[go: up one dir, main page]

RU2204546C1 - Process of production of hydrocarbons from carbon oxides and hydrogen - Google Patents

Process of production of hydrocarbons from carbon oxides and hydrogen Download PDF

Info

Publication number
RU2204546C1
RU2204546C1 RU2002100790/04A RU2002100790A RU2204546C1 RU 2204546 C1 RU2204546 C1 RU 2204546C1 RU 2002100790/04 A RU2002100790/04 A RU 2002100790/04A RU 2002100790 A RU2002100790 A RU 2002100790A RU 2204546 C1 RU2204546 C1 RU 2204546C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
gas
catalyst
acid component
iron
synthesis gas
Prior art date
Application number
RU2002100790/04A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
В.М. Мысов
К.Г. Ионе
Original Assignee
Научно-инженерный центр "Цеосит" Объединенного института катализа СО РАН
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Научно-инженерный центр "Цеосит" Объединенного института катализа СО РАН filed Critical Научно-инженерный центр "Цеосит" Объединенного института катализа СО РАН
Priority to RU2002100790/04A priority Critical patent/RU2204546C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2204546C1 publication Critical patent/RU2204546C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Abstract

FIELD: petrochemical processes. SUBSTANCE: synthesis gas is brought into contact with catalytic composition consisting of mixture composed of (i) iron-containing Fischer-Tropsch synthesis catalyst in oxidized or reduced form promoted by aluminum, silicon, magnesium, potassium, and calcium oxides, and (ii) acid component: crystalline aluminosilicate or silicoaluminophosphate. Process employs circulation of gas flow after reaction with volume ratio of amount of circulating gas to amount of initial synthesis gas is equal to 1-1000. Process is carried out at 220-400 C, pressure 10-100 atm, synthesis gas volume flow rate 100-5000 h-1, molar ratio H2/CO in initial synthesis gas 1-3, and volume content of CO2 in gas flow at the inlet of reactor between 0.01 and 40%. EFFECT: increased selectivity and productivity of catalyst regarding liquid hydrocarbons. 7 cl, 1 tbl, 16 ex

Description

Изобретение относится к органической химии, а именно к нефтехимии и, в частности, к способу получения углеводородов из смеси СО, Н2 и СО2 (далее именуемой синтез-газом). В качестве катализатора используются композиции железосодержащих катализаторов синтеза Фишера-Тропша с кислотными компонентами - кристаллическими алюмосиликатами (цеолитами) или силикоалюмофосфатами различной структуры. Получаемые при этом углеводородные фракции могут быть применены в практических целях в качестве автобензина и дизельного топлива с низким содержанием бензола и ароматических углеводородов и, соответственно, повышенного содержания алифатических углеводородов изо-строения, а также как сырье для получения базовых компонентов моторных масел.The invention relates to organic chemistry, namely to petrochemistry and, in particular, to a method for producing hydrocarbons from a mixture of CO, H 2 and CO 2 (hereinafter referred to as synthesis gas). As a catalyst, compositions of iron-containing Fischer-Tropsch synthesis catalysts with acidic components — crystalline aluminosilicates (zeolites) or silicoaluminophosphates of various structures — are used. The resulting hydrocarbon fractions can be used for practical purposes as gasoline and diesel fuel with a low content of benzene and aromatic hydrocarbons and, accordingly, a high content of aliphatic hydrocarbons from the structure, as well as raw materials for the production of basic components of motor oils.

Известен способ получения C5+ углеводородов из газа, содержащего Н2 и СО, путем контактирования газа при температуре 180-250oС, давлении 15-50 атм и объемном отношении Н2/СО, равном 1,1-1,8, с катализатором, содержащим кобальт и цирконий на носителе, выбранном из алюмосиликата или оксидов кремния, алюминия, титана (патент 1833355 РФ, кл. С 07 С 1/04, 1993, [1]).A known method of producing C 5+ hydrocarbons from a gas containing H 2 and CO by contacting the gas at a temperature of 180-250 o C, a pressure of 15-50 atmospheres and a volumetric ratio of H 2 / CO equal to 1.1-1.8, s a catalyst containing cobalt and zirconium on a support selected from aluminosilicate or oxides of silicon, aluminum, titanium (RF patent 1833355, CL 07 07/104, 1993, [1]).

Известен также способ получения кобальт-циркониевого катализатора на Аl2Оз для синтеза С5+ углеводородов из газа, содержащего Н2 и СО, применяемого при температуре 150-350oС, давлении 10-70 атм и объемном отношении Н2/СО, равном 1,0-2,3 (патент 1836146 РФ, кл. В 01 J 37/04, 21/04, 23/74, 1993, [2]).Another known method for producing a cobalt-zirconia catalyst on Al 2 O for the synthesis of C 5 + hydrocarbons from a gas containing H 2 and CO, applied at a temperature of 150-350 o C and a pressure of 10-70 atmospheres and a volume ratio H 2 / CO equal to 1.0-2.3 (RF patent 1836146, class B 01 J 37/04, 21/04, 23/74, 1993, [2]).

Согласно данным способам в результате превращения смеси Н2 и СО на кобальт-циркониевых катализаторах получаются С5+ углеводороды с высокой селективностью от 68-85 мас.% [1] до 87-91 мас.% [2] и производительностью 100-108 г/л кат/ч. Основными недостатками способов являются высокая стоимость катализатора и низкое содержание изо-парафинов в продуктах реакции.According to these methods, as a result of the conversion of a mixture of H 2 and CO on cobalt-zirconium catalysts, C 5+ hydrocarbons are obtained with high selectivity from 68-85 wt.% [1] to 87-91 wt.% [2] and a productivity of 100-108 g / l cat / h The main disadvantages of the methods are the high cost of the catalyst and the low content of iso-paraffins in the reaction products.

