Buy (625 RUB)
Generate QR code
Open Access
Subscription or Fee Access
Catalysts for Synthesis of Liquid Hydrocarbons from Methanol and Dimethyl Ether: Review
https://doi.org/10.18412/1816-0387-2018-6-20-32
Abstract
Various methods for improving the catalyst selectivity to conversion of oxygenates to liquid hydrocarbons are discussed. Literature analysis reveals that the key factors determining the selectivity of zeolite-containing catalysts are the structure type and acid properties of the zeolite. The strength and distribution of the acid sites are shown to depend on the structure type and chemical composition of the zeolite framework, as well as on the chemical nature of exchange cations. Methods for changing acid properties of zeolites are considered, among which are modifying with various cations, post-synthetic acid, alkali or steam treatment.
About the Authors
Z. M. Matieva
Topchiev Institute of Petrochemical Synthesis, Moscow
Russian Federation
Russian Federation
Yu. M. Snatenkova
Topchiev Institute of Petrochemical Synthesis, Moscow
Russian Federation
Russian Federation
N. V. Kolesnichenko
Topchiev Institute of Petrochemical Synthesis, Moscow
Russian Federation
Russian Federation
S. N. Khadzhiev
Topchiev Institute of Petrochemical Synthesis, Moscow
Russian Federation
Russian Federation
References
1. Haro P., Trippe F., Stahl R., Henrich E. // Appl. Energy. 2013. 108. Р. 54-65.
2. Khanshan F.S., West R.H. // Fuel. 2016. 163. Р. 25-33.
3. Phillips S.D., Tarud J.K., Biddy M.J., Dutta A. // Ind. Eng.Chem. Res. 2011. 50. Р. 11734-11745
4. Wang Z., He T., Qin J. // Fuel. 2015. 150. Р. 386-93.
5. Yang F.K., Wang S.-M., Xia Y.-M. // Pet. Sci. Technol. 2011. 29. Р. 1675.
6. Mokrani T., Scurrell M. // Catalysis Reviews. 2009. 51. Р. 1-145.
7. Chang C.D., Silvestri A.J. // J. Catal. 1977. V. 47. P. 249.
8. Meisel S.L., Mccullough J.P., Lechthaler C.H., Weisz P.B. // Chem. Tech. 1976. 6. Р. 86-89.
9. Chang C.D. // Cat. Rev. Sci. Eng. 1983. 25. Р. 1-85.
10. Ерофеев В.И. // Теоретические основы химической технологии. 2014. 48. № 1. С. 77—82.
11. Galadima A. // Journal of Natural Gas Science and Engineering. 2015. 25. Р. 303-316.
12. Luo G., McDonald A.G. // Energy Fuels. 2014. 28. Р. 600.
13. Pat. US3911041. 1975.
14. Pat. US3894107. 1975.
15. Pat. US3928483. 1975.
16. Martinez-Espin J.S., Mortén M., Janssens T.V.W. // Catal. Sci. Technol. 2017. 7. Р. 2700.
17. Колесниченко Н.В., Китаев Л.Е., Букина З.М. // Кинетика и катализ. 2007. 48. № 6. С. 846.
18. Pat. US5459166. 1995.
19. Haldor Topsøe. A/S, Selective Hydrocarbon Synthesis: Demonstration Project (EUR 11808) (Office for Official Publications of the European Communities, Luxembourg, 1988).
20. Hansen J.B., Voss B., Joensen F., Sigurdardottir I.D. Large scale manufacture of dimethyl ether — a new alternative diesel fuel from natural gas. // SAE Paper 950063. 1995.
21. Пат. РФ 2322294. 2008.
22. Pat. US8450545. 2013.
23. Olah G.A., Goeppert A., Prakash G.K.S. // Beyond Oil and Gas: The Methanol Economy. Wiley VCH. Weinheim. 2006. Р. 27.
24. Wang Z. // Fuel. 2016. V. 186. P. 587.
25. Розовский А.Я., Лин. Г.И. // Изв. РАН. 2004. 1. С. 2352.
