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

способ получения углеводородных бензиновых фракций из синтез-газа, разбавленного азотом и диоксидом углерода (варианты)

Классы МПК:C07C1/04 реакцией оксида углерода с водородом 
C10G2/00 Получение жидких углеводородных смесей неопределенного состава из оксидов углерода
Автор(ы):, , ,
Патентообладатель(и):Закрытое акционерное общество "Эпитек" (RU),
Закрытое акционерное общество "Сибирская технологическая компания "Цеосит" (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2012-05-23
публикация патента:

Изобретение относится к получению C5+ углеводородов каталитической конверсией синтез-газа. Изобретение касается способа получения углеводородных бензиновых фракций из синтез-газа, имеющего объемное отношение Н2/(СО+СО 2), равное 1-3, контактированием при температуре 360-440°С и давлении 40-100 атм с бифункциональным катализатором, содержащим цеолит со структурой ZSM-5 или ZSM-11, в составе которого имеется железо в количестве от 0,1 до 1 мас.%, и металлоксидный компонент, состоящий из оксидов Zn, Cr и W. При этом содержание N2 в синтез-газе составляет от более чем 10 до 20 об.%, а содержание СО2 составляет от 1 до 15 об.%, при этом суммарное содержание N2 и СО2 в синтез-газе составляет не более 30 об.%, а объемное соотношение компонентов (Н2 -СО2)/(СО+СО2) находится в пределах 1,7-2,3, а процесс конверсии синтез-газа проводят при кратности циркуляции не менее 15. Изобретения также касается способа, в котором поток синтез-газа, имеющий объемное соотношение компонентов (Н 2-СО2)/(СО+СО2) меньше 1,7, с содержанием N2 от 20 до 30 об.% и содержанием СО2 от 1 до 15 об.% делят на два потока, затем из первого потока выделяют Н2 и добавляют во второй поток в количестве, позволяющем снизить содержание N2 во втором потоке до концентрации ниже 20 об.% и повысить объемное соотношение компонентов (Н 2-СО2)/(СО+СО2) во втором потоке до 1,7-2,3, который далее направляют на контактирование с бифункциональным катализатором при кратности циркуляции не менее 15, при этом первый поток после отделения H2 идет на сжигание. Технический результат - получение бензиновых фракций с концентрацией бензола менее 1 мас.%, селективностью по углеводородам С 5+ не ниже 70 мас.% и метану - не выше 5 мас.%. 2 н.п. ф-лы, 1 табл., 6 пр.

Способ получения углеводородных бензиновых фракций из синтез-газа, разбавленного азотом и диоксидом углерода (Варианты)

Изобретение относится к органической химии, а именно к способам получения углеводородов, в частности к получению углеводородов С5+ каталитической конверсией смеси СО, Н2 , N2, CO2 и СН4 (далее именуемой синтез-газом). Получаемые при этом жидкие углеводородные фракции могут быть использованы в качестве автобензинов с низким содержанием бензола.

Ограниченность запасов нефти и геополитическая зависимость ее цен на мировом рынке делают необходимым переориентирование производства части моторного топлива и ценных органических соединений с традиционного нефтяного сырья на альтернативное.

Альтернативными источниками углерода и водорода рассматривают уголь, природный и попутный нефтяной газы, торф, растительную и животную биомассу (древесина, твердые бытовые и коммерческие отходы, биоилы), биогаз различного происхождения и отходящие газы металлургии и коксохимии. Так, например, при паровой газификации биомассы и подземной газификации углей образуется генераторный газ с высоким содержанием СО, H2, СО2 и N2, a содержание N2 может превышать 50% - при воздушном окислении исходного сырья.

Актуальность работ в направлении переработки синтез-газа с повышенным содержанием азота и диоксида углерода определяется также высокими ценами на сырую нефть и моторные топлива, а также ужесточением законодательных требований к производству моторных топлив в отношении ароматических углеводородов и серосодержащих соединений.