Наиболее близким к изобретению по своей технической сущности является способ получения углеводородов из синтез-газа с мольным отношением Н2/СО= 1,6, разбавленного азотом до 50 об.%, при его контактировании при давлении 30 атм и температурах 230-320oС с бинарными каталитическими системами на основе катализаторов синтеза Фишера-Тропша (СФТ) и цеолита типа ZSM-5 (Вытнова Л.А., Клигер Г.А., Боголепова Е.И. и др., Нефтехимия, 2001, т. 41, 3, с.201-208, [3]).Closest to the invention in its technical essence is a method of producing hydrocarbons from synthesis gas with a molar ratio of H 2 / CO = 1.6, diluted with nitrogen to 50 vol.%, When it is contacted at a pressure of 30 atm and temperatures of 230-320 o C with binary catalytic systems based on Fischer-Tropsch synthesis catalysts (SFT) and ZSM-5 type zeolite (L. Vytnova, G. A. Kliger, E.I. Bogolepova et al., Neftekhimiya, 2001, v. 41, 3, pp. 201-208, [3]).

Согласно прототипу жидкими продуктами превращения синтез-газа являются бензиновая фракция (С510 углеводороды), дизельная фракция (С1020 углеводороды), твердые парафины С21+ и реакционная вода, содержащая кислородсодержащие соединения. В данной работе (прототипе) имеются ряд существенных недостатков:
1) высокое метанообразование от 17 до 40 мас.% от суммы углеводородов;
2) низкая селективность и производительность катализатора по жидким (С5+) углеводородам 37-50 мас.% и 34-98 г/л кат./ч соответственно;
3) низкий выход жидких углеводородов на поданный синтез-газ, не превышающий 70 г/нм3 СО+Н2;
4) малая степень полезного использования "углерода" исходного синтез-газа, т. е. количество перешедшего "углерода" СО в "углерод" жидких углеводородов, составляет не более 30 мас.% (остальные 70 мас.% "углерода" остаются в непревращенном СО, образующихся побочно в газообразных углеводородах и спиртах, а также переходят в СO2, являющимся вредным для атмосферы продуктом):
5) низкое содержание ароматических углеводородов в С5+ углеводородах, не превышающее 5 мас%;
6) высокое остаточное содержание кислородсодержащих соединений в реакционной воде до 7 мас.%.
According to the prototype, the liquid products of the synthesis gas conversion are the gasoline fraction (C 5 -C 10 hydrocarbons), the diesel fraction (C 10 -C 20 hydrocarbons), C 21+ solid paraffins and reaction water containing oxygen-containing compounds. In this work (prototype) there are a number of significant drawbacks:
1) high methane formation from 17 to 40 wt.% Of the amount of hydrocarbons;
2) low selectivity and productivity of the catalyst for liquid (C 5+ ) hydrocarbons 37-50 wt.% And 34-98 g / l cat. / H, respectively;
3) low yield of liquid hydrocarbons to the supplied synthesis gas not exceeding 70 g / nm 3 CO + H 2 ;
4) a small degree of useful use of the "carbon" of the initial synthesis gas, i.e., the amount of the transferred "carbon" CO to the "carbon" of liquid hydrocarbons is not more than 30 wt.% (The remaining 70 wt.% Of the "carbon" remain in unconverted СО, formed by-products in gaseous hydrocarbons and alcohols, and also pass into СО 2 , which is a product harmful to the atmosphere):
5) low content of aromatic hydrocarbons in C 5+ hydrocarbons, not exceeding 5 wt%;
6) a high residual content of oxygen-containing compounds in the reaction water up to 7 wt.%.

Задачей настоящего изобретения является повышение селективности и производительности катализатора по жидким углеводородам. The present invention is to increase the selectivity and productivity of the catalyst for liquid hydrocarbons.

Поставленная задача решается тем, что для каталитической конверсии синтез-газа в углеводородные продукты в качестве катализатора используют смесь железосодержащего катализатора синтеза Фишера-Тропша в окисленной или восстановленной форме, промотированного оксидами алюминия, кремния, щелочных или щелочноземельных металлов, и кислотного компонента - кристаллического алюмосиликата типа ZSM-5, β или силикоалюмофосфата типа SAPO-5, применяют циркуляцию газового потока после реактора с объемным отношением количества циркулирующего газа к исходному синтез-газу, равному 1-1000, а процесс проводят при давлении 10-100 атм, температуре 220-400oС, объемной скорости подачи исходного синтез-газа 100-5000 ч-1, мольном отношении Н2/СО в исходном синтез-газе, равном 1-3, и объемное содержание СО2 в газовом потоке на входе в реактор составляет 0,01-40%.The problem is solved in that for the catalytic conversion of synthesis gas to hydrocarbon products, a mixture of an iron-containing Fischer-Tropsch synthesis catalyst in an oxidized or reduced form, promoted by oxides of aluminum, silicon, alkaline or alkaline earth metals, and an acid component of the type crystalline aluminosilicate ZSM-5, β or silicoaluminophosphate type SAPO-5, apply the circulation of the gas stream after the reactor with a volume ratio of the amount of circulating gas to is one synthesis gas equal to 1-1000, and the process is carried out at a pressure of 10-100 atm and a temperature of 220-400 o C, the volumetric feed rate of raw syngas 100-5000 h -1, molar ratio H 2 / CO in the initial synthesis -gas equal to 1-3, and the volumetric content of CO 2 in the gas stream at the inlet of the reactor is 0.01-40%.

