Dominguez M.,Boutonnet M. // Int. J. Hydrogen Energy. 2017. V. 42. P. 9754–9765. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2017.01.056.
27. Jermwongratanachai T., Jacobs G., Shafer W.D., Ma W., Pendyala V. R. R., Davis B. H., Kitiyanan B., Khalid S., Cronauer D. C., Kropf A. J., Marshall C. L. // Top. Catal. 57, 479–490 (2014). https://doi.org/10.1007/s11244-013-0204-1.
28. Ahmad N., Hussain S.T., Muhammad B., Ali N., Abbas S.M., Ali Z. // Progress in Natural Science: Materials International. V. 23, Is. 4, 2013, P. 374-381.
29. Синева Л.В., Асалиева Е.Ю., Мордкович В.З. Роль цеолита в синтезе Фишера-Тропша на кобальт-цеолитных катализаторах. // Успехи химии. 2015. Т. 84. № 11. С. 1176-1189.
30. Yakovenko R. E., Bakun V. G., Agliullin M. R., Sulima S. I., Zubkov I. N., Pyatikonova V. V., Bozhenko E. A., Savost’yanov A. P. // Pet. Chem. 2022.V. 62. P. 950–961. https://doi.org/10.1134/S0965544122070209.
31. Yakovenko R.E., Saliev A.N., Zubkov I.N., Soromotin V.N., Narochnyi G.B., Savost'yanov A.P. // Izvestiya vuzov. Severo-Kavkazskiy region. Technical science. 2018. No. 1. P. 96-104. DOI: 10.17213/0321-2653-2018-1-96-104.
32. Akhmedov V.M., Al-Khowaiter S.H. // Catalysis Reviews, 2007. 49:33–139, DOI: 10.1080/01614940601128427.
33. Соромотин В.Н., Яковенко Р.Е., Медведев А.В., Митченко С.А. // Кинетика и катализ. 2021. Т. 62. № 6. С. 811-820. DOI: 10.31857/S0453881121060174.
34. Martínez A., Rollán J., Arribas M.A., Cerqueira H.S., Costa A.F., S.-Aguiar E.F. // Journal of Catalysis, 249. 2007. 162–173. https://doi.org/10.1016/j.jcat.2007.04.012.
35. Хайруллина З.Р., Аглиуллин М.Р., Алехина И.Е., Кутепов Б.И. // Вестник Башкирского университета. 2020. Т. 25. С. 495-505. DOI: 10.33184/bulletin-bsu-2020.3.6
Рецензия
Для цитирования:
Сулима С.И., Зубков И.Н., Травкина О.С., Ишкильдина А.Х., Куватова Р.З., Папета О.П., Яковенко Р.Е. Co-содержащие катализаторы синтеза Фишера–Тропша на основе гранулированных без связующего цеолитов с микро-, мезо- и макропористой структурой. Катализ в промышленности. 2025;25(4):19-30. https://doi.org/10.18412/1816-0387-2025-4-19-30
For citation:
Sulima S.I., Zubkov I.N., Travkina O.S., Ishkildina A.Kh., Kuvatova R.Z., Papeta O.P., Yakovenko R.E. Fischer-Tropsch synthesis catalysts based on granular, binder-free zeolites with a hierarchical porous structure. Kataliz v promyshlennosti. 2025;25(4):19-30. (In Russ.) https://doi.org/10.18412/1816-0387-2025-4-19-30