ПАТЕНТНЫЙ ПОИСК В РФ
НОВЫЕ ПАТЕНТЫ, ЗАЯВКИ НА ПАТЕНТ
БИБЛИОТЕКА ПАТЕНТОВ НА ИЗОБРЕТЕНИЯ

способ получения катализатора для синтеза алифатических углеводородов c5-c10 из co и h 2

Классы МПК:B01J29/46 металлы группы железа или медь
B01J29/14 металлы группы железа или меди
B01J37/02 пропитывание, покрытие или осаждение
Автор(ы):,
Патентообладатель(и):Лапидус Альберт Львович (RU),
Будцов Владимир Сергеевич (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2006-04-12
публикация патента:

Изобретение относится к области производства катализаторов, в частности к способу получения катализатора для синтеза алифатических углеводородов C5-C10 из монооксида углерода и водорода (синтез Фишера-Тропша). Полученные углеводороды находят применение как компоненты моторного топлива, а также предназначаются для дальнейшей переработки в процессах нефтехимии. Описан способ получения катализатора для синтеза алифатических углеводородов C5-C 10 из CO и H2 путем двухстадийной пропитки носителя-цеолита водным раствором нитрата кобальта с промежуточным прокаливанием в токе воздуха при температуре 350-450°С и высушиванием. Технический эффект - получение катализатора с повышенной активностью и избирательностью в отношении изопарафиновых углеводородов. 2 табл.

Изобретение относится к области производства катализаторов, в частности кобальт-цеолитного катализатора для синтеза алифатических углеводородов C5-C10 из СО и Н2 (синтез Фишера-Тропша), находящих применение как компоненты моторных топлив, а также для дальнейшей переработки в процессах нефтехимии.

Известен способ получения катализатора для синтеза алифатических углеводородов С 510 из СО и H2 путем смешения основного карбоната кобальта с носителем - цеолитом типа пентасил. Недостатком указанного способа является невысокая избирательность получаемого катализатора в отношении изопарафинов. Содержание изопарафинов в получаемых на таких катализаторах углеводородах не превышает 43% [1].

Известен способ получения катализатора для синтеза алифатических углеводородов C5 -C10 из СО и Н2 путем пропитки носителя-цеолита раствором нитрата кобальта, перемешиванием в вакууме, сушки микроволновым излучением и прокаливанием при 500°С. Недостатком указанного способа является сложность технологического оформления [2].

Наиболее близким аналогом предложенного способа является способ получения катализатора для синтеза алифатических углеводородов С510 путем пропитки носителя-цеолита раствором дикобальтоктакарбонила в н-гексане с последующей обработкой водородом при температуре до 150°С. Недостатком указанного способа является низкая активность получаемого катализатора (выход жидких углеводородов не превышает 37 г с 1 м3 пропущенного синтез-газа) и невысокая избирательность в отношении изопарафиновых углеводородов, не превышающая 44% [3].

Целью настоящего изобретения является создание способа получения катализатора, обладающего повышенной активностью и избирательностью в отношении изопарафиновых углеводородов бензиновой фракции C 5-C10.

Поставленную цель достигают предложенным способом получения катализатора для синтеза алифатических углеводородов С510 из СО и H2, заключающимся в том, что носитель-цеолит подвергают двухстадийной пропитке водным раствором нитрата кобальта с промежуточным прокаливанием при температуре 350-450°С в токе воздуха и сушкой на водяной бане.

Для приготовления катализатора используют Н-форму цеолитов Y и ZSM-5, физико-химические характеристики которых приведены в табл.1.

Таблица 1.

Физико-химические характеристики использованных цеолитов.
ПоказательYZSM-5
Летучие вещества, мас.% 23.412.3
Средняя плотность, г/см30.33 0.43
Средний размер частиц, мкм514
Средний диаметр пор, Å 3130
Удельный объем пор, см30.34 0.18
Удельная поверхность по БЭТ, м2760 414
Отношение SiO 2/Al2O3, моль/моль 5.760
Степень кристалличности, %75 90-95

Перед нанесением кобальта цеолит прокаливают в токе воздуха при температуре 450°С в течение 5 ч.

ПРИМЕР 1

Прокаленный цеолит Y, взятый в количестве 29.1 г, пропитывают раствором 18 г шестиводного нитрата кобальта в 30 мл дистиллированной воды. Затем высушивают на водяной бане при температуре 60°С в течение часа и помещают в кварцевый реактор, обогреваемый электропечью. Через реактор пропускают слабый ток воздуха при температуре 200°С в течение 5 ч. Полученный порошок извлекают из реактора и пропитывают раствором раствором 18 г шестиводного нитрата кобальта в 30 мл дистиллированной воды. Затем высушивают на водяной бане при температуре 60°С в течение часа. Получают катализатор состава, весовых частей: Со - 20, цеолит Y - 80.

ПРИМЕР 2

Катализатор получают способом, аналогичным изложенному в примере 1, с той разницей, что прокаливание образца после первой пропитки проводят при температуре 350°С.

ПРИМЕР 3

Катализатор получают способом, аналогичным изложенному в примере 2, с той разницей, что в качестве носителя берут цеолит ZSM-5.

