Бифункциональный кобальтсодержащий цеолитный катализатор, способ его получения и способ получения ароматических углеводородов



Владельцы патента RU 2407730:

Общество с ограниченной ответственностью "Аромагаз" (RU)

Изобретение относится к нефтехимии, а именно к бифункциональному кобальтсодержащему цеолитному катализатору для синтеза ароматических углеводородов (смесь бензола, толуола, ксилолов и этилбензола) из синтез-газа, содержащему структурный промотор - оксид магния (II) и энергетический промотор - оксид титана или оксид гафния, в котором в качестве цеолитного компонента используют цеолит ЦВМ в Ga-форме с мольным отношением SiO2/Al2O3=30, а сотношение компонентов в вес.ч.: кобальт 50-150, оксид магния (II) 2-8, оксид гафния или оксид титана 2-5, цеолит (Ga-форма) 100-300, способу его получения и способу получения ароматических углеводородов из синтез-газа с использованием указанного катализатора. Технический результат - возможность осуществлять селективный синтез ароматических углеводородов с выходом целевых продуктов до 143 г/м3. Катализатор характеризуется низким образованием диоксида углерода - основного побочного продукта синтеза, выход которого не превышает 100 г/м3, а при оптимальном соотношении компонентов достигает 50 г/м3. Предложенный катализатор отличается высокой стабильностью и позволяет осуществлять синтез ароматических углеводородов без потери селективности по целевым продуктам синтеза в течение длительного времени (более 30 ч). 3 н. и 5 з.п. ф-лы, 1 табл.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к нефтехимии, газохиии, углехимии, а именно к способу получения бифункционального кобальтсодержащего цеолитного катализатора, применяемого для получения ароматических углеводородов (смеси бензола, толуола, ксилолов и этилбензола) из синтез-газа (смесь моноксида углерода с газообразным водородом), а также к способу получения ароматических углеводородов с использованием этого катализатора.

Уровень техники

Ароматические углеводороды находят широкое применение в качестве сырья для производства разнообразных химических продуктов, в частности полимеров. Эти соединения производят в основном путем риформинга нефтяных фракций.

К перспективным способам получения этих ценных химических продуктов относятся альтернативные методы, не использующие нефтяное сырье, например синтез ароматических углеводородов из синтез-газа (смеси СО и Н2) - продукта окислительной конверсии различного органического сырья (природного или попутного нефтяного газа, угля, тяжелых нефтяных остатков, биомассы различного происхождения и т.д.).

Альтернативные методы в основном состоят из нескольких химических стадий, например получение из моноксида углерода и водорода (синтез-газ) линейных парафинов и их риформинг с образованием ароматических углеводородов (аренов) или синтез метанола и его конверсия в ароматические углеводороды.

Однако наиболее перспективным методом получения аренов из синтез-газа является их прямой синтез в присутствии бифункциональных катализаторов.

Известны катализаторы для получения ароматических углеводородов из СО и Н2, приготовленные, например, механическим смешением оксида кобальта и цеолита ЦВМ в Н-форме и позволяющие синтезировать из СО и Н2 смесь бензола, толуола и ксилолов с выходами 40-50 г/м3 (А.Ю.Крылова, Т.М.Церцвадзе, Е.Л.Берман, А.Л.Лапидус. ХТТ, 1988, 5, С.75).

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ получения ароматических углеводородов из синтез-газа, содержащего СО и Н2, в присутствии бифункционального кобальтцеолитного катализатора 30%Co-4%MgO-3%ZrO2/HЦBM, содержащего в качестве носителя и кислотного компонента Н-форму цеолита ЦВМ с мольным отношением SiO2/Аl2О3=40 (Б.П.Тонконогов, М.В.Крылова, А.А.Дергачев, А.Л.Лапидус // Нефтепереработка и нефтехимия, 2003. - №6. - С.16).