Особенное значение для защиты окружающей среды является утилизация отходящих газов и уничтожение огромных мусорных свалок, биоиловых полей и медицинских биологических отходов с получением товарной продукции (синтетических жидких углеводородов) через газификацию органической части потенциального техногенного сырья.

Известен способ синтеза тяжелых углеводородов, предложенный осуществить на установке для конверсии природного газа с образованием тяжелых углеводородов, состоящей из 3 частей: установки для получения синтез-газа, установки синтеза тяжелых углеводородов и установки электролиза воды [патент США № 6277338, 2001]. Согласно данному способу воздух сжимается турбокомпрессором, который приводится в действие газовой турбиной, и после смешения с природным газом (СН4) поступает в автотермический каталитический реактор для получения синтез-газа, содержащего H2, CO, CO2, N2 и H2О, который охлаждается и попадает в сепаратор, где отделяется сконденсировавшаяся влага. Синтез-газ, к которому добавляется Н2, полученный при электролизе воды, идет в каталитический реактор установки Фишера-Тропша, где происходит образование тяжелых углеводородов и воды. Продукты реакции охлаждаются и поступают в сепаратор, из которого отбираются в сборник целевые продукты, сконденсировавшаяся вода, идущая в электролизер, и несконденсировавшиеся газы, которые смешиваются со сжатым воздухом и сжигаются. Горячие продукты сгорания направляются в газовую турбину, расширяются и выводятся из установки. Кислород, полученный при электролизе воды, добавляется к воздуху, поступающему в турбокомпрессор; обогащенный кислородом воздух идет в автотермический каталитический реактор для получения синтез-газа.

Известен способ получения углеводородов из синтез-газа, моделирующего газы подземной газификации углей [Лапидус А.Л., Каторгин Б.И., Елисеев О.Л., и др. Химия твердого топлива, 2011, № 3, 26-29]. Согласно данному способу в качестве исходного синтез-газа были использованы модельные газовые смеси состава, об.%: 12,1 СО, 24,0 Н2, 56,9 N2, 7,0 СO 2 (газ 1) и 19,4 CO, 35,9 Н2, 19,7 N2 , 25,0 СO2 (газ 2). Жидкие углеводороды, образующиеся в синтезе Фишера-Тропша на кобальтовом катализаторе при давлении 10 атм и температурах 180-230°С, представляют собой смесь парафинов нормального (80-85 мас.%) и изо-строения (12-18 мас.%), с незначительной примесью (до 5 мас.%) олефинов. Основным недостатком данного способа является невысокое содержание низкооктановой (за счет н-парафинов) бензиновой фракции (36-39 мас.%) в полученных жидких углеводородах при высоком содержании легкозастывающей дизельной фракции (41-47 мас.%) и твердых углеводородов (до 23 мас.%).

Известен способ получения углеводородов из синтез-газа, разбавленного азотом до 50 об.%, при давлении 30 атм и температурах 230-320°С с бинарными каталитическими системами на основе катализаторов синтеза Фишера-Тропша и цеолита типа ZSM-5 [Вытнова Л.А., Клигер Г.А., Боголепова Е.И. и др. Нефтехимия, 2001, т.41, № 3, 201-208]. Согласно данному способу жидкими продуктами превращения синтез-газа являются бензиновая фракция (углеводороды С510), дизельная фракция (углеводороды С1020), твердые парафины C21+ и реакционная вода, содержащая кислородсодержащие соединения. Данный способ получения углеводородов имеет ряд существенных недостатков:

1) высокое метанообразование - от 17 до 40 мас.% от суммы углеводородов;

2) низкая селективность процесса по углеводородам С5+ - 37-50 мас.%;

3) 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 газообразных углеводородах и спиртах, а также переходят в СO2).