ПРИМЕР 4

Катализатор получают способом, аналогичным изложенному в примере 1, с той разницей, что прокаливание образца после первой пропитки проводят при температуре 450°С.

ПРИМЕР 5

Катализатор получают способом, аналогичным изложенному в примере 4, с той разницей, что в качестве носителя берут цеолит ZSM-5.

ПРИМЕР 6

Катализатор получают способом, аналогичным изложенному в примере 1, с той разницей, что прокаливание образца после первой пропитки проводят при температуре 500°С.

ПРИМЕР 7

Катализатор получают способом, аналогичным изложенному в примере 6, с той разницей, что в качестве носителя берут цеолит ZSM-5.

ПРИМЕР 8

Прокаленный цеолит ZSM-5, взятый в количестве 20 г пропитывают раствором 8.7 г шестиводного нитрата кобальта в 18 мл дистиллированной воды. Затем высушивают на водяной бане при температуре 60°С в течение часа и помещают в кварцевый реактор, обогреваемый электропечью. Через реактор пропускают слабый ток воздуха при температуре 500°С в течение 5 ч. Полученный порошок извлекают из реактора и пропитывают раствором раствором 8.7 г шестиводного нитрата кобальта в 18 мл дистиллированной воды. Затем высушивают на водяной бане при температуре 60°С в течение часа. Получают катализатор состава, весовых частей: Со - 15, цеолит ZSM-5 - 85.

ПРИМЕР 9

Прокаленный цеолит ZSM-5, взятый в количестве 25 г, пропитывают раствором 20.6 г шестиводного нитрата кобальта в 20 мл дистиллированной воды. Затем высушивают на водяной бане при температуре 60°С в течение часа и помещают в кварцевый реактор, обогреваемый электропечью. Через реактор пропускают слабый ток воздуха при температуре 500°С в течение 5 ч. Полученный порошок извлекают из реактора и пропитывают раствором раствором 20.6 г шестиводного нитрата кобальта в 20 мл дистиллированной воды. Затем высушивают на водяной бане при температуре 60°С в течение часа. Получают катализатор состава, весовых частей: Со - 25, цеолит ZSM-5 - 75.

Для сравнения были взяты образцы катализаторов состава: 20 весовых частей Со; 80 весовых частей цеолита, но приготовленные однократной пропиткой цеолитного носителя с последующей сушкой на водяной бане при температуре 60°С (образцы 10, 11), а также однократной пропиткой носителей с последующей сушкой на водяной бане при температуре 60°С и прокаливанием при 450°С в течение 5 ч (образцы 12, 13).

Таблица 2.

Результаты испытаний катализаторов Со-цеолит в синтезе углеводородов из СО и Н 2. Условия испытаний: давление 1 атм, температура 200°С, объемная скорость подачи синтез-газа 100 ч-1 .
ПримерФормула ПропиткаТемпература промежуточного прокаливания, °СКонверсия СО, % Выход углеводородов, г/нм 3 пропущенного синтез-газаСодержание изопарафинов в катализате мас.%
       общий фракция C5-C 10фракция С11+  
1 20 Со: 80 YДвукратная 20035 77514 69
220 Со: 80 YДвукратная350 4494 65278
320 Co : 80 ZSM-5 Двукратная350 4310150 370
4 20 Со : 80 YДвукратная 45042 92651 81
520 Со : 80 ZSM-5Двукратная 45045102 52269
620 Со : 80 Y Двукратная50037 8960 179
7 20 Со : 80 ZSM-5Двукратная 50047 108552 65
815 Co : 85 ZSM-5Двукратная 5004196 51163
925 Co : 75 ZSM-5 Двукратная500 5412267 461
10 20 Со : 80 YОднократная -41 90645 73
1120 Со : 80 ZSM-5Однократная -4499 54757
1220 Со : 80 Y Однократная450*24 4128 377
13 20 Со : 80 ZSM-5Однократная 450*27 43313 64
* Прокаливание после однократной пропитки

Приготовленные образцы катализаторов прессуют в таблетки, дробят их на фракцию 2-3 мм и испытывают в синтезе Фишера-Тропша. Синтез проводят в проточной установке с кварцевым реактором трубчатого типа. Непосредственно перед испытаниями катализаторы активируют, пропуская через реактор ток водорода с объемной скоростью 3000 ч-1 при атмосферном давлении и температуре 450°С в течение 1 ч. Синтез углеводородов ведут при атмосферном давлении, пропуская через реактор синтез-газ состава СО:Н2=1:2 с объемной скоростью 100 ч-1. Температуру синтеза поднимают от 160 до 200°С со скоростью 5°С каждые 5 ч работы. Газообразные и жидкие продукты синтеза анализируют хроматографически.

Полученные данные показывают, что внесение кобальта в две стадии способствует повышению изомеризующей способности катализатора. Кроме того, в катализате снижается содержание тяжелых углеводородов С11+ по сравнению с образцами, приготовленными в одну пропитку. Активность и селективность образцов, приготовленных в две пропитки, определяется также температурой промежуточного прокаливания.