Указанный катализатор готовят методом совместного осаждения активного компонента (кобальт) и промоторов (оксиды магния и циркония) на носитель и восстанавливают водородом при атмосферном давлении и температуре 450°С. Метод позволяет при практически полной конверсии синтез-газа с мольным отношением СО:Н2=1:1 при атмосферном давлении, температуре 280°С и объемной скорости подачи синтез-газа 100 ч-1 осуществлять синтез смеси ароматических углеводородов А6-A8 (бензола, толуола, ксилолов и этилбензола) с выходом целевых продуктов около 100 г/м3.

Недостатком этого катализатора является быстрая потеря его активности (в течение 2 ч), выражающаяся в резком снижении производительности катализатора по целевым продуктам (с 23 до 7 г/гКатч), а также высокое (около 130 г на 1 м3 пропущенного синтез-газа) образование диоксида углерода - побочного продукта синтеза, которое еще больше возрастает по мере потери катализатором активности (до 240 г/м3) и приводит и падению селективности в отношении образования целевых продуктов синтеза до ~10%.

Раскрытие изобретения

Задачей настоящего изобретения является создание эффективного катализатора для получения ароматических углеводородов (смеси бензола, толуола, ксилолов и этилбензола), отличающегося высокой стабильностью, сохраняющего во времени высокую селективность в отношении образования целевых продуктов и демонстрирующего низкий выход побочного продукта - диоксида углерода, а также способа получения такого катализатора и способа получения ароматических углеводородов из синтез-газа с применением такого катализатора.

Поставленная задача решается в бифункциональном кобальтсодержащем цеолитном катализаторе ЦВМ для получения ароматических углеводородов из синтез-газа, содержащем в качестве структурного промотора оксид магния (II), энергетического промотора - оксид титана или оксид гафния, а в качестве цеолитного компонента используют цеолит ЦВМ в Ga-форме с мольным отношением SiO2/Аl2О3=30, при следующем соотношении компонентов в вес.ч.:

кобальт 50-150,
оксид магния (II) 2-8,
оксид гафния или оксид титана 2-5,
цеолит (Ga-форма) 100-300.

Наиболее предпочтительными для указанного катализатора являются следующие содержания компонентов: кобальта 100 вес.ч., оксида магния 4 вес.ч., а оксида титана или оксида гафния, предпочтительно, 3 вес.ч., цеолита (Ga-форма), предпочтительно, 200 вес.ч.

Полученный в соответствии с предложенным изобретением катализатор перед использованием в синтезе ароматических углеводородов восстанавливают водородом при атмосферном давлении и температуре 400-450°С.

Поставленная задача решается в способе получения бифункционального кобальтсодержащего цеолитного катализатора, включающем совместное смешение водных растворов нитратов кобальта и энергетического промотора с получением осадка в виде основных карбонатов, смешение влажного осадка с сухими порошками оксида магния и цеолита ЦВМ и формование полученной массы с последующей сушкой, отличающемся тем, что в качестве нитрата промотора используют основной нитрат титана или гафния, а в качестве цеолита ЦВМ используют цеолит в Ga-форме с мольным отношением SiO2/Аl2О3=30.

Формование полученной массы предпочтительно проводить экструзией с последующим высушиванием экструдатов при температуре 100-150°С.

Поставленная задача решается в способе получения ароматических углеводородов из синтез-газа, содержащего моноксид углерода и водород, включающем контактирование газа с эффективным количеством указанного выше бифункционального кобальтсодержащего цеолитного катализатора при мольном отношении моноксида углерода и водорода 1:1, температуре 280°С, объемной скорости подачи газа 100 ч-1 и атмосферном давлении.

Установлено, что использование катализатора, соответствующего изобретению, позволяет осуществлять синтез ароматических углеводородов (смеси бензола, толуола, ксилолов и этилбензола) с низким образованием диоксида углерода - основного побочного продукта синтеза - без потери селективности по целевым продуктам синтеза в течение длительного времени.

Синтез ароматических углеводородов из оксида углерода и водорода можно осуществлять с использованием различных типов реакторов, например в реакторах с неподвижным, псевдоожиженным или суспендированным слоем катализатора. При этом размер частиц катализатора может варьироваться в зависимости от выбранного способа ведения процесса. Специалист может выбрать оптимальный размер частиц катализатора в зависимости от типа использованного реактора и выбранного режима.