Известен способ получения углеводородных бензиновых фракций из газа, содержащего Н2 и СO2 или Н2, СO2 и СО, путем контактирования газа при температуре 320-440°С, давлении 40-100 атм и объемном отношении Н2/(СО+СO2), равном 1-3, с катализатором, содержащим цеолит типа ZSM-5 или ZSM-11 и металлоксидный компонент, включающий оксиды цинка, меди и/или хрома [патент РФ № 2089533, 1997]. Согласно данному способу целевыми продуктами превращения смеси Н2, СO2 (и в отдельных примерах H2, СO2 и СО) являются жидкие бензиновые фракции углеводородов с высоким (от 40 до 84 мас.%) содержанием ароматических углеводородов. Основными недостатками способа являются низкие выходы (40-120 г/нм3 синтез-газа) и производительность процесса по бензиновой фракции (20-125 г/л катализатора/ч), которая не соответствует Европейскому стандарту Евро-4 по содержанию ароматических углеводородов.

Наиболее близким к изобретению является способ получения углеводородных бензиновых фракций из синтез-газа, содержащего СО, H2 , N2, СН4 и СO2 и имеющего объемное отношение Н2/(СО+СO2), равное 1-3, при этом исходный синтез-газ содержит CH4 от 0,5 до 10 об.% и N2 от 0,5 до 10 об.%, а в сумме содержание СH4 и N2 в синтез-газе не превышает 15 об.% [патент РФ № 2342354, 2008]. Исходный синтез-газ контактируют с бифункциональным катализатором, содержащим цеолит со структурой ZSM-5 или ZSM-11, в составе которого имеется железо в количестве от 0,1 до 1 мас.%, и металлоксидный компонент, при температуре 320-440°С и давлении 40-100 атм при циркуляции газового потока после реактора при объемном отношении количества циркулирующего газа к исходному синтез-газу предпочтительно равному 4-30.

Основными недостатками выбранного прототипа являются:

1. Ограниченное содержание N2 в исходном синтез-газе - от 0,5 до 10 об.%.

2. Ограниченное содержание CO2 в исходном синтез-газе - от 0,1 до 1 об.%.

3. Суммарное содержание N2 и CO2 в исходном синтез-газе показано в пределах от 1 до 10 об.% (на основании Формулы изобретения и приведенных примеров).

Задачей настоящего изобретения является получение углеводородных бензиновых фракций с низким содержанием бензола, высокой селективностью по углеводородам C5+ и низкой селективностью по метану из синтез-газа, разбавленного азотом от более чем 10 до 30 об.% и диоксидом углерода от 1 до 15 об.%.

Поставленная задача решается двумя вариантами способа.

В первом варианте способа задача решается тем, что в способе получения углеводородных бензиновых фракций из синтез-газа, имеющего объемное отношение H2/(CO+CO2), равное 1-3, разбавленного азотом от более чем 10 до 20 об.% и диоксидом углерода от 1 до 15 об.%, при этом суммарное содержание N2 и CO 2 в синтез-газе составляет не более 30 об.%, а объемное соотношение компонентов (H2-CO2)/(CO+CO 2) находится в пределах 1,7-2,3, путем контактирования газа при температуре 360-440°C, давлении 40-100 атм и кратности циркуляции не менее 15, с бифункциональным катализатором, содержащим цеолит со структурой ZSM-5 или ZSM-11, в составе которого имеется железо в количестве от 0,1 до 1 мас.%, и металлоксидный компонент, состоящий из оксидов Zn, Cr и W.