Источники информации

1. А.Л.Лапидус, А.Ю.Крылова, Н.Э.Варивончик, В.М.Капустин, Х.Ч.Ием, Нефтехимия, 1985, 25, (5), 640.

2. S.Bessel, US Pat. 5126377. June, 13, 1992.

3. А.Л.Лапидус, Х.Ч.Ием, А.Ю.Крылова, Изв. АН СССР, Сер. хим., 1983, 148.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Способ приготовления катализатора для синтеза алифатических углеводородов C5-C10 из CO и H2 путем пропитки носителя-цеолита водным раствором соединения кобальта, отличающийся тем, что носитель подвергают двухстадийной пропитке водным раствором нитрата кобальта с промежуточным прокаливанием в токе воздуха при температуре 350-450°С с последующим высушиванием.


Скачать патент РФ Официальная публикация
патента РФ № 2297879

patent-2297879.pdf
Патентный поиск по классам МПК-8:

Класс B01J29/46 металлы группы железа или медь

Патенты РФ в классе B01J29/46:
способ получения scr-активного цеолитного катализатора и scr-активный цеолитный катализатор -  патент 2506999 (20.02.2014)
цеолитсодержащий катализатор, способ его получения и способ превращения низкооктановых бензиновых фракций в высокооктановый бензин без и в присутствии водорода -  патент 2480282 (27.04.2013)
цеолитсодержащий катализатор, способ его получения и способ превращения алифатических углеводородов c2-c12 и метанола в высокооктановый бензин и ароматические углеводороды -  патент 2478007 (27.03.2013)
способ приготовления катализатора для разложения закиси азота и процесс обезвреживания газовых выбросов, содержащих закись азота -  патент 2477177 (10.03.2013)
способ ароматизации неароматических углеводородов -  патент 2449978 (10.05.2012)
катализатор, способ его приготовления и процесс неокислительной конверсии метана -  патент 2438779 (10.01.2012)
катализаторы и способы синтезирования алифатических углеводородов из co и h2 -  патент 2432204 (27.10.2011)
бифункциональный кобальтсодержащий цеолитный катализатор, способ его получения и способ получения ароматических углеводородов -  патент 2407730 (27.12.2010)
цеолитсодержащий катализатор конверсии углеводородов, способ его приготовления и способ превращения углеводородных нефтепродуктов с использованием этого катализатора -  патент 2372142 (10.11.2009)
цеолитсодержащий катализатор, способ его получения и способ превращения алифатических углеводородов c2-c 12 в ароматические углеводороды или высокооктановый компонент бензина -  патент 2333035 (10.09.2008)

Класс B01J29/14 металлы группы железа или меди

Патенты РФ в классе B01J29/14:
шариковый катализатор для гидроочистки нефтяных фракций и способ его приготовления -  патент 2472583 (20.01.2013)
способ ароматизации неароматических углеводородов -  патент 2449978 (10.05.2012)
катализатор, способ его получения (варианты) и способ жидкофазного алкилирования изобутана олефинами c2-c4 в его присутствии -  патент 2445164 (20.03.2012)
катализаторы и способы синтезирования алифатических углеводородов из co и h2 -  патент 2432204 (27.10.2011)
способ получения циклических гомо- и содимеров стирола и альфа-метилстирола -  патент 2430079 (27.09.2011)
способ совместного получения линейных и циклических гомо- и содимеров стирола и альфа-метилстирола -  патент 2428407 (10.09.2011)
катализатор гидрокрекинга и способ получения вещества основы топлива -  патент 2428253 (10.09.2011)
катализатор уменьшения содержания серы в бензине для процесса каталитического крекинга в жидкой фазе -  патент 2396304 (10.08.2010)
каталитические композиции и процесс оксихлорирования -  патент 2387479 (27.04.2010)
носитель катализатора и каталитическая композиция, способы их получения и применения -  патент 2366505 (10.09.2009)

Класс B01J37/02 пропитывание, покрытие или осаждение

Патенты РФ в классе B01J37/02:
способ получения катализатора для процесса метанирования -  патент 2528988 (20.09.2014)
вольфрамкарбидные катализаторы на мезопористом углеродном носителе, их получение и применения -  патент 2528389 (20.09.2014)
катализатор для переработки тяжелого нефтяного сырья и способ его приготовления -  патент 2527573 (10.09.2014)
катализатор для процесса гидродепарафинизации и способ его получения -  патент 2527283 (27.08.2014)
способ приготовления катализатора и способ получения пероксида водорода -  патент 2526460 (20.08.2014)
катализатор для получения синтетических базовых масел и способ его приготовления -  патент 2525119 (10.08.2014)
конструктивный элемент с антимикробной поверхностью и его применение -  патент 2523161 (20.07.2014)
катализатор для получения синтетических базовых масел в процессе соолигомеризации этилена с альфа-олефинами с6-с10 и способ его приготовления -  патент 2523015 (20.07.2014)
способ получения каталитического покрытия для очистки газов -  патент 2522561 (20.07.2014)
способ изготовления металл-углерод содержащих тел -  патент 2520874 (27.06.2014)


Наверх