Осуществление изобретения

Пример 1.

24,7 г нитрата кобальта гексагидрата, 1,3 г нитрата магния гексагидрата и 0,3 г основного нитрата гафния пентагидрата растворяют в 150 мл дистиллированной воды (раствор А). 20 г карбоната аммония (NH4)2CO3 растворяют в 200 мл воды (раствор Б). В высокий стакан помещают 10 г цеолита Ga-формы цеолита ЦВМ с мольным отношением SiO2/Аl2О3=30, приливают раствор А, а затем при интенсивном перемешивании добавляют раствор Б. Смесь доводят до кипения и кипятят в течение 5-10 мин. Полученный осадок отфильтровывают на воронке Бюхнера и промывают горячей водой для удаления NO3 --ионов (наличие NO3 --ионов контролируют по положительной реакции с дифениламином). Промытый влажный осадок формуют экструзией, экструдаты высушивают в сушильном шкафу при температуре 120-150°С и измельчают, отбирая фракцию 3 мм ×3-4 мм.

Полученный катализатор, приготовленный совместным осаждением, имеет состав, вес.ч.: 100Со:4MgO:3НfO2:200 цеолит.

Перед проведением синтеза катализатор восстанавливают водородом при атмосферном давлении и температуре 400-450°С.

Синтез ароматических углеводородов осуществляют, пропуская над катализатором синтез-газ с мольным отношением СО:Н2=1:1 с объемной скоростью 100 ч-1 при атмосферном давлении и температуре 280°С.

Результаты испытания катализатора приведены в таблице.

Пример 2.

24,7 г нитрата кобальта гексагидрата и 0,3 г основного нитрата гафния пентагидрата растворяют в 150 мл дистиллированной воды (раствор А). 20 г карбоната аммония (NH4)2CO3 растворяют в 200 мл воды (раствор Б). В высокий стакан помещают раствор А, к которому при интенсивном перемешивании добавляют раствор Б. Смесь доводят до кипения и кипятят в течение 5-10 мин. Полученный осадок отфильтровывают на воронке Бюхнера и промывают горячей водой для удаления NO3 --ионов (наличие NO3 --ионов контролируют по положительной реакции с дифениламином). Перемешивают 10 г Ga-формы цеолита ЦВМ с мольным отношением SiO2/Аl2О3=30 и 0,2 г оксида магния, к смеси добавляют полученный влажный осадок и тщательно смешивают, затем полученную смесь формуют экструзией, экструдаты высушивают в сушильном шкафу при температуре 120-150°С и измельчают, отбирая фракцию 3 мм ×3-4 мм.

Полученный катализатор, приготовленный в соответствии с предложенным изобретением, имеет состав, вес.ч.: 100Со:4MgO:3HfО2:200 цеолит.

Перед проведением синтеза катализатор восстанавливают водородом при атмосферном давлении и температуре 400-450°С.

Синтез ароматических углеводородов осуществляют, пропуская над катализатором синтез-газ с мольным отношением СО:Н2=1:1 с объемной скоростью 100 ч-1 при атмосферном давлении и температуре 280°С. Время эксперимента 2 ч.

Результаты испытания катализатора приведены в таблице.

Пример 3.

Бифункциональный кобальтцеолитный катализатор готовят по методике, описанной в примере 2, но при приготовлении в качестве носителя и кислотного компонента катализатора используют Н-форму цеолита ЦВМ с мольным отношением SiO2/Аl2О3=30.

Полученный катализатор, приготовленный в соответствии с предложенным изобретением, имеет состав, вес.ч.: 100Со:4MgO:3HfO2:200 цеолит.

Условия восстановления катализатора и синтеза ароматических углеводородов аналогичны условиям, приведенным в примере 2.

Результаты испытания катализатора приведены в таблице.

Пример 4.

Бифункциональный кобальтцеолитный катализатор готовят по методике, описанной в примере 2, но при приготовлении вместо основного нитрата гафния берут 0,39 г основного нитрата титана.

Полученный катализатор, приготовленный в соответствии с предложенным изобретением, имеет состав, вес.ч.: 100Со:4MgO:3TiO2:200 цеолит.