Отличительными признаками изобретения являются:
а) для каталитической конверсии синтез-газа в углеводородные продукты в качестве катализаторов используют смеси железосодержащих катализаторов синтеза Фишера-Тропша в окисленной или восстановленной форме, промотированные оксидами алюминия, кремния, щелочных или щелочноземельных металлов, с кислотными компонентами - кристаллическими алюмосиликатами типа ZSM-5, β или силикоалюмофосфатами типа SAPO-5 в массовом соотношении железосодержащий катализатор/кислотный компонент, равном 10-90/90-10;
б) в процессе применяют циркуляцию газового потока после реактора с объемным отношением количества циркулирующего газа к исходному синтез-газу, равному 1-1000;
в) процесс проводят при давлении 10-100 атм, температуре 220-400oС, объемной скорости подачи исходного синтез-газа 100-5000 ч-1, мольном отношении Н2/СО в исходном синтез-газе, равном 1-3, и объемное содержание СО2 в газовом потоке на входе в реактор составляет 0,01-40%;
г) восстановление катализатора синтеза Фишера-Тропша осуществляют в двух вариантах - или в составе каталитической композиции синтез-газом при температуре 220-400oС, давлении 10-100 атм и объемной скорости подачи синтез-газа 100-5000 ч-1, или до смешения с кислотным компонентом в отдельном реакторе при температуре 400-500oС, давлении 50-100 атм и объемной скорости циркуляционного водородсодержащего газа 2000-30000 ч-1.
Distinctive features of the invention are:
a) for the catalytic conversion of synthesis gas to hydrocarbon products, mixtures of iron-containing Fischer-Tropsch synthesis catalysts in oxidized or reduced form, promoted with oxides of aluminum, silicon, alkali or alkaline earth metals, with acid components - crystalline aluminosilicates of the ZSM-5 type, are used as catalysts β or silicoaluminophosphates of the SAPO-5 type in a weight ratio of iron-containing catalyst / acid component equal to 10-90 / 90-10;
b) in the process, circulation of the gas stream after the reactor is used with a volume ratio of the amount of circulating gas to the initial synthesis gas equal to 1-1000;
c) the process is carried out at a pressure of 10-100 atm, a temperature of 220-400 o C, a volumetric feed rate of the feed synthesis gas of 100-5000 h -1 , a molar ratio of H 2 / CO in the feed synthesis gas of 1-3, and the volumetric content of CO 2 in the gas stream at the inlet of the reactor is 0.01-40%;
g) the recovery of the Fischer-Tropsch synthesis catalyst is carried out in two versions - either as part of the catalyst composition with synthesis gas at a temperature of 220-400 o C, a pressure of 10-100 atm and a volumetric feed rate of synthesis gas of 100-5000 h -1 , or mixing with the acid component in a separate reactor at a temperature of 400-500 o C, a pressure of 50-100 atm and a space velocity of a circulating hydrogen-containing gas of 2000-30000 h -1 .

Выбор катализатора для конверсии синтез-газа в углеводородные продукты основан на том, что из всех катализаторов синтеза Фишера-Тропша наиболее производительными в диапазоне температур 220-400oС являются плавленые железные катализаторы. Комбинирование плавленых железных катализаторов с кислотными компонентами приводит к интенсификации синтеза углеводородов из Н2, СО и СО2 за счет более быстрого протекания реакций конверсии промежуточных продуктов синтеза Фишера-Тропша (спиртов, олефинов) на кислотном компоненте в целевые углеводородные продукты. Плавленые железные катализаторы (обозн. как ПЖК-1, 2, 3) отличаются друг от друга методикой приготовления, количеством и составом модифицирующих добавок. Кислотные компоненты каталитической композиции отличаются друг от друга типом кристаллической структуры и кислотными характеристиками, зависимыми от мольного отношения SiO2/АlO3 в кислотном компоненте. Соотношение между ПЖК и кислотным компонентом влияет на селективность и производительность каталитической композиции по жидким углеводородам.The choice of catalyst for the conversion of synthesis gas to hydrocarbon products is based on the fact that of all the Fischer-Tropsch synthesis catalysts, the most productive in the temperature range 220-400 o C are fused iron catalysts. The combination of fused iron catalysts with acidic components leads to intensification of the synthesis of hydrocarbons from H 2 , CO, and CO 2 due to faster reactions of conversion of intermediate products of Fischer-Tropsch synthesis (alcohols, olefins) on the acid component to the target hydrocarbon products. Fused iron catalysts (designated as ПЖК-1, 2, 3) differ from each other by the preparation method, the amount and composition of modifying additives. The acidic components of the catalyst composition differ from each other by the type of crystal structure and acidic characteristics, depending on the molar ratio of SiO 2 / AlO 3 in the acid component. The ratio between the PUFA and the acid component affects the selectivity and performance of the catalyst composition for liquid hydrocarbons.

