Влияние типа кобальтсодержащего компонента композитного катализатора на процесс одностадийного синтеза жидких углеводородов из СО и Н2

Исследовано влияние типа кобальтсодержащего компонента (Со-Al₂O₃/SiO₂, Co-Re/Al₂O₃ и Co-Re/TiO₂) композитного катализатора в совмещенном процессе синтеза и гидропреобразования углеводородов по методу Фишера – Тропша. Каталитические свойства образцов катализаторов изучены в проточном реакторе с неподвижным слоем катализатора при 2 МПа, ОСГ 1000 ч^–1 в диапазоне температур 240–280 °С в течение 40–90 ч непрерывной работы. Наибольшие значения производительности и селективности по углеводородам С₅₊ достигнуты для композитного катализатора Со-Al₂O₃/SiO₂(35%)/ZSM-5(30%)/Al₂O₃(30%) при температуре 240 °С и равны 106 кг/(м³ кат·ч) и 67,1 % соответственно. Показано, что применение Co-Re/Al₂O₃ взамен катализатора Со-Al₂O₃/SiO₂ позволяет получить сопоставимые значения каталитической активности, однако в продуктах синтеза обнаружено значительно меньше ненасыщенных углеводородов. Использование катализатора Co-Re/TiO₂ в сочетании с увеличением температуры (до 280 °С) позволяет смещать молекулярно-массовое распределение продуктов синтеза в сторону образования бензиновой фракции. Установлено, что скорость дезактивации катализаторов увеличивается в ряду: Со-Al₂O₃/SiO₂ > Co-Re/Al₂O₃ > Co-Re/TiO₂.

1. Ail S.S., Dasappa S. // Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2016. V. 58. P. 267-286.

2. Yakovenko R.E, Narochnyi G.B., Savost’yanov A.P., Kirsanov V.A. // Chemical and petroleum engineering. 2015. Vol. 3. P. 159-163.

3. Wood D.A., Chikezie N., Towler B.F. // Journal of Natural Gas Science and Engineering. 2012. V. 9. P. 196-208.

4. Wang Y., Zhao W., Li Z., Wang H., Wu J., Li M.. Hu Z., Wang Y., Huang J., Zhao Y. // Journal of Porous. 2015. V. 22. p. 339.

5. Савостьянов А.П., Яковенко Р.Е., Нарочный Г.Б., Лапидус А.Л. // Химия твердого топлива. 2015. № 6. С. 19—22.

6. Савостьянов А.П., Нарочный Г.Б., Яковенко Р.Е., Салиев А.Н., Сулима С.И., Зубков И.Н., Некроенко С.В., Митченко С.А. // Нефтехимия. 2018. Т. 57. С. 809—812.

7. Eggenhuisen T.M., Breejen J.P., Verdoes D., Jongh P.E., Jong K.P. // JACS. 2010. V. 132 (51). P. 18318-18325.

8. Eschemann T.O., Oenema J., Jong K.P. // Catalysis Today. 2016. V. 261. P. 60-66.

9. Лапидус А.Л., Павлова В.А., Чинь Н.К., Елисеев О.Л., Гу-щин В.В., Давыдов П.Е. // Нефтехимия. 2012. Т. 49. № 4. С. 319—323.

10. Todic B., Nowicki L., Nikacevic N., Bukur D.B. // Catalysis Today. 2015. V. 261. P. 28-39.

11. Zhang Q., Deng W., Wang Y. // Journal of Energy Chemistry. 2013. V. 22. P. 27-38.

12. European standard norme européenne europäische norm EN 228 — Automotive fuels — Unleaded petrol — Requirements and test methods.

13. ГОСТ 305—2013. Топливо дизельное. Технические условия [Текст]. — Введ. 2015.01.01. М.: СтандартИнформ: Изд-во стандартов, 2014. 12 с.