Условия восстановления катализатора и синтеза ароматических углеводородов аналогичны условиям, приведенным в примере 2.

Результаты испытания катализатора приведены в таблице.

Пример 5.

Бифункциональный кобальтцеолитный катализатор готовят по методике, описанной в примере 2, но при приготовлении берут 12,3 г нитрата кобальта гексагидрата.

Полученный катализатор, приготовленный в соответствии с предложенным изобретением, имеет следующий состав, вес.ч.: 500Со:4MgO:3HfO2:200 цеолит.

Условия восстановления катализатора и синтеза ароматических углеводородов аналогичны условиям, приведенным в примере 2.

Результаты испытания катализатора приведены в таблице.

Пример 6.

Бифункциональный кобальтцеолитный катализатор готовят по методике, описанной в примере 2, но при приготовлении берут 37 г нитрата кобальта гексагидрата.

Полученный катализатор, приготовленный в соответствии с предложенным изобретением, имеет состав, вес.ч.: 150Со:4MgO:3HfO2:200 цеолит.

Условия восстановления катализатора и синтеза ароматических углеводородов аналогичны условиям, приведенным в примере 2.

Результаты испытания катализатора приведены в таблице.

Пример 7.

Бифункциональный кобальтцеолитный катализатор готовят по методике, описанной в примере 2, но при приготовлении берут 0,1 г оксида магния.

Полученный катализатор, приготовленный в соответствии с предложенным изобретением, имеет состав, вес.ч.: 100Со:2MgO:3HfO2:200 цеолит.

Условия восстановления катализатора и синтеза ароматических углеводородов аналогичны условиям, приведенным в примере 2.

Результаты испытания катализатора приведены в таблице.

Пример 8.

Бифункциональный кобальтцеолитный катализатор готовят по методике, описанной в примере 2, но при приготовлении берут 0,4 г оксида магния.

Полученный катализатор, приготовленный в соответствии с предложенным изобретением, имеет состав, вес.ч.: 100Со:8MgO:3HfO2:200 цеолит.

Условия восстановления катализатора и синтеза ароматических углеводородов аналогичны условиям, приведенным в примере 2.

Результаты испытания катализатора приведены в таблице.

Пример 9.

Бифункциональный кобальтцеолитный катализатор готовят по методике, описанной в примере 2, но при приготовлении берут 0,2 г основного нитрата гафния пентагидрата.

Полученный катализатор, приготовленный в соответствии с предложенным изобретением, имеет состав, вес.ч.: 100Со:4MgO:2HfO2:200 цеолит.

Условия восстановления катализатора и синтеза ароматических углеводородов аналогичны условиям, приведенным в примере 2.

Результаты испытания катализатора приведены в таблице.

Пример 10.

Бифункциональный кобальтцеолитный катализатор готовят по методике, описанной в примере 2, но при приготовлении берут 0,5 г основного нитрата гафния пентагидрата.

Полученный катализатор, приготовленный в соответствии с предложенным изобретением, имеет состав, вес.ч.: 100Со:4MgO:5HfO2:200 цеолит.

Условия восстановления катализатора и синтеза ароматических углеводородов аналогичны условиям, приведенным в примере 2.

Результаты испытания катализатора приведены в таблице.

Пример 11.

Бифункциональный кобальтцеолитный катализатор готовят по методике, описанной в примере 2, но при приготовлении берут 5 г Ga-формы цеолита ЦВМ с мольным отношением SiO2/Аl2О3=30.

Полученный катализатор, приготовленный в соответствии с предложенным изобретением, имеет состав, вес.ч.: 100Со:4MgO:3HfO2:100 цеолит.

Условия восстановления катализатора и синтеза ароматических углеводородов аналогичны условиям, приведенным в примере 2.

Результаты испытания катализатора приведены в таблице.

Пример 12.

Бифункциональный кобальтцеолитный катализатор готовят по методике, описанной в примере 2, но при приготовлении берут 15 г Ga-формы цеолита ЦВМ с мольным отношением SiO2/Аl2О3=30.