Выбор условий проведения процесса синтеза бензиновых и дизельных фракций из газа, содержащего Н2, СО и СO2, обусловлен следующими факторами. Повышенное давление необходимо для более глубокого превращения синтез-газа. Нижняя граница температурного интервала (220oС) определена по минимальной активности катализатора, превышение верхнего предела температуры (400oС) приводит к быстрому зауглероживанию поверхности катализатора. Объемная скорость подачи исходного синтез-газа определяется активностью используемого катализатора при фиксированном давлении и температуре. Заявляемое значение объемной скорости является наиболее оптимальным для получения бензиновой и дизельной фракций. Соотношение между Н2 и СО, а также между СО и СО2 определяется стехиометрией протекания химических реакций синтеза углеводородов. Например, для образования группы "СН2" парафиновых углеводородов на один атом углерода требуется два атома водорода, а количество связанного "О" в исходном сырье определяет потребление водорода при образовании молекул Н2О. Исходя из теоретических предпосылок, эксперименты проводились в условиях, достаточно близких к стехиометрическому соотношению между "С", "О" и "Н". Процесс восстановления железного компонента катализатора необходим для образования каталитических центров, активных в синтезе углеводородов из оксидов углерода и водорода. Условия восстановления определены экспериментально. Найденные условия восстановления позволяют добиться показателей процесса синтеза углеводородов, приведенных ниже.The choice of conditions for the process of synthesis of gasoline and diesel fractions from a gas containing H 2 , CO and CO 2 is due to the following factors. Increased pressure is necessary for deeper conversion of synthesis gas. The lower limit of the temperature range (220 o C) is determined by the minimum activity of the catalyst, exceeding the upper limit of the temperature (400 o C) leads to rapid carbonization of the catalyst surface. The volumetric feed rate of the feed synthesis gas is determined by the activity of the catalyst used at a fixed pressure and temperature. The claimed value of the space velocity is the most optimal for gasoline and diesel fractions. The ratio between H 2 and CO, as well as between CO and CO 2, is determined by the stoichiometry of chemical reactions of hydrocarbon synthesis. For example, for the formation of the “CH 2 ” group of paraffin hydrocarbons per carbon atom, two hydrogen atoms are required, and the amount of bound “O” in the feedstock determines the hydrogen consumption during the formation of H 2 O molecules. Based on theoretical assumptions, the experiments were carried out under conditions sufficient close to the stoichiometric ratio between "C", "O" and "H". The process of reducing the iron component of the catalyst is necessary for the formation of catalytic centers active in the synthesis of hydrocarbons from carbon oxides and hydrogen. Recovery conditions are determined experimentally. The found reduction conditions make it possible to achieve the performance of the hydrocarbon synthesis process given below.

Важная роль в достижении высокой селективности и производительности каталитической композиции по С5+ углеводородам принадлежит циркуляции газового потока после отделения жидких продуктов. Во-первых, постоянное удаление воды и жидких углеводородов из контактирующего газа предотвращает отравление поверхности железного катализатора парами воды, в значительной степени подавляет реакцию образования малоактивного в реакции Фишера-Тропша диоксида углерода и снижает скорость протекания реакций крекинга образовавшихся С5+ углеводородов на кислотном компоненте. Во-вторых, при рецикле легкие олефины и кислородсодержащие промежуточные продукты (например, диметиловый эфир) многократно контактируют с катализатором, превращаясь в целевые продукты. В-третьих, высокие линейные скорости циркулирующего газового потока в сочетании с постоянным уносом избыточного тепла из зоны катализа положительно влияют на распределение температуры в реакторе, улучшают протекание процессов теплопередачи и массообмена.An important role in achieving high selectivity and productivity of the catalytic composition for C 5+ hydrocarbons belongs to the circulation of the gas stream after separation of liquid products. Firstly, the constant removal of water and liquid hydrocarbons from the contacting gas prevents the poisoning of the surface of the iron catalyst with water vapor, significantly suppresses the formation of carbon dioxide, which is inactive in the Fischer-Tropsch reaction, and reduces the rate of cracking reactions of the resulting C 5+ hydrocarbons on the acid component. Secondly, during recycling, light olefins and oxygen-containing intermediate products (for example, dimethyl ether) are repeatedly contacted with the catalyst, turning into target products. Thirdly, the high linear velocities of the circulating gas flow in combination with the constant entrainment of excess heat from the catalysis zone have a positive effect on the temperature distribution in the reactor, and improve the processes of heat transfer and mass transfer.

Пример 1 (по прототипу). Фракции плавленого железного катализатора, содержащего около 5% промоторов, предварительно восстановленного водородом и гранулированного синтетического цеолита типа ZSM-5, смешивают в массовом соотношении 56 к 44 и загружают в проточный реактор. Опыт проводят при давлении 30 атм, температуре 280oС и объемной скорости подачи синтез-газа 2930 ч-1. Состав исходного, отходящего газов и жидких продуктов синтеза определяли хроматографически. Условия проведения и основные показатели опыта показаны в таблице.Example 1 (prototype). Fractions of a fused iron catalyst containing about 5% promoters, previously reduced with hydrogen and granular synthetic zeolite type ZSM-5, are mixed in a mass ratio of 56 to 44 and loaded into a flow reactor. The experiment is carried out at a pressure of 30 atmospheres, a temperature of 280 o C and a volumetric flow rate of synthesis gas 2930 h -1 . The composition of the source, exhaust gases and liquid synthesis products was determined chromatographically. The conditions and main indicators of experience are shown in the table.

Промышленная применимость изобретения иллюстрируется примерами 2-16. The industrial applicability of the invention is illustrated in examples 2-16.

