«Труды Российского государственного университета нефти и газа имени И.М. Губкина»

Влияние совместного легирования рутением и лантаном на эффективность Co/γ-Al2O3 катализатора процесса Фишера – Тропша

УДК: 665.652.72+544.478.1+546.73
DOI: 10.33285/2073-9028-2023-4(313)-143-153

Авторы:

¹ Российский государственный университет нефти и газа (национальный исследовательский университет) имени И.М. Губкина, Москва, Российская Федерация

Ключевые слова: рутений, кобальт, лантан, катализатор Фишера – Тропша, твердые углеводороды, оксид алюминия

Аннотация:

В ходе работы было комплексно изучено влияние условий проведения процесса Фишера – Тропша и совместного воздействия рутения с лантаном на каталитическую эффективность кобальтовых систем на основе оксида алюминия. Катализатор получен легированием носителя лантаном (1,5 % мас.) с дальнейшим нанесением кобальта (15 % мас.) и рутения (0,15 % мас.). Разработанная система охарактеризована современными физико-химическими методами анализа. Каталитическая активность исследована на лабораторной установке синтеза Фишера – Тропша с интегральным реактором проточного типа при расходе сырья 5 нл/(ч∙гкат), соотношении СО/Н2 = 1/2, температуре 210–260 °C, давлении 2 МПа. В результате была получена высокая конверсия монооксида углерода и выявлены оптимальные условия для получения твердых углеводородов.

Список литературы:

1. Khodakov A.Y., Chu W., Fongarland P. Advances in the Development of Novel Cobalt Fischer – Tropsch Catalysts for Synthesis of Long-Chain Hydrocarbons and Clean Fuels // Chemical Reviews. – 2007. – Vol. 107. – № 5. – P. 1692–1744. – DOI:10.1021/cr050972v
2. Слепухина Т.А. Проекты в области возобновляемых источников энергии: долгосрочные тенденции и опыт нефтегазовых компаний // Проблемы экономики и управления нефтегазовым комплексом. – 2021. – Т. 10, № 202. – С. 33–37. – DOI: 10.33285/1999-6942-2021-10(202)-33-37
3. Елисеев О.Л., Лапидус А.Л. Синтез углеводородов из СО и Н2: учебное пособие. – М.: Издательский центр РГУНГ, 2017. – 70 с.
4. Dry M.E. The Fischer – Tropsch process: 1950–2000 // Catalysis Today. – 2002. – Vol. 71. – № 3–4. – P. 227–241. – DOI: 10.1016/S0920-5861(01)00453-9
5. Лапидус А.Л. Молекулярно-массовое распределение продуктов синтеза углеводородов из CO и H2 на кобальтовых катализаторах // Труды Российского государственного университета нефти и газа имени И.М. Губкина. – 2013. – Т. 3, № 272. – С. 74–77.
6. Бифункциональный кобальтовый катализатор для синтеза низкозастывающего дизельного топлива методом Фишера – Тропша / Р.Е. Яковенко, И.Н. Зубков, В.Г. Бакун [и др.] // Катализ в промышленности. – 2021. – Т. 1, № 1–2. – С. 30–40. – DOI: 10.18412/1816-0387-2021-1-2-30-40
7. Мазурова К.М., Ставицкая А.В., Елисеев О.Л. Моно- и биметаллические катализаторы на основе каолина и алюмосиликатных нанотрубок для получения синтетических продуктов по методу Фишера – Тропша // Труды Российского государственного университета нефти и газа имени И.М. Губкина. – 2022. – Т. 3, № 308. – С. 155–163. – DOI: 10.33285/2073-9028-2022-3(308)-155-163
8. Карабанов А.В., Шмановская А.Л., Кутовой А.А. Исследование влияния добавок на физико-химические свойства кобальтовых катализаторов синтеза Фишера – Тропша // Инженерный вестник Дона. – 2018. – № 3. – С. 1–7.
9. Spivey J.J., Dooley K.M. Promotion Effects in Co-based Fischer – Tropsch Catalysis // Catalysis. – 2006. – Vol. 19. – P. 1–40. – DOI:10.1039/9781847555229-00001
10. Effect of lanthanum doping on the lifetime of Co/γ-Al2O3 catalysts in Fischer – Tropsch synthesis / M.R. Hemmati, M. Kazemeini, J. Zarkesh, F. Khorasheh // Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers. – 2012. – Vol. 43. – P. 704–710. – DOI: 10.1016/j.jtice.2012.03.002
11. Ru promoted cobalt catalyst on γ-Al2O3: Influence of different catalyst preparation method and Ru loadings on Fischer – Tropsch reaction and kinetics / M.J. Parnian, A.T. Najafabadi, Y. Mortazavi [et al.] // Applied Surface Science. – 2014. – Vol. 313. – P. 183–195. – DOI: 10.1016/ j.apsusc.2014.05.183
12. Hydrogen spillover in the Fischer – Tropsch synthesis: An analysis of platinum as a promoter for cobalt-alumina catalysts / D. Nabaho, J.W. Niemantsverdriet, M. Claeys, E. Steen // Catalysis Today. – 2016. – Vol. 261. – P. 17–27. – DOI: 10.1016/j.cattod.2015.08.050
13. Effects of Co and Ru Intimacy in Fischer – Tropsch Catalysts Using Hollow Carbon Sphere Supports: Assessment of the Hydrogen Spillover Processes / T.N. Phaahlamohlaka, D.O. Kumi, M.W. Dlamini [et al.] // ACS Catalysis. – 2016. – Vol. 7. – № 3. – P. 1568–1578. – DOI: 10.1021/ acscatal.6b03102
14. Preferential chemical vapor deposition of ruthenium on cobalt with highly enhanced activity and selectivity for Fischer – Tropsch synthesis / M.J. Parnian, A.A. Khodadadi, A.T. Najafabadi, Y. Mortazavi // Applied Catalysis A: General. – 2014. – Vol. 470. – P. 221–231. – DOI: 10.1016/ j.apcata. 2013.11.004
15. Influence of the Promoter Deposition Conditions on the Catalytic Properties of Ruthenium–Cobalt Systems in the Fischer – Tropsch Synthesis / K.M. Mazurova, A.F. Miyassarova, R.V. Kazantsev [et al.] // Petroleum Chemistry. – 2022. – Vol. 62. – P. 1308–1314. – DOI: 10.1134/ S0965544122100115
16.Effect of La2O3-dopping on the Al2O3 supported cobalt catalyst for Fischer – Tropsch synthesis / Z. Cai, J. Li, K. Liew, J. Hu // Journal of Molecular Catalysis A: Chemical. – 2010. – Vol. 330. – P. 10–17. – DOI: 10.1016/j.molcata.2010.06.025