Полученный катализатор, приготовленный в соответствии с предложенным изобретением, имеет состав, вес.ч.: 100Со:4MgO:3HfO2:300 цеолит.

Условия восстановления катализатора и синтеза ароматических углеводородов аналогичны условиям, приведенным в примере 2.

Результаты испытания катализатора приведены в таблице.

Пример 13.

Бифункциональный кобальтцеолитный катализатор готовят по методике, описанной в примере 2.

Полученный катализатор, приготовленный в соответствии с предложенным изобретением, имеет состав, вес.ч.: 100Со:4MgO:3HfO2:200 цеолит.

Условия восстановления катализатора и синтеза ароматических углеводородов аналогичны условиям, приведенным в примере 2, но время синтеза составляет 8 ч.

Результаты испытания катализатора приведены в таблице.

Пример 14.

Бифункциональный кобальтцеолитный катализатор готовят по методике, описанной в примере 2.

Полученный катализатор, приготовленный в соответствии с предложенным изобретением, имеет состав, вес.ч.: 100Со:4MgO:3HfO2:200 цеолит.

Условия восстановления катализатора и синтеза ароматических углеводородов аналогичны условиям, приведенным в примере 2, но время синтеза составляет 16 ч.

Результаты испытания катализатора приведены в таблице.

Пример 15.

Бифункциональный кобальтцеолитный катализатор готовят по методике, описанной в примере 2.

Полученный катализатор, приготовленный в соответствии с предложенным изобретением, имеет состав, вес.ч.: 100Со:4MgO:3HfO2:200 цеолит.

Условия восстановления катализатора и синтеза ароматических углеводородов аналогичны условиям, приведенным в примере 2, но время синтеза составляет 32 ч.

Результаты испытания катализатора приведены в таблице.

Из приведенных в таблице данных можно сделать вывод, что использование бифункционального кобальтового катализатора, соответствующего изобретению, позволяет осуществлять селективный синтез из СО и Н2 ароматических углеводородов (смеси бензола, толуола, ксилолов и этилбензола) с выходом целевых продуктов до 143 г/м3.

Установлено, что жидкие продукты синтеза практически нацело состоят из смеси бензола, толуола, ксилолов и этилбензола.

Предложенный бифункциональный катализатор характеризуется низким образованием диоксида углерода - основного побочного продукта синтеза, выход которого не превышает 100 г/м3, а при оптимальном соотношении компонентов достигает 50 г/м3.

Предложенный бифункциональный катализатор отличается высокой стабильностью и позволяет осуществлять синтез ароматических углеводородов из СО и H2 без потери селективности по целевым продуктам синтеза в течение длительного времени (более 30 ч).

Таблица
Показатели синтеза ароматических углеводородов из синтез-газа
Пример Состав катализатора, вес.ч. Время эксперимента, ч Выход A6-A8, г/м3 Выход СO2, г/м3 Производительность, г/кгКат·ч
Со MgO HfO2 (TiO2) Ga-ЦВМ
1а 100 4 3 200 2 112 95 27,1
2 100 4 3 200 2 143 51 29,6
3 100 4 3 200б 2 100 130 25,3
4 100 4 3 (ТiO2) 200 2 137 78 28,6
5 50 4 3 200 2 62 48 14,6
6 150 4 3 200 2 136 98 17,5
7 100 2 3 200 2 104 66 25,2
8 100 8 3 200 2 132 65 27,1
9 100 4 2 200 2 128 76 24,5
10 100 4 5 200 2 131 84 27,3
11 100 4 3 100 2 139 102 18,2
12 100 4 3 300 2 54 62 13,6
13 100 4 3 200 8 145 53 29,1
14 100 4 3 200 16 140 57 28,6
15 100 4 3 200 32 138 59 28,1
а катализатор приготовлен методом смешения (для сравнения)
б использована Н-форма цеолита ЦВМ.