Пример 2. В реактор загружают 30 см3 фракции 0,25-0,5 мм плавленого железного катализатора ПЖК-1 и гранулированного (30 мас.% Al2О3) цеолита типа ZSM-5 в массовом соотношении 50/50. Исходный синтез-газ подают в реакторный блок на смешение с циркулирующим в блоке газом. Реакторный блок состоит из реактора с обогревом, холодильника-конденсатора, сепараторов высокого и низкого давления, промежуточного сборника жидких продуктов и электромагнитного насоса для циркуляции газа. Перед синтезом катализатор подвергают восстановлению синтез-газом в следующих условиях: давление 10 атм, температура 350oС, продолжительность 24 ч; затем подъем давления до 30 атм и продолжение востановления при температуре 350oС, продолжительность 8 ч. После восстановления идет разработка катализатора при температуре 300oС в течение 20 ч. Процесс синтеза углеводородов ведут под давлением 30 атм и при температуре в слое катализатора 300oС. Для предотвращения накопления в реакторном блоке неконденсируемых продуктов из блока после сепаратора высокого давления постоянно отводят часть циркуляционного газа. Жидкие продукты (сконденсировавшиеся углеводороды, водная фракция), выводимый из реакторного блока газ и выделяемые при дросселировании газообразные углеводороды анализируют раздельно методом газовой хроматографии. Условия проведения и основные показатели опыта показаны в таблице.Example 2. In the reactor load 30 cm 3 fractions of 0.25-0.5 mm of fused iron catalyst ПЖК-1 and granular (30 wt.% Al 2 О 3 ) zeolite type ZSM-5 in a mass ratio of 50/50. The initial synthesis gas is fed into the reactor block for mixing with the gas circulating in the block. The reactor block consists of a heated reactor, a condenser refrigerator, high and low pressure separators, an intermediate collector of liquid products and an electromagnetic pump for gas circulation. Before synthesis, the catalyst is subjected to synthesis gas reduction under the following conditions: pressure 10 atm, temperature 350 o C, duration 24 hours; then the pressure rises to 30 atm and the restoration is continued at a temperature of 350 o C, the duration is 8 hours. After restoration, the catalyst is developed at a temperature of 300 o C for 20 hours. The process of hydrocarbon synthesis is carried out at a pressure of 30 atm and at a temperature in the catalyst layer of 300 o C. To prevent the accumulation of non-condensable products in the reactor block, a portion of the circulating gas is constantly discharged from the block after the high-pressure separator. Liquid products (condensed hydrocarbons, water fraction), gas discharged from the reactor block and gaseous hydrocarbons released during throttling are analyzed separately by gas chromatography. The conditions and main indicators of experience are shown in the table.

Пример 3. Аналогичен примеру 2. Условия проведения и основные показатели опыта показаны в таблице. Example 3. Similar to example 2. The conditions and basic indicators of experience are shown in the table.

Пример 4. Аналогичен примеру 2. Отличается тем, что в качестве катализатора СФТ используют плавленый железный катализатор ПЖК-2 и восстановление проводят синтез-газом при давлении 30 атм, температуре 350oС в течение 16 ч. Условия проведения и основные показатели опыта показаны в таблице.Example 4. Similar to example 2. It is characterized in that the fused iron catalyst PZhK-2 is used as the SFT catalyst and the reduction is carried out with synthesis gas at a pressure of 30 atm, a temperature of 350 o C for 16 hours. The conditions and basic experimental parameters are shown in table.

Пример 5 Аналогичен примеру 2. Отличается тем, что в качестве катализатора СФТ используют плавленый железный катализатор ПЖК-3 и восстановление проводят водородсодержащим газом в отдельном реакторе до смешения его с кислотным компонентом при давлении 100 атм, температуре 400-500oС и объемной скорости циркуляционного водородсодержащего газа 30000 ч-1. Отличается тем, что в каталитической композиции массовое отношение ПЖК-З/ZSМ-5 равно 33/67. Условия проведения и основные показатели опыта показаны в таблице.Example 5 Similar to example 2. It is characterized in that the fused iron catalyst ПЖК-3 is used as the SFT catalyst, and the reduction is carried out with a hydrogen-containing gas in a separate reactor until it is mixed with the acid component at a pressure of 100 atm, a temperature of 400-500 o С and the space velocity hydrogen-containing gas 30,000 h -1 . It differs in that in the catalytic composition, the mass ratio of PZhK-Z / ZSM-5 is 33/67. The conditions and main indicators of experience are shown in the table.

Примеры 6-8. Аналогичны примеру 5. Условия проведения и основные показатели опытов показаны в таблице. Examples 6-8. Similar to example 5. The conditions and basic indicators of the experiments are shown in the table.

Пример 9. Аналогичен примеру 5. Отличается тем, что в каталитической композиции массовое отношение ПЖК-3/ZSM-5 равно 25/75. Условия проведения и основные показатели опыта показаны в таблице. Example 9. Similar to example 5. It is characterized in that in the catalytic composition the mass ratio of PZhK-3 / ZSM-5 is 25/75. The conditions and main indicators of experience are shown in the table.

Пример 10. Аналогичен примеру 5. Отличается тем, что в каталитической композиции массовое отношение ПЖК-3/ZSМ-5 равно 15/85. Условия проведения и основные показатели опыта показаны в таблице. Example 10. Similar to example 5. It is characterized in that in the catalytic composition the mass ratio of PZhK-3 / ZSM-5 is 15/85. The conditions and main indicators of experience are shown in the table.

