Низкотемпературная активация промышленных кобальт-цеолитных катализаторов синтеза Фишера–Тропша

Исследовано влияние температуры (325, 350, 380, 400, 410, 425, 450, 475 °С) и времени активации (восстановления) (1, 2, 4, 6 ч) промышленного гранулированного кобальтового катализатора синтеза Фишера–Тропша на содержание и степень восстановления металлического кобальта в катализаторе. Показано, что снижение температуры восстановления возможно компенсировать увеличением времени термообработки в токе водорода, при этом будут достигнуты близкие значения содержания металлического кобальта в катализаторе. Так, для катализаторов, восстановленных при 325 °С, 6 ч и 400 °С, 1 ч степень восстановления кобальта составила 14 и 21 % соответственно. Представлены основные каталитические показатели (конверсия CO, производительность по углеводородам C5+, селективность образования CH4 и углеводородов C5+) испытаний этих катализаторов в условиях стационарного слоя. Длительные испытания (до 650 ч) показали, что более низкая температура восстановления катализатора приводит к более стабильной работе катализаторного слоя.

1. Amin M., Usman M., Kella T., Khan W.U., Khan I.A., Lee K.H. // Frontiers in Chemistry. 2024. V. 12. Article 1462503. https://doi.org/10.3389/fchem.2024.1462503

2. Maitlis P.M., de Klerk A. Greener Fischer‐Tropsch processes for fuels and feedstocks. Wiley‐VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, 2013. 372 p. https://doi.org/10.1002/9783527656837

3. Rebmann E., Fongarland P., Lecocq V., Diehl F., Schuurman Y. // ChemCatChem. 2017. V. 9. P. 2344–2351. https://doi.org/10.1002/cctc.201700078

4. Bartholomew C.H., Rahmati M, Reynolds M.A. // Applied Catalysis A: General. 2020. V. 602. Article 117609. https://doi.org/10.1016/j.apcata.2020.117609

5. Ducreux O., Rebours B., Lynch J., Roy-Auberger M., Bazin D. // Oil & Gas Science and Technology – Revue d'IFPEN. 2009. V. 64. P. 49–62. https://doi.org/10.2516/ogst:2008039

6. ten Have I.C., Weckhuysen B.M. // Chem Catalysis. 2021. V. 1. P. 339–363. https://doi.org/10.1016/j.checat.2021.05.011

7. Патент EP 4201521 A1, опубл. 28.06.2023

8. Dai X., Yu C. // Journal of Natural Gas Chemistry. 2008. V. 17. P. 288–292. https://doi.org/10.1016/S1003-9953(08)60066-3

9. Крылова А.Ю., Свидерский С.А., Куликова М.В., Лапидус А.Л. // Химия твердого топлива. 2023. Т.98. C. 19–31. https://doi.org/10.31857/S0023117723060038;

10. Braconnier L., Landrivo E., Clémencon I., Legens C., Diehl F., Schuurman Y. // Catalysis Today. 2013. V. 215. P. 18–23. https://doi.org/10.1016/j.cattod.2013.02.021

11. Jalama K., Ma W., Jacobs G., Sparks D., Qian D., Davis B.H. // Applied Catalysis A: General. 2020. V. 602. Article 117645. https://doi.org/10.1016/j.apcata.2020.117645

12. Mordkovich V., Gryaznov K., Sineva L., Asalieva E., Gorshkov A., Mitberg E. // Catalysts. 2023. V. 13. Article 1188. https://doi.org/10.3390/catal13081188

13. Tomi´c-Tucakovi´c B., Majstorovi´c D., Jeli´c D., Mentus S. // Thermochimica Acta. 2012. V. 541. P. 15–24. https://doi.org/10.1016/j.tca.2012.04.018

14. Jongsomjit B., Panpranot J., Goodwin J.G. Jr. // Journal of Catalysis. 2001. V. 204. P. 98–109. https://doi.org/10.1006/jcat.2001.3387

15. Shiba N.C., Liu X., Yao Y. // Reactions. 2023. V. 4. P. 420–431. https://doi.org/10.1016/j.tca.2012.04.01810.3390/reactions4030025

16. Лапидус А.Л., Крылова А.Ю. // Российский химический журнал. 2000. Т. XLIV. С. 43–56

17. Jacobs G., Das T.K., Zhang Y., Li J., Racoillet G., Davis B.H. // Applied Catalysis A: General. 2002. V. 233. P. 263–281. https://doi.org/10.1016/S0926-860X(02)00195-3

18. Rytter E., Borg Ø., Tsakoumis N.E., Holmen A. // Journal of Catalysis. 2018. V. 365. P. 334–343. https://doi.org/10.1016/j.jcat.2018.07.003

19. Bartholomew C.H., Rahmati M, Reynolds M.A. // Applied Catalysis A: General. 2020. V.602. Article 117609. https://doi.org/10.1016/j.apcata.2020.117609

20. Guo Sh., Niu C., Ma Zh., Wang J., Hou B., Jia L., Li D. // Fuel. 2021. V. 289. P. 119780. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2020.119780

21. Asalieva E., Sineva L., Sinichkina S., Solomonik I., Gryaznov K.,Pushina E., Kulchakovskaya E., Gorshkov A., Kulnitskiy B.,Ovsyannikov D., Zholudev S., Mordkovich V. // Applied Catalysis A: General. 2020. V. 601. Article 117639. https://doi.org/10.1016/j.apcata.2020.117639

22. Патент RU 2685437, опубл. 18.04.2019

23. Грязнов К.О., Синева Л.В., Асалиева Е.Ю., Мордкович В.З. // Катализ в промышленности. 2022. Т. 22. С. 6–21. https://doi.org/10.18412/1816-0387-2022-4-6-21

24. Ehrhardt C., Gjikaj M., Brockner W. // Thermochimica Acta. 2005. V. 432. P. 36-40. https://doi.org/10.1016/j.tca.2005.04.010

25. Ramdohr P. The ore minerals and their integrowths. English translation of the 3rd ed. by prof. Dr. Chr. Amstutz. London: Pergamon, 1969. – 1178 p.

26. Wang W.-J., Chen Y.-W. // Applied Catalysis. 1991. V. 77. P. 223-233. https://doi.org/10.1016/0166-9834(91)80067-7

27. Liu Y., Jia L., Hou B., Sun D., Li D. // Applied Catalysis A: General. 2017. V. 530. P. 30–36. https://doi.org/10.1016/j.apcata.2016.11.014

28. Jacobs G., Ji Y., Davis B.H., Cronauer D., Kropf A.J., Marshall L. Chr. // Applied Catalysis A: General. 2007. V. 333. P. 177–191. https://doi.org/10.1016/j.apcata.2007.07.027