Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ СИНТЕЗА УГЛЕВОДОРОДОВ ИЗ CO И H2
КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ СИНТЕЗА УГЛЕВОДОРОДОВ ИЗ CO И H2

КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ СИНТЕЗА УГЛЕВОДОРОДОВ ИЗ CO И H2

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Изобретение относится к области синтеза углеводородов из СО и Н2, в частности катализаторам для синтеза углеводородов С5 и выше по реакции Фишера-Тропша. Описывается новый катализатор для синтеза углеводородов из СО и Н2, содержащий кобальт, оксиды магния и циркония на носителе, включающем алюмосиликат с цеолитовым наполнителем, отличающийся тем, что он содержит носитель в виде смеси диатомита и алюмосиликата с цеолитовым наполнителем в соотношении 1:1 при следующем содержании компонентов, мас.%: кобальт 21,4-22,5, оксид магния 1,1-1,3, оксид циркония 1,9-2,3, носитель остальное. Катализатор позволяет осуществлять синтез из СО и Н2 с высоким выходом углеводородов С5 и выше, который достигает 156-175 г/нм3. Выход фракции с температурой кипения в интервале 225-335°С - 33-37%. 1 табл.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2139758
Класс(ы) патента: B01J23/78, C07C1/04, B01J23/78, B01J101:50, B01J101:62, B01J101:90, B01J101:64
Номер заявки: 97120983/04
Дата подачи заявки: 16.12.1997
Дата публикации: 20.10.1999
Заявитель(и): Новочеркасский государственный технический университет
Автор(ы): Савостьянов А.П.; Бакун В.Г.; Таранушич В.А.; Собчинский А.И.; Овчинников В.А.
Патентообладатель(и): Новочеркасский государственный технический университет
Описание изобретения: Изобретение относится к области получения углеводородов из CO и H2, точнее к производству катализаторов для синтеза - углеводородов по методу Фишера-Тропша. Применение катализаторов целесообразно и при переработке CO - содержащих газов путем гидрирования в углеводороды.
Изобретение может быть использовано для получения жидких и твердых углеводородов различной молекулярной массы.
При организации синтеза в промышленной практике, для процессов со стационарным слоем катализатора применяют осажденные контактные массы на основе кобальта. Известен катализатор синтеза углеводородов, включающий кобальт, оксиды магния и циркония и носитель кизельгур при следующем соотношении компонентов: 100Co - 6ZrO2 - 10 MgO носитель - кизельгур. В синтезе под атмосферным давлением при температуре 190-200oC выход жидких углеводородов тяжелой широкой фракции - 130-190 г/нм3 содержание твердого парафина - 10%. В синтезе под давлением 1,0 МПа на катализаторах 100Co - 6ZrO2 или TiO2 - 10 MgO - 200 кизельгур, аналогично как и синтезе при атмосферном давлении, основным продуктом является твердый парафин с температурой плавления 70-98oC, при его выходе 92-116 г/нм3 (см. Нефедов Б.К. Синтезы органических соединений на основе окиси углерода. М.."Наука", 1978, с. 8-10).
За прототип предлагаемого изобретения взят катализатор, известный по (А. С. СССР N 599832), содержащий, мас.%: Co-28,0-31,4; MgO-1,1-3,0; ZrO2-3,1-4,1; носитель - синтетический аморфный алюмосиликат или смесь алюмосиликата с добавлением 7-20% цеолита - остальное. Использование различных марок синтетических, аморфных и кристаллических алюмосиликатов позволяет получать в составе продуктов реакции 27,6-46,0% церезина.
При всех своих положительных качествах, катализатор не позволяет получать значительных количеств углеводородов с температурами кипения в интервале 225-335oC.
Задачей настоящего изобретения является разработка катализатора для селективного получения из CO и H2 углеводородов, имеющих температуру кипения в интервале 225-335oC.
Решение поставленной задачи достигается тем, что катализатор, включающий кобальт, оксиды магния и циркония, в качестве носителя содержит смесь диатомита и алюмосиликата с цеолитовым наполнителем марки цеокар-ЗМ при следующем содержании компонентов, мас. %: Со- 21,4-22,5, MgO-1,1-1,3, ZrO2-1,9-2,3, носитель - диатомит и алюмосиликат с цеолитовым наполнителем марки цеокар-ЗМ в соотношении 1:1 - остальное.
Кроме того, использование в качестве компонента носителя катализатора природного материала - диатомита обеспечивает высокую механическую прочность.
Использование указанной композиции для получения из CO и H2 углеводородов с температурами кипения в интервале 225-335oC среди многочисленных литературных данных о кобальтовых катализаторах осажденного типа неизвестно (см. Например: Сторч Г., Голамбик Н.; Андерсон Р. Синтез углеводородов из окиси углерода и водорода,- М.: ИЛ, 1954; Хенрици-Оливе Г., Оливе С. Химия каталитического гидрирования CO.- М.: Мир, 1987; Химические вещества из угля/ Под ред. Фальбе Ю.- М.: Химия, 1980; Нефедов В.К. Синтезы органических соединений на основе окиси углерода.- М.: Наука, 1978).
Катализаторы готовили путем осаждения соединений кобальта, магния и циркония на носитель с последующими термообработкой и восстановлением водородом.