26. Rozovskii A.Ya., Slivinskii E.V., Lin G.I. // Pure&Appl. Chem. 2004. 76. С. 1735.
27. Qin Z., Su T., Ji H. // American Institute of Chem. Eng. 2015. 61. 5. Р. 1613-1627.
28. Pat. US0041932 A1. 2010.
29. Zhang Q. // Journal of Industrial and Engineering Chemistry. 2013. 19. Р. 975-980.
30. Hajjar Z., Khodadadi A., Mortazavi Y. // Fuel. 2016. 179. Р. 79-86.
31. Lee S, Gogate M.R., Kulik C.J. // Fuel Sci Technol Int. 1995. 13. 8. Р. 1039-1057.
32. Chang C.D. // Catal. Today. 1992. 13. Р. 103.
33. Cobb J. New Zealand Synfuel: The Story of the World’s First Natural Gas to Gasoline Plant // Horwood Publications, Auckland, New Zealand. 1995.
34. Haw J.F., Song W.G., Marcus D.M., Nicholas J.B. // Acc. Chem. Res. 2003. V. 36. P. 317-326.
35. Ma T., Imai H., Yamawaki M., Terasaka K., Li X. // Catalysts. 2014. 4. Р. 116-128.
36. McCusker L.B., Olson D.H. Preface atlas of zeolite framework types. 6th Ed. Amsterdam: Elsevier Science B.V. 2007.
37. Ione K.G. // J. Catal. 1984. V. 85. № 1. P. 287-294.
38. Левинбук М.И., Хаджиев С.Н., Топчиева К.В. // Вестник МГУ. Сер. 2. Химия. 1981. Т. 22. № 5. С. 505—507.
39. Derouane E.G., Gabelica Z. // J. Catal. 1981. V. 70. № 1. P. 238-239.
40. Haw J.F., Song W., Marcus D.M. // Acc. Chem. Res. 2003. 36. Р. 317-326.
41. Auerbaсн S.М. // Hand Book of Zeolites Science and Technology. New York. 2003.
42. Hou Y., Wang N., Zhang J. // RSC Adv. 2017. 7. Р. 14309-14313.
43. Derouane E. G., Dejaifve P., Gabelica Z. // Faraday Disc. Chem. Soc. 1981. V. 82. P. 331.
44. Foger K., Sanders J. V., Seddon D. // Zeolite. 1984. V. 4. P. 337.
45. Nishi K., Shimizu T., Satsuma A., Hattori, T. // Appl. Catal. A: General. 1998. 166. Р. 335.
46. Pat. US4052472. 1977.
47. Dejaifve P., Auroux A., Gravelle P.C., Vedrine J.C. // J. Catal. 1981. 70. Р. 123-136.
48. Sawa M., Niva M., Muracami Y. // Chem. Lett. 1987. V. 8. P. 1637.
49. Aramendia M.A., Borau V., Jimenez C. // Chem. Lett. 2002. Р. 672.
50. Treacy M.M., Newsam J.M. // Proc. R. Soc. London A. 1988. 420. Р. 375.
51. Hutchings G.J., Johnston P., Lee D.F. // J. Catal. 1994. 147. Р. 17784.
52. Bjørgen M., Kolboe S. // Appl. Catal.A: General. 2002. 225. Р. 285-290.
53. Bjørgen M., Olsbye U., Svelle S., Kolboe S. // Catal. Lett. 2004. Р. 93.
54. Bjørgen M., Olsbye U., Kolboe S. // J. Catal. 2003. 215. Р. 30-44.
55. Bjørgen M., Akyalcin S., Olsbye U. // J. Catal. 2010. 275. Р. 170-180.
56. Teketel S. // J. Catal. 2015. 327. Р. 22-32.
57. Olsbye U., Svelle S., Bjørgen M. // Angew. Chem. Int. Ed. 2012. 51. Р. 5810-5831.
58. Teketel S., Skistad W., Benard S., Olsbye U. // ACS Catal. 2011. 2. Р. 26-37.
59. Lacarriere A. // Appl. Catal. A: General. 2011. 402. Р. 208-217.
60. Pat. US4062905. 1977.
61. Топчиева К.В., Кубасов А.А., Дао Т.В. // Химия. 1972. Т. 27. С. 628.
62. Cormerais F.X., Chen Y.-S., Kern M., Gnep N.S. // J. Chem. Res. S. 1981. P. 290.
63. Kikhtyanin O.V., Mastikhin V.M., Ione K.G. // Appl. Catal. 1988. V. 42. P. 1.
64. Mort M., Mentel Ł., Lazzarini A. // Chem. Phys. Chem. 2018. 19. Р. 484-495.
65. EP 249915. 1987.
66. Yang S.M., Wang S.I., Huang C.S. in: A. Holmen, K. J. Jens, S. Kolboe (Eds.). Stud. Surf. Sci. Catal. Elsevier, Amsterdam. 1991. V. 61. P. 429.