Во втором варианте способа задача решается тем, что в способе получения углеводородных бензиновых фракций из синтез-газа, имеющего объемное отношение H2/(CO+CO2), равное 1-3, путем контактирования газа при температуре 360-440°C и давлении 40-100 атм с бифункциональным катализатором, содержащим цеолит со структурой ZSM-5, в составе которого имеется железо в количестве от 0,1 до 1 мас.%, и металлоксидный компонент, состоящий из оксидов Zn, Cr и W, поток синтез-газа, имеющего объемное соотношение компонентов (H2-CO 2)/(CO+CO2) меньше 1,7, с содержанием N 2 от 20 до 30 об.% и содержанием CO2 от 1 до 15 об.% делят на два потока, затем из первого потока выделяют H2 и добавляют во второй поток в количестве, позволяющем снизить содержание N2 во втором потоке до концентрации ниже 20 об.% и повысить объемное соотношение компонентов (H 2-CO2)/(CO+CO2) во втором потоке до 1,7-2,3, который далее направляют на контактирование с бифункциональным катализатором при кратности циркуляции не менее 15, при этом первый поток после отделения Н2 идет на сжигание.

Отличительными признаками изобретения являются:

- содержание N2 в исходном синтез-газе составляет от более чем 10 до 20 об.% (вариант 1);

- содержание N2 в исходном синтез-газе составляет от 20 до 30 об.% (вариант 2);

- содержание CO 2 в исходном синтез-газе составляет от 1 до 15 об.% (варианты 1 и 2);

- суммарное содержание N2 и CO2 в исходном синтез-газе составляет не более 30 об.% (вариант 1);

- объемное соотношение компонентов в исходном синтез-газе (H2-CO2)/(CO+CO 2) находится в пределах 1,7-2,3 (вариант 1);

- процесс конверсии синтез-газа проводят при кратности циркуляции не менее 15 (варианты 1 и 2);

- поток исходного синтез-газа, имеющего объемное соотношение компонентов (H 2-CO2)/(CO+CO2) меньше 1,7, делят на два потока, затем из первого потока выделяют H2 и добавляют во второй поток в количестве, позволяющем снизить содержание N2 во втором потоке до концентрации ниже 20 об.% и повысить объемное соотношение компонентов (H2 -CO2)/(CO+CO2) во втором потоке до 1,7-2,3 (вариант 2).

Экспериментально установлено, что предельными для синтеза бензиновых фракций углеводородов на заявленном бифункциональном катализаторе являются максимальная концентрация N2 в исходном синтез-газе - 20 об.% одновременно с максимальным содержанием CO2 - 15 об.% при условии соблюдения в исходном синтез-газе объемного соотношения компонентов (H2-CO2)/(CO+CO2) в пределах 1,7-2,3 и кратности циркуляции (объемного отношения количества циркулирующего газа к исходному синтез-газу) не менее 15.

Выбор условий проведения процесса синтеза бензиновой фракции из газа, содержащего H2, CO, N2 , CO2 и CH4, обусловлен следующими факторами. Повышенное давление 40-100 атм необходимо для более глубокого превращения синтез-газа. Нижняя граница температурного интервала работы бифункционального катализатора (360°C) определена по минимальной активности катализатора в условиях разбавления синтез-газа N2 и CO2, превышение верхнего предела температуры (440°C) приводит к снижению срока службы металлоксидного компонента бифункционального катализатора. Объемная скорость подачи исходного синтез-газа определяется активностью используемого бифункционального катализатора при фиксированном давлении и температуре.

В условиях высокой конверсии исходного сырья - синтез-газа, разбавленного N2 и CO2, наблюдается значительный рост суммарной концентрации N2 и CO2 в циркуляционном газе (до 60 об.% и более). Обогащение реакционной газовой смеси N2 и CO2 приводит к снижению скорости протекания реакций синтеза углеводородов, и как следствие - к понижению активности (производительности) катализатора, но в то же время улучшает тепловой баланс в реакторе - выравниваются температуры по слою катализатора.

Присутствие железа в составе цеолита бифункционального катализатора приводит к образованию дополнительного количества активных центров, ведущих реакции синтеза углеводородов, и повышает уровень активности катализатора в условиях разбавления исходного синтез-газа азотом и диоксидом углерода.