Примеры 11-12. Аналогичны примеру 5. Отличаются тем, что в качестве кислотного компонента используют гранулированный (30 мас.% Аl2Oз) цеолит типа β (SiO2/Al2O3=75). а массовое отношение ПЖК-3/β равно 40/60. Условия проведения и основные показатели опытов показаны в таблице.Examples 11-12. Analogous to Example 5. characterized in that as the acid component used pelleted (30 wt.% Al 2 O z) type zeolite β (SiO 2 / Al 2 O 3 = 75). and the mass ratio of PZhK-3 / β is 40/60. The conditions and main indicators of the experiments are shown in the table.

Пример 13. Аналогичен примерам 10-11. Отличается тем, что в каталитической композиции массовое отношение ПЖК-3/β равно 70/30. Условия проведения и основные показатели опыта показаны в таблице. Example 13. Similar to examples 10-11. It differs in that in the catalytic composition, the mass ratio of PUFA-3 / β is 70/30. The conditions and main indicators of experience are shown in the table.

Пример 14. Аналогичен примеру 2. Отличается тем, что катализатор ПЖК-1 подвергают восстановлению синтез-газом в следующих условиях: давление 30 атм, температура 260oС, продолжительность 10 ч; затем подъем температуры до 280oС и продолжение востановления при данной температуре 4 ч. После восстановления идет разработка катализатора при температуре 300oС в течение 20 ч. Отличается также тем, что в качестве кислотного компонента используют гранулированный (30 мас.% Аl2Oз) силикоалюмофосфат типа SAPO-5, а массовое отношение ПЖК-3/SАРО-5 равно 30/70. Условия проведения и основные показатели опыта показаны в таблице.Example 14. Similar to example 2. It is characterized in that the PZhK-1 catalyst is subjected to synthesis gas reduction under the following conditions: pressure 30 atm, temperature 260 o С, duration 10 h; then the temperature rises to 280 o С and the restoration is continued at this temperature for 4 hours. After restoration, the catalyst is developed at a temperature of 300 o С for 20 hours. It is also characterized in that granular (30 wt.% Al 2 O is used as an acid component) h ) silicoaluminophosphate type SAPO-5, and the mass ratio of ПЖК-3 / SАРО-5 is 30/70. The conditions and main indicators of experience are shown in the table.

Примеры 15-16. Аналогичны примеру 5. Отличаются тем, что в реактор загружают 20 см3 фракции 0,25-0,5 мм плавленого железного катализатора ПЖК-3 и 130 см3 гранулированного (30 мас.% Аl2Oз) цеолита типа β (SiO2/Al2O3=75) в виде гранул размером 3•4 мм. Отличаются также тем, что в каталитической композиции массовое отношение ПЖК-3/β равно 45/55. Условия проведения и основные показатели опытов показаны в таблице.Examples 15-16. Analogous to Example 5. characterized in that the reactor was charged with 20 cm 3 fractions 0.25-0.5 mm fused iron catalyst VLS-3 and 130 cm 3 of granulated (30 wt.% Al 2 O z) type zeolite β (SiO 2 / Al 2 O 3 = 75) in the form of granules of size 3 • 4 mm. They also differ in that in the catalytic composition, the mass ratio of PUFA-3 / β is 45/55. The conditions and main indicators of the experiments are shown in the table.

Как видно из представленных в таблице результатов, предлагаемый способ позволяет получить жидкие (C5+) углеводороды и имеет преимущества по сравнению с прототипом:
1) выход жидких углеводородов в расчете на исходный синтез-газ в 1,5-2,6 раз выше;
2) селективность образования С5+ углеводородов в 1,4-1,7 раз выше;
3) метанообразование снижено в 1,6-4,1 раз;
4) производительность каталитической композиции по жидким углеводородам в 1,1-2,0 раз выше;
5) производительность единицы объема железосодержащего катализатора (ПЖК) значительно превосходят аналогичные показатели, рассчитанные по экспериментальным данным прототипа;
6) во всех приведенных примерах предлагаемого способа степень полезного использования "углерода" синтез-газа более чем в 2 раза выше приведенного в прототипе:
7) содержание ароматических углеводородов в С5+ углеводородах по предлагаемому способу значительно выше, чем в прототипе, что положительно сказывается на октановых числах бензиновых фракций, выделенных из жидких углеводородов
As can be seen from the results presented in the table, the proposed method allows to obtain liquid (C 5+ ) hydrocarbons and has advantages over the prototype:
1) the yield of liquid hydrocarbons, based on the initial synthesis gas, is 1.5-2.6 times higher;
2) the selectivity for the formation of C 5+ hydrocarbons is 1.4-1.7 times higher;
3) methane formation is reduced by 1.6-4.1 times;
4) the performance of the catalyst composition in liquid hydrocarbons is 1.1-2.0 times higher;
5) the performance of a unit volume of iron-containing catalyst (PZhK) significantly exceed similar indicators calculated according to the experimental data of the prototype;
6) in all the examples of the proposed method, the degree of useful use of "carbon" synthesis gas is more than 2 times higher than that shown in the prototype:
7) the content of aromatic hydrocarbons in C 5+ hydrocarbons by the proposed method is significantly higher than in the prototype, which has a positive effect on the octane numbers of gasoline fractions extracted from liquid hydrocarbons

Claims (7)