67. Лукьянов Б. // Кинетика и катализ. 1989. Т. 30. № 1. С.216.
68. Romannikov V.N., Ione K.G. // J. Molec. Catalysis. 1985. V. 31. N 2. P. 251.
69. Tconcheva T. // Appl. Catal. A: General. 2002. 225. Р. 101-107.
70. Asaftei I., Bilba N., Birsa L.M. // Acta Chemica IASI. 2009. 17. Р. 5-34.
71. Ni Y., Sun A., Wu X. // Chin. J. Chem. Eng. 2011. Vol. 19. №. 3. Р. 439-445.
72. Pat. US3894103. 1975.
73. Пат. РФ 1153501. 1996.
74. Fang Y., Tang Ji, Huang X. // Сhin. J. оf Сatalysis. 2010. V. 31. № 3. Р. 264-266.
75. Wen Z., Wang C., Wei J. // Catal. Sci. Technol. 2016. 6. Р. 8089-8097.
76. Пат. РФ 1452070. 1996.
77. Wan Z., Wu W., Li G. // Appl. Catal. A: General. 2016. 523. Р. 312-320.
78. Gayubo A., Benito P. // J. Chem. Tech. Biotechnol. 1996. 65. Р. 186-192.
79. Wu L., Magusin P.C.M.M., Degirmenci V. // Microporous and Mesoporous Mater. 2014. 189. Р. 144-157.
80. Chang C.D., Chu S.T., Soca R.F. // J. Catal. 1984. V. 86. № 2. Р. 289.
81. Sardesai A., Lee S. // ACS Div. Fuel Chem. 1998. V. 43. Р.722.
82. Wu G., Wu W., Wang X. // Microporous and Mesoporous Mater. 2013. 180. Р. 187-195
83. Pat. US3899544. 1975.
84. Hajimirzaee S., Mehr A.S., Ghavipour M. // Petroleum Science and Technology. 2017. 35. 3. 279-286
85. Amin N.A.S., Anggoro D.D. // Journal of Natural Gas Chemistry. 2003. 12. Р. 123-134.
86. Soltanali S., Halladj R., Rashidi A. // Energy Sources, Part A: Recovery, Utilization, and Environmental Effects. 22 February 2017, http://dx.doi.org/10.1080/15567036.2016.1236301
87. Pat. US3894104. 1975.
88. Conte M. // Catal. Sci. Technol. 2012. 2. Р. 105-112.
89. Zaidi H.A., Pant K.K. // Korean J. Chem. Eng. 2005. 22(3). Р. 353-357.
90. Liu B., France L., Wu C. // Chem. Sci. 2015. 6. Р. 5152-5163.
91. Niu X., Gao J., Miao Q., Dong M. // Microporous and Mesoporous Mater. 2014. 197. Р. 252-261.
92. Lubango L.M., Scurrell M.S. // Appl. Catal. A: General. 2002. 235. Р. 265-272.
93. Asaftei I., Lungu N. // Rev. Chim. 2016. Vol. 8. P. 1523-1528.
94. Mole T., Anderson J.R., Creer G. // Appl. Catal. 1985. 17. Р. 141-154.
95. Freeman D., Wells R.P. K., Hutchings G.J. // Chem. Commun. 2001. Р. 1754-1755.
96. Zaidi H.A., Pant K.K. // Catal. Today. 2004. V. 96. P.155-160.
97. Inoue Y., Nakashiro K., Ono Y. // Microporous and Mesoporous Mater. 1995. 4. Р. 379.
98. Пат. РФ 2478007. 2013.
99. Пат. РФ 2189858. 2002.
100. Пат. РФ 2160160. 1999.
101. Пат. РФ 2160161. 1999.
102. Ono Y., Adachi H., Senoda Y. // J. Chem. Soc., Faraday Trans. 1988. 1. 84. Р. 1091-1099.
103. Китаев Л.Е., Букина З.М., Колесниченко Н.В., Хаджиев С.Н. // Журнал физической химии. 2014. Т. 88. № 3. С. 396—400.