Для приготовления катализаторов использовали водные растворы нитратов кобальта, магния и циркония, а также карбоната натрия концентрацией, г/л: Co-38,0; MgO-135,2; ZrO2-164,8; Na2CO3-100,5. Носители катализатора предварительно измельчали до частиц размером менее 0,2 мм и термообрабатывали в течение 4 ч на воздухе.
Термообработку катализаторов осуществляли по режиму: 100-120oC - 4 ч; 150oC, - 1 ч; 250oC - 4 ч. Восстановление катализаторов проводили водородом. Объемная скорость подачи водорода 3000 ч-1, температура восстановления катализаторов 380-420oC.
Пример 1. В нагретый до 95oC раствор соды, содержащий 41,8 г карбоната натрия, вводят последовательно при интенсивном перемешивании растворы: содержащий 2,8 г ZrO2; затем в течении 2 мин, содержание 26,2 г Co и 1,6 г MgO. Смесь интенсивно перемешивают в течении 1 мин и добавляют 34,7 г и 34,7 г измельченных диатомита и цеокара-ЗМ. Полученную суспензию перемешивают 3 мин. Фильтруют и промывают водой до отрицательной реакции на ион NO3-. Затем катализатор формуют, термообрабатывают и восстанавливают водородом.
Полученный катализатор отвечает составу, мас. %: Co-26,2; MgO-1.6; ZrO2-2,8; носитель - диатомит и цеокар-ЗМ в соотношении 1:1 - остальное. Степень восстановления кобальта в катализаторе 56 мас.%.
Пример 2. Аналогично примеру 1. Для осаждения используют раствор, содержащий 35,3 г Na2CO3. Растворы компонентов катализатора содержат, г: Co-22,5; MgO-1,2; ZrO2-2,1. В смесь добавляют 37,1 г диатомита и 37,1 г цеокара-ЗМ.
Полученный катализатор отвечает составу, мас. %: Co-22,5; MgO-1,2; ZrO2-2,1 носитель - диатомит и цеокар-ЗМ в соотношении 1:1 - остальное. Степень восстановления кобальта в катализаторе 60 мас.%.
Пример 3. Аналогично примеру 1. Для осаждения используют раствор, содержащий 35,1 г Na2CO3. Растворы компонентов катализатора содержат, г: Co-22,1; MgO-1,3; ZrO2-2,3. В смесь добавляют 37,15 г диатомита и 37,15 г цеокара-ЗМ.
Полученный катализатор отвечает составу, мас. %: Co-22,1; MgO-1,3; ZrO2-2,3; носитель - диатомит и цеокар-ЗМ в соотношении 1:1 - остальное. Степень восстановления кобальта в катализаторе 58 мас.%.
Пример 4. Аналогично примеру 1. Для осаждения используют раствор, содержащий 35,2 г Na2CO3. Растворы компонентов катализатора содержат, г: Co-22,3; MgO-1,3; ZrO2-2,1. В смесь добавляют 37,15 г диатомита и 37,15 г цеокара-ЗМ.
Полученный катализатор отвечает составу, мас. %: Co-22,3; MgO-1,3; ZrO2-2,1; носитель - диатомит и цеокар-ЗМ в соотношении 1:1 - остальное. Степень восстановления кобальта в катализаторе 52 мас.%.
Пример 5. Аналогично примеру 1. Для осаждения используют раствор, содержащий 33,4 г Na2CO3. Растворы компонентов катализатора содержат, г Co-21,4; MgO-1,1; ZrO2-1,9. В смесь добавляют 37,8 г диатомита и 37,8 г цеокара-ЗМ.
Полученный катализатор отвечает составу, мас. %: Co-21,4; MgO-1,1; ZrO2-1,9; носитель - диатомит и цеокар-ЗМ в соотношении 1:1 - остальное. Степень восстановления кобальта в катализаторе 60 мас.%.
Пример 6. Аналогично примеру 1. Для осаждения используют раствор, содержащий 32,8 г Na2CO3. Растворы компонентов катализатора содержат, г: Co-21,2; MgO-1,0; ZrO2-1,8. В смесь добавляют 38,0 г диатомита и 38,0 г цеокара-ЗМ.
Полученный катализатор отвечает составу, мас. %: Co-21,2; MgO-1,0; ZrO2-1,8; носитель - диатомит и цеокар-ЗМ в соотношении 1:1 - остальное. Степень восстановления кобальта в катализаторе 62 мас.%.
Испытания катализаторов в синтезе углеводородов проводили в интегральном реакторе проточной установки на реальном промышленном синтез-газе при следующих условиях: давление-0,8-0,9 МПа; объемная скорость газа-91-103 ч-1; соотношение H2: CO=2; объем катализатора - 150 см3. Полученные углеводороды фракционировали в вакууме.
Данные по активности и составу полученных жидких углеводородов представлены в табл. 1.
Формула изобретения: Катализатор для синтеза углеводородов из CO и H2, содержащий кобальт, оксиды магния и циркония на носителе, включающем алюмосиликат с цеолитовым наполнителем, отличающийся тем, что он содержит носитель в виде смеси диатомита и алюмосиликата с цеолитовым наполнителем в соотношении 1 : 1 при следующем содержании компонентов, мас.%:
Кобальт - 21,4 - 22,5
Оксид магния - 1,1 - 1,3
Оксид циркония - 1,9 - 2,3
Носитель - Остальное