Сущность предлагаемого способа и его практическая применимость иллюстрируется нижеприведенными примерами. Примеры 1-2 - прототип, примеры 3-6 - предлагаемый способ.

Пример 1 (прототип). Синтез-газ, содержащий (в об.%) H2 (64,2), CO (33,8), CO2 (1,0), N2 (0,5) и CH4 (0,5), подают на установку с объемной скоростью 710 ч-1, где он смешивается с циркуляционным газом перед входом в реактор. Полученная газовая смесь контактирует с бифункциональным катализатором, содержащим цеолит типа ZSM-5 и металлоксидный компонент, при температуре 400°C и давлении 80 атм. Парогазовый поток после контактирования охлаждают и в сепараторе отделяют жидкие продукты от газовой фазы. Жидкие продукты последовательно разделяют на бензиновую фракцию, метанольную воду и растворенные в них CO 2 и углеводороды C3-C4. Для предотвращения накопления метана и легких углеводородов часть газового потока после сепаратора постоянно выводят из циркуляционного контура, а основной газовый поток смешивают с исходным синтез-газом и подают в реактор синтеза углеводородов. Содержание железа в используемых цеолитах бифункционального катализатора, объемные соотношения компонентов в исходном синтез-газе, условия проведения и основные показатели опыта показаны в таблице 1.

Пример 2 (прототип). Синтез-газ, содержащий (в об.%) H2 (55,1), CO (31,0), CO2 (0,1), N2 (9,6) и CH 4 (4,2), подают на установку с объемной скоростью 880 ч -1, где он смешивается с циркуляционным газом перед входом в реактор.Полученная газовая смесь контактирует с бифункциональным катализатором, содержащим цеолит типа ZSM-5 и металлоксидный компонент, при температуре 400°C и давлении 80 атм. Парогазовый поток после контактирования охлаждают и в сепараторе отделяют жидкие продукты от газовой фазы. Жидкие продукты последовательно разделяют на бензиновую фракцию, метанольную воду и растворенные в них CO2 и углеводороды C3-C4 . Для предотвращения накопления метана и легких углеводородов часть газового потока после сепаратора постоянно выводят из циркуляционного контура, а основной газовый поток смешивают с исходным синтез-газом и подают в реактор синтеза углеводородов. Содержание железа в используемых цеолитах бифункционального катализатора, объемные соотношения компонентов в исходном синтез-газе, условия проведения и основные показатели опыта показаны в таблице 1.

Пример 3. Синтез-газ, содержащий (в об.%) H2 (62,8), CO (11,2), CO2 (14,3), N2 (11,2) и CH 4 (0,5), подают на установку с объемной скоростью 520 ч -1, где он смешивается с циркуляционным газом перед входом в реактор. Полученная газовая смесь контактирует с бифункциональным катализатором, содержащим цеолит типа ZSM-5 и металлоксидный компонент, при температуре 420°C и давлении 80 атм. Парогазовый поток после контактирования охлаждают и в сепараторе отделяют жидкие продукты от газовой фазы. Жидкие продукты последовательно разделяют на бензиновую фракцию, метанольную воду и растворенные в них CO2 и углеводороды C3-C4 . Для предотвращения накопления метана и легких углеводородов часть газового потока после сепаратора постоянно выводят из циркуляционного контура, а основной газовый поток смешивают с исходным синтез-газом и подают в реактор синтеза углеводородов. Содержание железа в используемых цеолитах бифункционального катализатора, объемные соотношения компонентов в исходном синтез-газе, условия проведения и основные показатели опыта показаны в таблице 1.

