

Experimental Study of the Fischer–Tropsch Synthesis Using Nitrogen-Containing Syngas and Variable Pressure
https://doi.org/10.18412/1816-0387-2020-5-381-390
Abstract
The effect of syngas dilution with nitrogen on the activity, selectivity and capacity of the Fischer–Tropsch reactor with a fixed granulated catalyst bed was studied during the synthesis at the integrated pilot plant for conversion of natural gas to syncrude. Experimental data were obtained at different nitrogen content in syngas: up to 2, 50 and 70 %. The analysis of experimental data shows that the dilution of syngas increases the selectivity to C5+ and decreases the selectivity to methane. The decrease in the reactor capacity observed upon dilution of syngas can be compensated by increasing the syngas flow rate. A decrease in the pressure of the Fischer–Tropsch synthesis from 2 to 1.5 and 1.0 MPa was shown to exert a detrimental effect on the catalytic performance of the process carried out with a twofold dilution of syngas at its hourly space velocity of 4000 h–1.
About the Authors
A. S. GorshkovRussian Federation
I. S. Ermolaev
Russian Federation
K. O. Gryaznov
Russian Federation
E. B. Mitberg
Russian Federation
L. V. Sineva
Russian Federation
I. G. Solomonik
Russian Federation
V. Z. Mordkovich
Russian Federation
References
1. Dry M., Steynberg A. Fischer — Tropsch technology (Studies in surface science and catalysis) // Amsterdam: Elsevier. 2004.
2. Мордкович В.З., Синева Л.В., Кульчаковская Е.В., Асалиева Е.Ю. // Катализ в промышленности. 2015. № 5. С. 23—45.
3. Савостьянов А.П., Яковенко Р.Е., Нарочный Г.Б., Лапидуc А.Л. Влияние разбавления синтез-газа азотом на процесс получения высших углеводородов по методу Фишера — Тропша // Химия твердого топлива. 2015. № 6. DOI: 10.3103/S0361521915060099.
4. De Smet C R.H., de Croon M.H.J.M., Berger R.J., Marin G.B., Schouten J.C. // Chem. Eng. Sci. 2001. Vol. 56. P. 4849—4861.
5. Wan Caixia, Yu Fei, Zhang Yongcheng, Li Qi. Wooten, James. Material balance and energy balance analysis for syngas generation by a pilot-plant scale downdraft gasifier // Journal of biobased materials and bioenergy. 12/2013. DOI: 10.1166/jbmb.2013.1374.
6. Pandey A., Larroche C., Gnansounou E., Kumar S., Khanal, Dussap C., Ricke S. Biofuels: alternative feedstocks and conversion processes for the production of liquid and gaseous biofuels // Academic press, 2019.
7. Савостьянов А.П., Нарочный Г.Б., Земляков Н.Д., Яковенко Р.Е. Обоснование использования циркуляционных схем в синтезе углеводородов из СО и Н2 // Известия Самарского науч. центра РАН. 2010. № 4 (3). Т. 12
8. Савостьянов А.П., Нарочный Г.Б., Яковенко Р.Е. и др. Разработка основных технологических решений для опытно-промышленной установки получения синтетических углеводородов из природного газа // Катализ в промышленности. 2014. № 6.
9. Лапидуc А.Л., Елисеев О.Л., Крючков М.В. // Технология нефти и газа. 2011. № 5. С. 9.
10. Лапидус А.Л., Каторгин Б.И., Елисеев О.Л., Крючков М.В., Крейнин Е.В., Волков А.С. // Химия твердого топлива. 2011. № 3. С. 26—29.
11. Лапидус А.Л., Латыпова Д.Ж., Елисеев О.Л., Мовсумзаде Э.М., Волков А.С. // Химия твердого топлива. 2013. № 5. С. 3—5. DOI: 10.7868/S0023117713050071.
12. Jess A., Popp R., Hedden K. //Applied Catalysis A: General. 1999. Vol. 186. P. 321—342.
13. Арутюнов В.С., Стрекова Л.Н., Савченко В.И., Седов И.В., Никитин А.В., Елисеев О.Л., Крючков М.В., Лапидус А.Л. // Нефтехимия. 2019. Т. 59. № 3. С. 246—255. DOI: 10.1134/S002824211903002X.
14. https://www.sasol.com/innovation/gas-liquids/technology
15. https://www.shell.com/energy-and-innovation/natural-gas/gas-to-liquids.html
16. Schubert P.F., Bayens, Ch.A. Weick L., Haid M.O. Expanding markets for GTL fuels and specialty products. Studies in Surface Science and Catalysis. 2001. Р. 459—463.
17. Aasberg-Petersen K., Bak Hansen J.H., Christensen T.S., Dybkjaer I., Seier Christensen P., Stub Nielsen C., Winter Madsen S.E.L., Rostrup-Nielsen J.R. // Applied Catalysis A: General. 2001. Vol. 221. P. 379—387.
18. Крылова А.Ю., Давлятов Ф.Т., Варивончик Н.Э. Влияние газовых добавок на протекание синтеза углеводородов из СО и Н2, содержащих высококремнеземные цеолиты // ХТТ. 1989. № 1.
19. Сторч Г., Голамбик Н., Андерсон Р. Синтез углеводородов из окиси углерода и водорода. М.: Издательство иностранной литературы.1954. С. 269—276.
20. Лапидус А.Л., Будцов В.С., Елисеев О.Л., Волков А.С. // Химия твердого топлива. 2008. № 6. С. 35—38.
21. http://www.infratechnology.ru
22. Соломоник И.Г., Мордкович В.З., Ермолаев В.С., Синева Л.В., Митберг Э.Б. Катализатор синтеза Фишера — Тропша и способ получения углеводородов на этом катализаторе: пат. 2422202 РФ № 2009129646/04; заявл. 04.08.2009; опубл. 10.02.2011.
23. Синева Л.В., Мордкович В.З., Ермолаев В.С., Ермолаев И.С., Митберг Э.Б., Соломоник И.Г. // Катализ в промышленности. 2012. № 6. C. 13—22.
Review
For citations:
Gorshkov A.S., Ermolaev I.S., Gryaznov K.O., Mitberg E.B., Sineva L.V., Solomonik I.G., Mordkovich V.Z. Experimental Study of the Fischer–Tropsch Synthesis Using Nitrogen-Containing Syngas and Variable Pressure. Kataliz v promyshlennosti. 2020;20(5):381-390. (In Russ.) https://doi.org/10.18412/1816-0387-2020-5-381-390