Comprehensive comparison of high productivity cobalt catalysts for Fischer – Tropsch synthesis with different types of heat-conductive frames

The results of physicochemical comparative study of Fischer – Tropsch industrial cobalt zeolite-containing catalysts are presented. The catalysts are based on heat-conductive additive (aluminum flakes or exfoliated graphite) and were tested in one tube industrial scale reactor (length – 6000 mm, inner diameter – 12 mm). For comparison purposes, the testing results of catalyst without heat-conductive additive are presented. It’s shown that exfoliated graphite-based catalyst is more suitable for industrial scale application in high syngas gas hour space velocities due to higher thermal stability and higher hydrocarbon productivity.

1. Fischer–Tropsch Technology / Ed. by A.P. Steynberg, M.E. Dry. Elsevier Science & Technology, 2004. 722 p.

2. Greener Fisсher–Tropsсh Processes / Ed. by P.M. Maitlis, A. Klerk. Weinheim : Wiley–VCH. 2013. 372 p.

3. Мордкович В.З., Синева Л.В., Кульчаковская Е.В., Асалиева Е.Ю. // Катализ в промышленности. 2015. № 15 (5). С. 23−45.

4. Химические вещества из угля / [Ф. Шнур, Г. Коллинг, Е. Аланд и др.] ; Под общ. ред. Ю.М. Фальбе ; Пер. с нем. под ред. И.В. Калечица. М. : Химия, 1980. — 616 с.

5. Ermolaev V.S., Gryaznov K.O., Mitberg E.B., Mordkovich V.Z., Tretyakov V.F. // Chem. Eng. Sci. 2015. Vol. 138. P. 1–8.

6. Derevich I.V., Ermolaev V.S., Mordkovich V.Z. // Proc. 14th International Heat Transfer Conference (IHTC14). Washington, DC, USA, 2010. P. 1−10. DOI:10.1115/IHTC14-22469.

7. Merino D., Sanz O., Montes M. // Fuel. 2017. Vol. 210. P. 49–57.

8. Visconti C.G., Tronconi E., Groppi G., Lietti L., Iovane M., Rossini S., Zennaro R. // Chem. Eng. J. 2011. Vol. 171. No. 3. P. 1294−1307.

9. Khassin A.A., Sipatrov A.G., Yurieva T.M.,. Chermashentseva G.K, Rudina N.A., Parmon V.N. // Catal. Today. 2005. Vol. 105, No. 3/4. P. 362–366.

10. Fratalocchi L., Visconti C.G., Groppi G., Lietti L., Tronconi E. // Chem. Eng. J. 2018. Vol. 349. P. 829–837.

11. Park J.C., Roh N.S., Chun D.H, Jung H., Yang J. // Fuel Process. Technol. 2014. Vol. 119. P. 60−66.

12. Fu T., Li Z. // Chem. Eng. Sci. 2015. Vol. 135. P. 3−20.

13. Asalieva E., Gryaznov K., Kulchakovskaya E., Ermolaev I., Sineva L., Mordkovich V. // Appl. Catal. A: Gen. 2015. Vol. 505. P. 260−266.

14. Синева Л.В., Мордкович В.З. // Научный журнал российского газового общества. 2019. № 1 (20). C. 42−57.

15. Asalieva E., Sineva L., Sinichkina S., Solomonik I., Gryaznov K., Pushina E., Kulchakovskaya E., Gorshkov A., Kulnitskiy B., Ovsyannikov D., Zholudev S., Mordkovich V. // Appl. Cat. A: Gen. 2020. Vol. 601. Article 117639.

16. Lapidus A.L., Krylova A.Yu. // Russ. Chem. Rev. 1998. Vol. 67. No. 11. P. 941–950.

17. Li Y., Wang T., Wu C., Li H., Qin X., Tsubaki N. // Fuel Process. Technol. 2010. Vol. 91. No. 4. P. 388–393.

18. Синева Л.В., Мордкович В.З. // Научный журнал российского газового общества. 2019. № 2 (21). C. 56–68.

19. Пат. RU № 2405625 C1. Катализатор для синтеза углеводородов из CO и H2 и способ его получения / Мордкович В.З., Синева Л.В., Соломоник И.Г., Ермолаев В.С., Митберг Э.Б. Дата публикации: 10.12.2010.10.12.10.

20. Пат. № RU 2685437 С2. Катализатор для синтеза Фишера–Тропша и способ получения этого катализатора / Мордкович В.З., Синева Л.В., Кульчаковская Е.В., Асалиева Е.Ю., Грязнов К.О., Синичкина С.Г. Дата публикации: 18.04.2019.

21. ГОСТ 17219-71. Угли активные. Метод определения суммарного объема пор по воде. Введ. 1973−01−01 ; статус − действующий. М. : Изд-во стандартов, 1988.

22. Синева Л.В. Катализаторы синтеза Фишера – Тропша, содержащие кобальт, цеолит и теплопроводящую добавку / Дис. ... д-ра. хим. наук : 02.00.13. М., 2021. 366 с.

23. Синева Л.В., Мордкович В.З., Ермолаев В.С., Ермолаев И.С., Митберг Э.Б., Соломоник И.Г. // Катализ в промышленности. 2012. № 6. С. 13−22.

24. Карнаухов А.П. Адсорбция. Текстура дисперсных и пористых материалов. Новосибирск : Наука, 1999. 470 с.

25. Хасин А.А. Катализаторы на основе слоистых структур для процессов превращения природного газа в синтетические жидкие топлива / Дис. … д-ра хим. наук : 02.00.15. Новосибирск, 2005. 330 c.