1. Бифункциональный кобальтсодержащий цеолитный катализатор для получения ароматических углеводородов из синтез-газа, содержащий в качестве структурного промотора оксид магния (II) и энергетический промотор, отличающийся тем, что в качестве цеолитного компонента используют цеолит ЦВМ в Ga-форме с мольным отношением SiO2/Al2O3=30, а в качестве энергетического промотора - оксид титана или оксид гафния, при следующем соотношении компонентов в вес.ч.:

кобальт 50-150
оксид магния (II) 2-8
оксид гафния или оксид титана 2-5
цеолит (Ga-форма) 100-300

2. Бифункциональный катализатор по п.1, отличающийся тем, что содержание кобальта составляет предпочтительно 100 вес.ч.

3. Бифункциональный катализатор по п.1, отличающийся тем, что содержание оксида магния составляет предпочтительно 4 вес.ч.

4. Бифункциональный катализатор по п.1, отличающийся тем, что содержание оксида титана или оксида гафния составляет предпочтительно 3 вес.ч.

5. Бифункциональный катализатор по п.1, отличающийся тем, что содержание цеолита (Ga-форма) составляет предпочтительно 200 вес.ч.

6. Способ получения бифункционального кобальтсодержащего цеолитного катализатора, включающий совместное смешение водных растворов нитратов кобальта и энергетического промотора с получением осадка в виде основных карбонатов, смешение влажного осадка с сухими порошками оксида магния и цеолита ЦВМ и формование полученной массы с последующей сушкой, отличающийся тем, что в качестве нитрата промотора используют основной нитрат титана или гафния, а в качестве цеолита ЦВМ используют цеолит в Ga-форме с мольным отношением SiO2/Al2O3=30.

7. Способ получения бифункционального катализатора по п.5, отличающийся тем, что формование осуществляют экструзией, а сушку проводят при температуре 100-150°С.

8. Способ получения ароматических углеводородов из синтез-газа, содержащего моноксид углерода и водород, включающий контактирование газа с эффективным количеством бифункционального кобальтсодержащего цеолитного катализатора при мольном отношении моноксида углерода и водорода 1:1, температуре 280°С, объемной скорости подачи газа 100 ч-1 и атмосферном давлении, отличающийся тем, что в качестве катализатора используют катализатор по п.1.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к нефтехимии, газохимии, углехимии и касается катализатора синтеза углеводородов из СО и Н2 способа получения указанного катализатора. .

Изобретение относится к области химии. .

Изобретение относится к способу получения углеводородных соединений, характеризующемуся тем, что он включает в себя: а) подачу в первый реактор обратной конверсии водяного пара с внешней подачей газообразного водорода и газообразной двуокиси углерода, где молярное отношение газообразного водорода к газообразной двуокиси углерода превышает единицу, для генерирования первого потока сингаза, содержащего смесь по меньшей мере газообразной моноокиси углерода и газообразного водорода, водяного пара и остаточной газообразной двуокиси углерода; b) генерирование второго потока сингаза из первого потока сингаза конденсацией и удалением по меньшей мере части водяного пара из первого потока сингаза; с) подачу второго потока сингаза во второй реактор обратной конверсии водяного пара для генерирования третьего потока сингаза, содержащего смесь, по меньшей мере, газообразной моноокиси углерода и газообразного водорода, водяного пара и остаточной двуокиси углерода; (d) генерирование четвертого потока сингаза из третьего потока сингаза конденсацией и удалением, по меньшей мере, части водяного пара из третьего потока сингаза, и е) генерирование смеси, по меньшей мере, углеводородных соединений из, по меньшей мере, газообразной моноокиси углерода и газообразного водорода из четвертого потока сингаза.

Изобретение относится к применению источника хрома в качестве активатора катализатора в сочетании с осажденным железным катализатором в высокотемпературном процессе Фишера-Тропша с целью преобразования реагентов в виде СО и Н2 в продукты реакции в виде углеводородов и возможно их оксигенатов путем введения в контакт СО и H2 с источником хрома в сочетании с осажденным железным катализатором в ходе двухфазной высокотемпературной реакции Фишера-Тропша.