1. Способ получения углеводородов из оксидов углерода и водорода, включающий контактирование синтез-газа с каталитической композицией, состоящей из смеси железосодержащего катализатора синтеза Фишера-Тропша и кислотного компонента при повышенных давлении и температуре и заданных условиях восстановления железосодержащего активного компонента каталитической композиции, отличающийся тем, что в качестве кислотного компонента применяют кристаллический алюмосиликат или силикоалюмофосфат, используют циркуляцию газового потока после реактора с объемным отношением количества циркулирующего газа к исходному синтез-газу, равному 1-1000, а процесс проводят при давлении 10-100 атм, температуре 220-400oС, объемной скорости подачи исходного синтез-газа 100-5000 ч-1, мольном отношении Н2/СО в исходном ситез-газе, равном 1-3, и объемное содержание СО2 в газовом потоке на входе в реактор составляет 0,01-40%.1. A method of producing hydrocarbons from carbon oxides and hydrogen, comprising contacting the synthesis gas with a catalytic composition consisting of a mixture of an iron-containing Fischer-Tropsch synthesis catalyst and an acid component at elevated pressure and temperature and given recovery conditions of the iron-containing active component of the catalytic composition, characterized in that crystalline aluminosilicate or silicoaluminophosphate is used as the acid component, circulation of the gas stream after p actor by volume the amount of circulating gas to the starting synthesis gas equal to 1-1000, and the process is carried out at a pressure of 10-100 atm and a temperature of 220-400 o C, the volumetric feed rate of raw syngas 100-5000 h -1, molar the ratio of H 2 / CO in the original sytse gas equal to 1-3, and the volumetric content of CO 2 in the gas stream at the inlet to the reactor is 0.01-40%. 2. Способ получения углеводородов по п. 1, отличающийся тем, что в качестве железосодержащего катализатора синтеза Фишера-Тропша используются железные плавленые катализаторы в окисленной или восстановленной форме, промотированные окислами алюминия, кремния, магния, калия и кальция. 2. The method of producing hydrocarbons according to claim 1, characterized in that iron fused catalysts in oxidized or reduced form, promoted by oxides of aluminum, silicon, magnesium, potassium and calcium, are used as the iron-containing catalyst for the Fischer-Tropsch synthesis. 3. Способ получения углеводородов по п. 1, отличающийся тем, что в качестве кислотного компонента катализатора используют кристаллические алюмосиликаты со структурой ZSM-5, β. 3. The method of producing hydrocarbons according to claim 1, characterized in that crystalline aluminosilicates with the structure ZSM-5, β are used as the acid component of the catalyst. 4. Способ получения углеводородов по п. 1, отличающийся тем, что в качестве кислотного компонента катализатора используют кристаллические силикоалюмофосфаты со структурой SAPO-5. 4. The method of producing hydrocarbons according to claim 1, characterized in that crystalline silicoaluminophosphates with the SAPO-5 structure are used as the acid component of the catalyst. 5. Способ получения углеводородов по п. 1, отличающийся тем, что каталитическая композиция содержит 10-90 мас. % железосодержащего катализатора синтеза Фишера-Тропша и 10-90 мас. % кислотного компонента. 5. The method of producing hydrocarbons according to claim 1, characterized in that the catalytic composition contains 10-90 wt. % iron-containing Fischer-Tropsch synthesis catalyst and 10-90 wt. % acid component. 6. Способ получения углеводородов по любому из пп. 1-5, отличающийся тем, что восстановление катализатора синтеза Фишера-Тропша осуществляют в составе каталитической композиции синтез-газом при температуре 220-400oС, давлении 10-100 атм и объемной скорости подачи синтез-газа 100-5000 ч-1.6. The method of producing hydrocarbons according to any one of paragraphs. 1-5, characterized in that the recovery of the Fischer-Tropsch synthesis catalyst is carried out in the composition of the catalytic composition with synthesis gas at a temperature of 220-400 o C, a pressure of 10-100 atm and a volumetric feed rate of synthesis gas of 100-5000 h -1 . 7. Способ получения углеводородов по любому из пп. 1-5, отличающийся тем, что восстановление катализатора синтеза Фишера-Тропша осуществляют до смешения с кислотным компонентом в отдельном реакторе при температуре 400-500oС, давлении 50-100 атм и объемной скорости подачи водородсодержащего газа 2000-30000 ч-1.7. The method of producing hydrocarbons according to any one of paragraphs. 1-5, characterized in that the recovery of the Fischer-Tropsch synthesis catalyst is carried out before mixing with the acid component in a separate reactor at a temperature of 400-500 o C, a pressure of 50-100 atm and a volumetric flow rate of a hydrogen-containing gas of 2000-30000 h -1 .
RU2002100790/04A 2002-01-08 2002-01-08 Process of production of hydrocarbons from carbon oxides and hydrogen RU2204546C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002100790/04A RU2204546C1 (en) 2002-01-08 2002-01-08 Process of production of hydrocarbons from carbon oxides and hydrogen

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002100790/04A RU2204546C1 (en) 2002-01-08 2002-01-08 Process of production of hydrocarbons from carbon oxides and hydrogen

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2204546C1 true RU2204546C1 (en) 2003-05-20

Family

ID=20255079

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2002100790/04A RU2204546C1 (en) 2002-01-08 2002-01-08 Process of production of hydrocarbons from carbon oxides and hydrogen