Пример 4. Синтез-газ, содержащий (в об.%) H2 (53,5), CO (24,4), CO2 (2,5), N2 (19,1) и CH 4 (0,5), подают на установку с объемной скоростью 130 ч -1, где он смешивается с циркуляционным газом перед входом в реактор. Полученная газовая смесь контактирует с бифункциональным катализатором, содержащим цеолит типа ZSM-5 и металлоксидный компонент, при температуре 400°C и давлении 80 атм. Парогазовый поток после контактирования охлаждают и в сепараторе отделяют жидкие продукты от газовой фазы. Жидкие продукты последовательно разделяют на бензиновую фракцию, метанольную воду и растворенные в них CO2 и углеводороды C3-C4 . Для предотвращения накопления метана и легких углеводородов часть газового потока после сепаратора постоянно выводят из циркуляционного контура, а основной газовый поток смешивают с исходным синтез-газом и подают в реактор синтеза углеводородов. Содержание железа в используемых цеолитах бифункционального катализатора, объемные соотношения компонентов в исходном синтез-газе, условия проведения и основные показатели опыта показаны в таблице 1.

Пример 5. Поток синтез-газа, имеющего объемное отношение компонентов H2/(CO+CO2) равное 1,1, с содержанием N 2 22 об.% и содержанием CO2 7 об.% делят на два потока, затем из первого потока выделяют H2 и добавляют во второй поток в количестве, позволяющем снизить содержание N2 во втором потоке до концентрации 15,7 об.% и повысить объемное соотношение компонентов (H2-CO2 )/(CO+CO2) во втором потоке до 2,0, который далее направляют на контактирование с бифункциональным катализатором при кратности циркуляции 20, при этом первый поток после отделения H2 идет на сжигание. Второй поток, содержащий (в об.%) H2 (57,2), CO (21,4), CO2 (5,0), N 2 (15,7) и CH4 (0,7), подают на установку с объемной скоростью 300 ч-1, где он смешивается с циркуляционным газом перед входом в реактор. Полученная газовая смесь контактирует с бифункциональным катализатором, содержащим цеолит типа ZSM-5 и металлоксидный компонент, при температуре 390°C и давлении 80 атм. Парогазовый поток после контактирования охлаждают и в сепараторе отделяют жидкие продукты от газовой фазы. Жидкие продукты последовательно разделяют на бензиновую фракцию, метанольную воду и растворенные в них CO2 и углеводороды C 3-C4. Для предотвращения накопления метана и легких углеводородов часть газового потока после сепаратора постоянно выводят из циркуляционного контура, а основной газовый поток смешивают с исходным синтез-газом и подают в реактор синтеза углеводородов. Содержание железа в используемых цеолитах бифункционального катализатора, объемные соотношения компонентов во втором потоке, условия проведения и основные показатели опыта показаны в таблице 1.

Пример 6. Поток синтез-газа, имеющего объемное отношение компонентов H2/(CO+CO2) равное 1,0, с содержанием N2 25 об.% и содержанием CO 2 6 об.% делят на два потока, затем из первого потока выделяют H2 и добавляют во второй поток в количестве, позволяющем снизить содержание N2 во втором потоке до концентрации 18,2 об.% и повысить объемное соотношение компонентов (H 2-CO2)/(CO+CO2) во втором потоке до 1,9, который далее направляют на контактирование с бифункциональным катализатором при кратности циркуляции 22, при этом первый поток после отделения H2 идет на сжигание. Второй поток, содержащий (в об.%) H2 (54,0), CO (21,9), CO2 (4,4), N2 (18,2) и CH4 (1,5), подают на установку с объемной скоростью 190 ч-1, где он смешивается с циркуляционным газом перед входом в реактор. Полученная газовая смесь контактирует с бифункциональным катализатором, содержащим цеолит типа ZSM-5 и металлоксидный компонент, при температуре 410°C и давлении 80 атм. Парогазовый поток после контактирования охлаждают и в сепараторе отделяют жидкие продукты от газовой фазы. Жидкие продукты последовательно разделяют на бензиновую фракцию, метанольную воду и растворенные в них CO2 и углеводороды C3-C4. Для предотвращения накопления метана и легких углеводородов часть газового потока после сепаратора постоянно выводят из циркуляционного контура, а основной газовый поток смешивают с исходным синтез-газом и подают в реактор синтеза углеводородов. Содержание железа в используемых цеолитах бифункционального катализатора, объемные соотношения компонентов во втором потоке, условия проведения и основные показатели опыта показаны в таблице 1.