Изобретение относится к способу получения синтетических жидких углеводородов из углеводородных газов, включающий каталитическую пароуглекислотную конверсию исходного сырья и рециркуляционных продуктов с подводом высокотемпературного тепла и получением синтез-газа, каталитическую переработку синтез-газа по методу Фишера-Тропша с отводом низкотемпературного тепла испарительным охлаждением, разделение продуктов, полученных в результате переработки синтез-газа, на три потока: смесь жидких углеводородов, воду и отходящие газы, и последующее разделение полученной смеси жидких углеводородов на фракции товарных видов углеводородов (бензин, керосин, дизельное топливо) и углеводороды C21+, отличающийся тем, что подводимое при постоянном давлении 0,8-3,0 МПа на переработку исходное газообразное сырье после очистки от соединений серы разделяют на два потока, один из которых вместе с частью отходящих газов из реактора синтеза Фишера-Тропша, диоксидом углерода, выделяемым из отходящих дымовых газов, и водяным паром, подают в каталитический реактор радиально-спирального типа на пароуглекислотную конверсию, которую проводят при температуре 950-1050°С, полученный синтез-газ подают в качестве греющей среды в паровой котел, после частичного охлаждения в котором синтез-газ для отделения влаги дополнительно охлаждают до температуры 20-40°С внешним хладоносителем и отделяют от влаги в поверхностном охладителе-осушителе синтез-газа, после чего подают в реактор синтеза Фишера-Тропша, а второй поток исходного газообразного сырья смешивают с другой частью отходящих газов из реактора синтеза Фишера-Тропша и подают на горелку каталитического реактора в качестве топлива, причем перед подачей на горелку эту смесь и необходимый для горения воздух нагревают в блоке рекуперации тепла за счет частичного охлаждения дымовых газов, выходящих из каталитического реактора, после чего дымовые газы для отделения влаги дополнительно охлаждают внешним хладоносителем в поверхностном охладителе-осушителе дымовых газов, затем выделяют из них диоксид углерода, который подводят в каталитический реактор пароуглекислотной конверсии, охлажденные и очищенные от диоксида углерода дымовые газы выводят из установки, а конденсат, выделяемый в охладителях-осушителях из синтез-газа и дымовых газов, и воду, получаемую после разделения продуктов реакции Фишера-Тропша, подвергают очистке в узле водоподготовки и направляют для производства пара, необходимого для проведения пароуглекислотной конверсии исходного газообразного сырья, в паровой котел, в котором нагрев и испарение конденсата осуществляют за счет тепла синтез-газа.

Изобретение относится к реакционной системе с взвешенным слоем типа барботажной колонны в реакционной системе синтеза Фишера-Тропша для получения жидких углеводородов путем контактирования синтез-газа, состоящего из водорода и оксида углерода, с частицами катализатора; в которой применяется: (1) реакционный процесс синтеза Фишера-Тропша в колонне барботажного типа со взвешенным слоем, в котором синтез-газ, подаваемый непрерывно с низа реактора, и суспендированные частицы катализатора контактируют с получением жидких углеводородов, газообразных углеводородов и воды, (2) процесс, в котором суспензия суспендированных жидких продуктов, образовавшихся в процессе синтеза Фишера-Тропша, и частицы катализатора двигаются от реактора к нижней части емкости для разделения через наклоненный вниз перемещающий трубопровод для разделения частиц катализатора и жидких продуктов, (3) процесс, в котором газовые продукты, образовавшиеся в процессе синтеза Фишера-Тропша, направляют в верхнюю часть емкости для разделения через соединительный трубопровод, установленный над наклоненным вниз перемещающим трубопроводом, и выводят через его верх, (4) процесс, в котором жидкие продукты извлекают из емкости для разделения, и (5) процесс, в котором суспензию, в которой частицы катализатора концентрируют, извлекают с низа емкости для разделения и циркулируют в низ реактора, перемещают за счет движущей силы (газлифта) синтез-газа, вводимого с низа реактора, и она поднимается вверх через реактор с взвешенным слоем без использования внешнего источника движущей силы для циркуляции, и образующиеся жидкие углеводородные продукты, газообразные углеводородные продукты и воду разделяют и извлекают без использования внешнего источника движущей силы для разделения, причем в емкости для разделения, которая соединена с реактором наклоненным вниз перемещающим трубопроводом и имеет линию циркуляции суспензии, которая циркулирует суспензию со сконцентрированным катализатором в виде частиц в реактор, скоростью поднимающейся жидкости внутри емкости для разделения управляют так, чтобы она составляла 0,4 или меньше от скорости седиментации катализатора в виде частиц с диаметром частиц 20 мкм с помощью регулирующего клапана вывода суспензии со сконцентрированным катализатором, установленного на линии циркуляции суспензии между емкостью для разделения и реактором, регулирующего клапана для вывода жидких продуктов реакции, выводимых из емкости для разделения, и клапана разности давления в верхнем пространстве газовой фазы между емкостью для разделения и реактором, причем концентрация катализатора находится в диапазоне от 10 до 40 мас.% и скорость перемещения суспензии находится в диапазоне от 0,4 до 1,6 м/с.