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2204546C1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2261241C1 (en) * 2003-12-29 2005-09-27 Штернберг Арнольд Давидович Carbon monoxide/hydrogen-based production of hydrocarbons
EP1887071A1 (en) * 2006-07-31 2008-02-13 Edmund Dr.-Ing. Wagner Process for the production of synthetic hydrocarbons and derivatives from carbon dioxide and hydrogen used as synthesis gas
RU2375407C2 (en) * 2008-02-04 2009-12-10 Закрытое Акционерное Общество "Сибирская Технологическая Компания "Цеосит" Method of processing mixture of hydrogen and carbon oxides (versions)
RU2381062C2 (en) * 2004-10-04 2010-02-10 Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В. Catalyst structure
RU2432204C2 (en) * 2006-04-12 2011-10-27 Веско Catalysts and methods for synthesising aliphatic hydrocarbons from co and h2

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0012534A1 (en) * 1978-12-18 1980-06-25 Mobil Oil Corporation Conversion of synthesis gas with iron-containing catalyst
EP0148048A1 (en) * 1983-12-07 1985-07-10 COMPAGNIE FRANCAISE DE RAFFINAGE Société anonyme dite: Catalytic composition and application thereof to the conversion of synthesis gas into a highly aromatic hydrocarbon mixture
DE3501570A1 (en) * 1984-01-20 1985-08-08 Mobil Oil Corp., New York, N.Y. Conversion of synthesis gas into liquid hydrocarbons
RU2143417C1 (en) * 1998-07-27 1999-12-27 Институт катализа им.Г.К.Борескова СО РАН Method of preparing motor fuels from carbon-containing stock

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0012534A1 (en) * 1978-12-18 1980-06-25 Mobil Oil Corporation Conversion of synthesis gas with iron-containing catalyst
EP0148048A1 (en) * 1983-12-07 1985-07-10 COMPAGNIE FRANCAISE DE RAFFINAGE Société anonyme dite: Catalytic composition and application thereof to the conversion of synthesis gas into a highly aromatic hydrocarbon mixture
DE3501570A1 (en) * 1984-01-20 1985-08-08 Mobil Oil Corp., New York, N.Y. Conversion of synthesis gas into liquid hydrocarbons
RU2143417C1 (en) * 1998-07-27 1999-12-27 Институт катализа им.Г.К.Борескова СО РАН Method of preparing motor fuels from carbon-containing stock

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ВЫТНОВА Л.А, КЛИГЕР Г.А., БОГОЛЕПОВА Е.И и др., Нефтехимия. 2001. Т. 41, №3, с. 201-208. *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2261241C1 (en) * 2003-12-29 2005-09-27 Штернберг Арнольд Давидович Carbon monoxide/hydrogen-based production of hydrocarbons
RU2381062C2 (en) * 2004-10-04 2010-02-10 Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В. Catalyst structure
RU2432204C2 (en) * 2006-04-12 2011-10-27 Веско Catalysts and methods for synthesising aliphatic hydrocarbons from co and h2
EP1887071A1 (en) * 2006-07-31 2008-02-13 Edmund Dr.-Ing. Wagner Process for the production of synthetic hydrocarbons and derivatives from carbon dioxide and hydrogen used as synthesis gas
RU2375407C2 (en) * 2008-02-04 2009-12-10 Закрытое Акционерное Общество "Сибирская Технологическая Компания "Цеосит" Method of processing mixture of hydrogen and carbon oxides (versions)
EA015347B1 (en) * 2008-02-04 2011-06-30 Закрытое Акционерное Общество "Сибирская Технологическая Компания "Цеосит" Process of production hydrocarbons from carbon oxides (embodiments)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3549557A (en) Isoparaffin alkylation process and catalyst for use therein
KR920002241B1 (en) Process for preparing lower aliphatic hydrocarbon
JP4432019B2 (en) Method for producing aromatic hydrocarbon compound and liquefied petroleum gas from hydrocarbon raw material
KR100881042B1 (en) Process for Making Ethylene and Propylene
JP5784647B2 (en) A method for producing propylene by simultaneous dehydration and skeletal isomerization of isobutanol over an acid catalyst followed by a metathesis step
EP2073930B1 (en) Bimetallic alkylation catalysts
JP5313929B2 (en) Process for producing lower olefins from methanol and / or dimethyl ether
EP0214240A1 (en) CONVERTING A LOW ALKAN.
WO1996010548A1 (en) Process for producing aromatic hydrocarbon
JPH07509745A (en) Isoparaffin-olefin alkylation method
TW201016641A (en) Process for production of olefin, and production apparatus for same
JP2009179801A (en) Method for producing liquefied petroleum gas
RU2440189C1 (en) Catalyst and method of producing high-octane gasoline with low content of benzene and durene
RU2375407C2 (en) Method of processing mixture of hydrogen and carbon oxides (versions)
RU2204546C1 (en) Process of production of hydrocarbons from carbon oxides and hydrogen
US4795844A (en) Process for conversion of light olefins to LPG and aromatics
AU2016396601B2 (en) Method and catalyst for producing high octane components
RU2135547C1 (en) Lower olefin oligomerization process
RU2284312C1 (en) Process of producing hydrocarbons from carbon oxides and hydrogen
EP0082701A1 (en) A process for producing a mixture of hydrocarbons rich in benzene, toluene, and xylene
RU2342354C1 (en) Method of obtaining hydrocarbon benzine fractions from sinthesis-gas
US3795714A (en) Isoparaffin alkylation process and catalyst for use therein
WO1997045383A1 (en) Fluid catalytic alkylation process
RU2277524C1 (en) Aromatic hydrocarbon production process
EP0725770B1 (en) Process for upgrading a paraffinic feedstock

Legal Events

Date Code Title Description
NF4A Reinstatement of patent
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20070109