Как видно из приведенных примеров и представленных в таблице 1 результатов, в предлагаемом способе на бифункциональном катализаторе, содержащем цеолит со структурой ZSM-5 и металлоксидный компонент, при температуре 360-440°C, давлении 40-100 атм и кратности циркуляции не менее 15 была получена бензиновая фракция с концентрацией бензола менее 1 мас.% при селективности по углеводородам C5+ не ниже 70 мас.% и метану - не выше 5 мас.% из синтез-газа, разбавленного от более чем 10 об.% азотом и от 1 до 15 об.% диоксидом углерода.

Таблица 1
Сравнение параметров и показателей процессов превращения синтез-газа по прототипу и заявляемому способу
Условия опыта и основные показатели ПРИМЕРЫ
1 234 5*6*
H 2/(CO+CO2) в исходном синтез-газе, об./об. 1,81,8 2,52,02,2 2,1
(H2 -CO2)/(CO+CO2) в исходном синтез-газе, об./об.1,81,8 1,91,9 2,01,9
Содержание CO2 в исходном синтез-газе, об.% 1,00,114,3 2,55,0 4,4
Содержание N2 в исходном синтез-газе, об.%0,5 9,611,219,1 15,718,2
способ получения углеводородных бензиновых фракций из синтез-газа,   разбавленного азотом и диоксидом углерода (варианты), патент № 2510388 (N2+CO2) в исходном синтез-газе, об.%1,59,7 25,521,6 20,722,6
Содержание железа в используемых цеолитах бифункционального катализатора, мас.%0,670,94 0,200,94 0,940,75
Кратность циркуляции16 2925100 2022
Давление, атм8080 808080 80
Температура, °C 400400420 400390 410
Объемная скорость исходного синтез-газа, ч-1710 880520130 300190
Конверсия CO, %85 8178 868285
Конверсия CO2, % --82 ---
Селективность по углеводородам C5+ , мас.%Не показаны Не показаны78,4 78,678,978,8
Селективность по CH4, мас.% 4,34,1 4,14,2
Содержание бензола во фракции C5+, мас.% 0,50,40,6 0,7
Выход фракции C5+ на поданный CO+CO2+H2, г/нм 3138137 114128 104114

*в примерах 5 и 6 таблицы 1 показаны характеристики второго потока после добавления Н2 (вариант 2 Формулы изобретения), который далее направляют на контактирование с катализатором

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Способ получения углеводородных бензиновых фракций из синтез-газа, разбавленного азотом и диоксидом углерода, имеющего объемное отношение H2/(CO+CO2), равное 1-3, путем контактирования газа при температуре 360-440°C и давлении 40-100 атм с бифункциональным катализатором, содержащим цеолит со структурой ZSM-5 или ZSM-11, в составе которого имеется железо в количестве от 0,1 до 1 мас.%, и металлоксидный компонент, состоящий из оксидов Zn, Cr и W, при циркуляции газового потока после реактора, отличающийся тем, что содержание N2 в синтез-газе составляет от более чем 10 до 20 об.%, а содержание CO2 составляет от 1 до 15 об.%, при этом суммарное содержание N 2 и CO2 в синтез-газе составляет не более 30 об.%, а объемное соотношение компонентов (H2-CO 2)/(CO+CO2) находится в пределах 1,7-2,3, процесс конверсии синтез-газа проводят при кратности циркуляции не менее 15.