Изобретение относится к органической химии, а именно к способам получения синтетических моторных топлив и, в частности, к способу получения диметилового эфира (ДМЭ) и/или высокооктанового бензина путем каталитической конверсии синтез-газа - смеси водорода и оксидов углерода.

Изобретение относится к способу осуществления синтеза Фишера-Тропша из газообразного сырья, содержащего монооксид углерода и водород, для получения углеводородного продукта с использованием нескольких компактных каталитических реакторных модулей, каждый из которых содержит набор пластин, которые образуют каналы для проведения синтеза Фишера-Тропша с размещенными в них сменными газопроницаемыми каталитическими структурами и смежные каналы для теплоносителя; в данном способе синтез Фишера-Тропша осуществляется по меньшей мере в две последовательные стадии; каждая стадия выполняется в нескольких реакторных модулях, через которые проходят реакционные газы в виде параллельных потоков; на каждой из последовательной стадии имеется одинаковое число реакционных модулей; все данные реакторные модули имеют одинаковые каналы для прохождения среды; на первой стадии скорость потока газа составляет от 1000/ч до 15000/ч, а температура находится в интервале от 190°С до 225°С для того, чтобы степень превращения монооксида углерода не превышала 75%; газы между последовательными стадиями охлаждаются до температуры в интервале от 40°С до 100°С для того, чтобы конденсировать водяной пар и некоторое количество углеводородного продукта, и затем подвергаются обработке на второй стадии.

Изобретение относится к катализатору превращения углеводородов, содержащему цеолиты, способу его приготовления и способу превращения углеводородных нефтепродуктов на катализаторе.
Изобретение относится к области нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности и посвящено созданию катализаторов, используемых в переработке алифатических углеводородов C2 -C12 в смесь ароматических углеводородов или высокооктановый компонент бензина.

Изобретение относится к способу уменьшения содержания оксидов азота в газах, в частности в технологических и отходящих газах, а также к применяемому для этого устройству.
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).

Изобретение относится к способу получения и активации полиметаллических катализаторов и их применения для уменьшения содержания N 2O. .
Изобретение относится к нефтехимической и химической промышленности, в частности к способу получения катализаторов конверсии метана в ароматические углеводороды в неокислительных условиях.
Изобретение относится к области синтеза углеводородов из СО и Н2, в частности к катализаторам и способам их приготовления, для синтеза углеводородов Cs и выше по реакции Фишера-Тропша и может быть использовано в нефтехимической промышленности.

Изобретение относится к области органической химии и катализа, частности к способу совместной переработки низкооктановых углеводородных фракций и различных кислородсодержащих органических соединений (спиртов C1-C4, и/или ДМЭ) с получением в одну стадию высокооктановых моторных топлив.
Изобретение относится к нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности, в частности к способу получения катализаторов для изомеризации парафинов и алкилирования непредельных и ароматических углеводородов и способу изомеризации парафинов и алкилирования непредельных и ароматических углеводородов углеводородного сырья.

Изобретение относится к никелевой взвеси. .
© Патентный поиск, поиск патентов на изобретения - FindPatent.RU 2012-2024
Политика конфиденциальности 2010-12-27 2013-03-20T14:00:16
Наверх