КОБАЛЬТ-ЦЕОЛИТНЫЕ КАТАЛИЗАТОРЫ СИНТЕЗА ФИШЕРА–ТРОПША, СОДЕРЖАЩИЕ МЕТАЛЛИЧЕСКИЙ АЛЮМИНИЙ РАЗЛИЧНЫХ ТИПОВ
Аннотация
Синтез Фишера–Тропша, который сопровождается выделением существенного количества тепла, неизбежно накладывает строгие требования к тепло- и массопереносу в слое катализатора для обеспечения высокой производительности и селективности по углеводородам С5+. В настоящей работе в качестве теплопроводящей добавки были использованы пудры металлического алюминия разных видов, которые вводили в состав гранулированного композитного кобальтового катализатора, содержащего цеолит. Было изучено влияние размера частиц порошка металлического алюминия на некоторые физико-химические характеристики композита, основные каталитические показатели и состав образующихся углеводородов С5+. Синтезированные и исследованные катализаторы синтеза Фишера–Тропша, содержащие в качестве теплопроводящей добавки порошок металлического алюминия, отличающийся формой и размером частиц, проявляли различную каталитическую активность в реакциях образования углеводородов С5+ и отличались составом полученных продуктов. Установлено, что размер частиц исходного порошка теплопроводящей добавки определяет теплопроводящие свойства синтезированного композита: чем больше размер частиц исходного порошка металлического алюминия, тем выше коэффициент теплопроводности сформованного носителя. Это в свою очередь определяло производительность композита в синтезе углеводородов С5+ из СО и Н2. Пористая система зависела в первую очередь от формы частиц (сфера или чешуйка) и производителя порошка алюминия. Селективность катализатора и состав продуктов синтеза, по всей видимости, зависели от способа получения и химического состава порошка алюминия в большей степени, чем от их размера. Наиболее селективным в образовании жидких углеводородов был катализатор, содержащий чешуйки металлического алюминия марки ПАП-2 производства компании РУСАЛ. Он также обладал достаточно высокой производительностью, что делает его наиболее перспективным для дальнейшего применения ввиду его стоимости и доступности на российском рынке.
Для цитирования:
Асалиева Е.Ю., Синева Л.В., Мордкович В.З. Кобальт-цеолитные катализаторы синтеза Фишера–Тропша, содержащие металлический алюминий различных типов. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2023. Т. 66. Вып. 10. С. 44-51. DOI: 10.6060/ivkkt.20236610.12y.
Литература
Steynberg A.P., Dry M.E. Fischer–Tropsch technology. Elsevier Science & Technology. 2004. 722 p. DOI: 10.1016/S0167-2991(04)80459-2.
Asalieva E., Sineva L., Sinichkina S., Solomonik I., Gryaznov K., Pushina E., Kulchakovskaya E., Kulnitskiy B., Ovsyannikov D., Mordkovich V. // Appl. Catal. A: Gen. 2020. V. 601. P. 117639. DOI: 10.1016/j.apcata.2020.117639.
de Klerk A., Furimsky E. Catalysis in the refining of Fischer–Tropsch syncrude. Cambridge, UK: RSC Publ. 2010. 279 p. DOI: 10.1039/9781849732017.
Maitlis P.M., de Klerk A. Greener Fisсher–Tropsсh processes for fuels and feedstock. Weinheim, Germany: Wiley–VCH. 2013. 372 p. DOI: 10.1002/9783527656837.
Gorshkov A.S., Sineva L. V., Gryaznov K.O., Asalieva E.Yu., Mordkovich V.Z. // Catal. Ind. 2023. V. 15. N 2. P. 152–164. DOI: 10.1134/S207005042302006X.
Fratalocchi L., Visconti C.G., Groppi G., Lietti L., Tronconi E. // Chem. Eng. J. 2018. V. 349. P. 829–837. DOI: 10.1016/j.cej.2018.05.108.
Rößler S., Kern C., Jess A. // Catal. Sci.Technol. 2019. V. 9. P. 4047—4054. DOI: 10.1039/c9cy00671k.
Merino D., Sanz O., Montes M. // Chem. Eng. J. 2017. V. 327. P. 1033–1042. DOI: 10.1016/j.cej.2017.07.003.
Gorshkov A.S., Sineva L.V., Gryaznov K.O., Mitberg E.B., Mordkovich V.Z. // ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2022. V. 65. N 11. P. 65–70 (in Russian). DOI: 10.6060/ivkkt.20226511.2y.
Solomonik I.G., Gryaznov K.O., Mitberg E.B., Mordkovich V.Z. // ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2020. V. 63. N 12. P. 71–76 (in Russian). DOI: 10.6060/ivkkt.20206312.11у.
Holmen A., Venvik H.J., Myrstad R., Zhu J., Chen D. // Catal. Today. 2013. V. 216. P. 150–157. DOI: 10.1016/j.cattod.2013.06.006.
Sheng M., Yang H., Cahela D.R., Yantz Jr. W.R., Gonzalez C.F., Tatarchuk B.J. // Appl. Catal. A: Gen. 2012. V. 445–446. P. 143–152. DOI: 10.1016/j.apcata.2012.08.012.
Visconti C.G., Tronconi E., Groppi G., Lietti L., Iovane M., Rossini S., Zennaro R. // Chem. Eng. J. 2011. V. 171. P. 1294–1307. DOI: 10.1016/j.cej.2011.05.014.
Lacroix M., Dreibine L., de Tymowski B., Vigneron F., Edouard D., Bégin D., Nguyen P., Pham C., Savin-Poncet S., Luck F., Ledoux M.-J., Pham-Huu C. // Appl. Catal. A: Gen. 2011. V. 397. P. 62–72. DOI: 10.1016/j.apcata.2011.02.012.
Asalieva E., Gryaznov K., Kulchakovskaya E., Ermolaev I., Sineva L., Mordkovich V. // Appl. Catal. A: Gen. 2015. V. 505. P. 260-266. DOI: 10.1016/j.apcata.2015.08.006.
Kim J., Nese V., Joos J., Jeske K., Duyckaerts N., Pfänder N., Prieto G. // J. Mater. Chem. A. 2018. V. 6. P. 21978-21989. DOI: 10.1039/c8ta07512c.
Yang X.Y., Chen L.H., Li Y., Rooke J.C., Sanchez C., Su B.L. // Chem. Soc. Rev. 2017. V. 46. P. 481–558. DOI: 10.1039/C6CS00829A.
Savost’yanov A.P., Yakovenko R.E., Narochnyi G.B., Zubkov I.N., Sulima S.I., Soromotin V.N., Mitchenko S.A. // Petrol. Chem. 2020. V. 60. P. 81–91. DOI: 10.1134/S0965544120010120.
Cejka J., Corma A., Zones S. Zeolites and catalysis. Synthesis, reactions and applications. Weinheim, Germany: Wiley-VCH. 2010. 881 p. DOI: 10.1002/9783527630295.
Sartipi S., van Dijk J.E., Gascon J., Kapteijn F. // Appl. Catal. A: Gen. 2013. V. 456. P. 11–22. DOI: 10.1016/j.apcata.2013.02.012.
Sineva L.V., Asalieva E.Yu., Mordkovich V.Z. // Usp. Khim. 2015. V. 84. N 11. P. 1176–1189 (in Russian). DOI: 10.1070/RCR4464.