2. Способ получения углеводородных бензиновых фракций из синтез-газа, разбавленного азотом и диоксидом углерода, имеющего объемное отношение Н2/(CO+CO2), равное 1-3, путем контактирования газа при температуре 360-440°C и давлении 40-100 атм с бифункциональным катализатором, содержащим цеолит со структурой ZSM-5, в составе которого имеется железо в количестве от 0,1 до 1 мас.%, и металлоксидный компонент, состоящий из оксидов Zn, Cr и W, при циркуляции газового потока после реактора, отличающийся тем, что поток синтез-газа, имеющего объемное соотношение компонентов (Н2-CO2)/(CO+CO2 ) меньше 1,7, с содержанием N2 от 20 до 30 об.% и содержанием CO2 от 1 до 15 об.% делят на два потока, затем из первого потока выделяют Н2 и добавляют во второй поток в количестве, позволяющем снизить содержание N 2 во втором потоке до концентрации ниже 20 об.% и повысить объемное соотношение компонентов (Н2-CO2 )/(CO+CO2) во втором потоке до 1,7-2,3, который далее направляют на контактирование с бифункциональным катализатором при кратности циркуляции не менее 15, при этом первый поток после отделения Н2 идет на сжигание.


Скачать патент РФ Официальная публикация
патента РФ № 2510388

patent-2510388.pdf
Патентный поиск по классам МПК-8:

Класс C07C1/04 реакцией оксида углерода с водородом 

Патенты РФ в классе C07C1/04:
способ получения катализатора для процесса метанирования -  патент 2528988 (20.09.2014)
способ и устройство для изготовления частиц защищенного катализатора с помощью расплавленного органического вещества -  патент 2528424 (20.09.2014)
способ оптимизации функционирования установки для синтеза углеводородов из синтез-газа путем контроля парциального давления со -  патент 2525291 (10.08.2014)
катализатор для прямого получения синтетической нефти, обогащенной изопарафинами, и способ его получения -  патент 2524217 (27.07.2014)
регенерация катализатора фишера-тропша путем его окисления и обработки смесью карбоната аммония, гидроксида аммония и воды -  патент 2522324 (10.07.2014)
способ производства метанола, диметилового эфира и низкоуглеродистых олефинов из синтез-газа -  патент 2520218 (20.06.2014)
катализаторы -  патент 2517700 (27.05.2014)
способ производства метанола, диметилового эфира и низкоуглеродистых олефинов из синтез-газа -  патент 2516702 (20.05.2014)
пористый керамический каталитический модуль и способ переработки отходящих продуктов процесса фишера-тропша с его использованием -  патент 2506119 (10.02.2014)
способ осуществления синтеза фишера-тропша -  патент 2503706 (10.01.2014)

Класс C10G2/00 Получение жидких углеводородных смесей неопределенного состава из оксидов углерода

Патенты РФ в классе C10G2/00:
способ переработки углеводородного газа в стабильные жидкие синтетические нефтепродукты и энергетический комплекс для его осуществления -  патент 2527536 (10.09.2014)
способ оптимизации функционирования установки для синтеза углеводородов из синтез-газа путем контроля парциального давления со -  патент 2525291 (10.08.2014)
способ получения углеводородных продуктов -  патент 2524957 (10.08.2014)
комплексная установка для переработки газа -  патент 2524720 (10.08.2014)
регенерация катализатора фишера-тропша путем его окисления и обработки смесью карбоната аммония, гидроксида аммония и воды -  патент 2522324 (10.07.2014)
катализаторы -  патент 2517700 (27.05.2014)
сформированные катализаторные блоки -  патент 2514191 (27.04.2014)
способ осуществления синтеза фишера-тропша -  патент 2503706 (10.01.2014)
способ получения катализатора синтеза углеводородов и его применение в процессе синтеза углеводородов -  патент 2502559 (27.12.2013)
способ получения биотоплива, где теплоту от реакций образования углерод-углеродных связей используют для проведения реакций газификации биомассы -  патент 2501841 (20.12.2013)


Наверх