104. Пат. РФ 2442650. 2010.
105. Mentzel U.V. // Applied Catalysis A: General. 2012. 417— 418. Р. 290- 297
106. Pat. US4582949. 1986.
107. Choudhary V.R., Kinage A.K. // Zeolites. 1995. Р. 15732-738.
108. Miyamoto T., Katada N., Kim J.H., Niwa M. // J. Phys. Chem. B. 1998.102 (35). Р. 6738.
109. Lalik E., Liu X., Klinowski J. // J. Phys. Chem. 1992. 96. Р. 805-809.
110. Lee K.Y., Lee S.W., Ihm S.K. // Indust. Eng. Chem. Res. 2014. V. 53. P. 10072-10079.
111. Величкина Л.М., Пестряков А.Н., Восмериков А.В. // Нефтехимия. 2008. Т. 48. № 5. C. 353—357.
112. Ione K.G., Vostrikova L.A., Petrova A.V. in «Structure and Reactivity of Modified Zeolites» (P.A. Jacobs, et al. Eds.). Р. 151. Elsevier, Amsterdam, 1984.
113. Pat. US4268420. 1981.
114. Meng X., Chen C., Liu J. // Appl Petrochem Res. 2016. 6. Р. 41-47.
115. Ni Y, Sun A, Wu X, Hai G. // Microporous and Mesoporous Mater. 2011. 143. Р. 435-442.
116. Centi G., Perathoner S., Arrigo R., Giordano G. // Appl. Catal. A: General. 2006. 307. Р. 30-41.
117. Palin L., Lamberti C., Kvick A., Testa F. // J. Phys. Chem. B. 2003. 107. Р. 4034-4042.
118. Chu C.T.W., Kuehl G.H., Lago R.M., Chang C.D. // J. Catal. 1985. 93. Р. 451.
119. Coudurier G., Vedrine J.C. // Stud. Surf. Sci. Catal. 1986. 28. Р. 643.
120. Coudurier G., Auroux А., Vedrine J.C. // J. Catal. 1987. 108. Р. 1.
121. Sayed M.B., J.C. Vedrine // J. Catal. 1986. 101. Р. 43.
122. Khanmohammadi M., Amani Sh., Garmarudi A.B. // Chin. Journal of Catalysis. 2016. 37. Р. 325-339.
123. S. van Donk, A.H. Janssen, J.H. Bitter // Catal. Rev. Sci. Eng. 2003. 45. Р. 297-319.
124. Zaidi H.A., Pant K.K. // Ind. Eng. Chem. Res. 2008. 47. Р. 2970-2975.
125. Спиридонов С.Э., Хаджиев С.Н., Яралов Н.Г. // Кинетика и катализ. 1986. Т. 27. Вып. 1. С. 201—204.
126. Kooyman P.J., Waal van der P., Bekkum van H. // Zeolites. 1997. 18. С. 50-53.
127. Meng F., Wang Y., Wang S. // RSC Adv. 2016. 6. Р. 58586-58593.
128. Meng F., Wang X., Wang S., Wang Y. // Catalysis Today. 2017. 298. P. 226-233.
129. Bjørgen M., Joensen F., Holm M.S., Olsbye U. // Appl. Catal. A: General. 2008. 345 (1). Р. 43-50.
130. Fathi S., Sohrabi M., Falamaki C. // Fuel. 2014. 116. P. 529-537.
131. Rac V., Rakic V., Miladinovic Z. // Thermochimica Acta. 2013. 567. Р. 73-78.
132. H.E. van der Bij, Aramburo L.R., Arstad B. // ChemPhysChem. 2014. 15. Р. 283-292.
133. Rahmani F., Haghighi M., Estifaee P. // Microporous and Mesoporous Mater. 2014. 185. Р. 213-223.
134. Sadeghi S., Haghighi M., Estifaee P. // Journal of Natural Gas Science and Engineering. 2015. 24. Р. 302-310.
Review
For citations:
Matieva Z.M., Snatenkova Yu.M., Kolesnichenko N.V., Khadzhiev S.N. Catalysts for Synthesis of Liquid Hydrocarbons from Methanol and Dimethyl Ether: Review. Kataliz v promyshlennosti. 2018;18(6):20-32. (In Russ.) https://doi.org/10.18412/1816-0387-2018-6-20-32
Views:
913
Email this article 