14. Kibby C., Jothimurugesan K., Das T., Lacheen H.S., Rea T., Saxton R.J. // Catalysis Today. 2013. V. 215. P. 131-141.

15. Wei L., Zhao Y., Zhang Y., Liu C., Hong J., Xiao Q., Xiong H., Li J. // ChemCatChem. 2017. V. 9. P. 3895-3903.

16. Deldari H. // Applied Catalysis A: General. 2005. V. 293. P. 1-10.

17. Yao M., Yao N., Liu B., LiS., Xu L. // Catalysis science & Technology. 2015. V. 5. P. 2821-2828.

18. Kang J., Wang X. // Industrial & Engineering Chemistry Research. 2016. V. 55. P. 13008-13019.

19. Wang Y., Jiang Y., Huang J., Wu J. // RSC Advances. 2016. V. 6. P. 107498-107506.

20. Sineva L.V., Asalieva E.Yu, Mordkovich V.Z. // Russian Chemical Reviews. 2015. No. 84. P. 1176-1189.

21. Kibby C., Jothimurugesan K., Das T., Lacheen H.S., Rea T., Saxton R.J. // Catalysis Today. 2013. V. 215. P. 131-141.

22. Kibby C. / C. Kibby, K. Jothimurugesan, T. Das, H.S. Lacheen, T. Rea, R.J. Saxton // Catalysis Today. 2013. Vol. 215. P. 131.

23. Sartipi S., Alberts M., Meijerink M. J., Keller T. C., Prez-Ramrez J., Gascon J., Kapteijn F. // ChemSusChem. 2013. V. 6. P. 1646-1650.

24. Pereira A., J.′lez-Carballo, Perez-Alonso F., Rojas S., Fierro J. // Topics in Catalysis. 2011. V. 54. P. 179-189.

25. Kang Suk-Hwan, Bae Jong Wook, Sai Prasad P. S., Jun Ki- Won // Catalysis Letters. 2008. V. 125. P. 246-270.

26. Freitez A., Pabst K., Kraushaar-Czarnetzki B., Schaub G. // Industrial & Engineering Chemistry Research. 2011. V. 50. P. 13732-13741.

27. Yanga G., Xinga C., Hirohama W., Jina Y., Zenga C., Suehiro Y., Wang T., Yoneyama Y., Tsubaki N. // Catalysis Today. 2013. V. 215. P. 29-35.

28. Yang, G. / G. Yang, C. Xing, W. Hirohama, Y. Jin, C. Zenga, Y. Suehiro, T. Wang, Y. Yoneyama, N. Tsubaki // Catalysis Today. 2013. V. 215. P. 29-35.

29. Алхимов С.А., Григорьев Д.А., Михайлов М.Н. // Известия Академии наук. Серия химическая. 2013. № 5. С. 1176—1182.

30. Алхимов С.А., Григорьев Д.А., Михайлов М.Н. // Катализ в промышленности. 2013. № 4. С. 31—41.

31. Sineva L.V., Mordkovich V.Z., Khatkova E.Yu. // Mendeleev Communications. V. 23. No. 1. 2013. P. 44-45.

32. Синева JI.В., Асалиева Е.Ю., Мордкович В.З. // Успехи химии. 2015. Т. 84. № 11. С. 1176—1189.

33. Нарочный Г.Б., Савостьянов А.П., Яковенко Р.Е., Бакун В.Г. // Катализ в промышленности. 2016. № 1. С. 37—42.

34. Savost’yanov A.P., Yakovenko R.E., Sulima S.I., V.G. Bakun, Narochnyi G.B., Chernyshev V.M., Mitchenko S.A. // Catalysis Today. 2017. V. 279. P. 107-114.

35. PDF-2. The powder diffraction file TM. International Center for Diffraction Data (ICDD). PDF-2 Release 2012. web site: www. icdd.com (2014).

36. Young R.A. The Rietveld Method. Oxford University Press. 1995. 298 p.

37. Schanke D., Vada S., Blekkan E.A., Hilmen A.M., Hoff A., Holmen A. // Journal of Catalysis. 1995. V. 156. P. 85-95.

38. Xu D., Li W., Duan H., Ge Q., Xu H. // Catalysis Letters. 2005. V. 102. P. 229-235.

39. Коттон Ф., Уилкинсон Дж. Основы неорганической химии. М.: Мир. 1979. 677 с.

40. Булавченко О.А., Черепанова С.В., Малахов В.В., Довлитова Л.C. // Кинетика и катализ. 2009. Т. 50. № 2. С. 205—211.

41. Conte M., Xu B., Davies T.E. // Microporous Mesoporous Materials. 2012. V. 164. P. 207-213.

42. Wilson S.J. // Journal of Solid State Chemistry. 1979. V. 30. P. 241-255.

43. Савостьянов А.П., Яковенко Р.Е., Нарочный Г.Б., Бакун В.Г., Сулима С.И., Якуба Э.С., Митченко С.А. // Кинетика и катализ. 2017. Т. 58. № 1. С. 86—97.

44. Pardo-Tarifa F., Cabrera S., Sanchez-Dominguez M., Boutonnet M. // International journal of hydrogen energy. 2017. P. 1-12.