Катализатор для получения углеводородов по методу Фишера – Тропша

НАЦИОНАЛЬНОЕ ПАТЕНТНОЕ ВЕДОМСТВО РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН(721 Робеот де Хан, Марк Эбеохаод Драй. Антенн Джон Оливье и Давид Якобу Дуввнлаге (ад54 КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ УГПЕВОДОРОДОВ ПО методу ФИШЕРАТРОПША(57) Сущность изобретения продукт - таИЗЗТОО (КЙСОстава на 100 ч металлическо Изобретение относится к способу катаЛИТИЧВСКОГО ПОЛУЧЕНИЯ углеводородов из синтез-газа.Целые изобретения является повышение степени белизны получаемых по методу Фишера-Тропша углеводородов.Поставленная цель достигается предлагаемым катализатором. содержащим желвзо. медь. кремний и калий. за счет того, что он дополнительно содержит активированННЙ Паром или минеральной кислотой уголь ПРИ СЛедУЮЩеМ сддвржании. компонентов. ч. на 100 ч металлического железаМедь рассчитана как металл 015-10паром или минеральной кислотой уголь 2-20 ч. При этом 50-10 О частиц угля имеют величину 0.1-100 мк или 850-1200 мк. КТ получают растворением железа и меди в азотной кислоте. нагреванием полученного раствора до кипения. добавлением раствора к кипящему раствору щелочи или кальцинированной сода. доведением образовавшейся суспензии до рН-Т-В. отделением калийсодержащего раствора жидкого стекла с последующей обработкой азотной кислотой. отделением осадка катализаторной массы. сушкой. формированием. дополнительной сушкой и иамельчением. Характеристика КТ повышенная селективность. приводящая к повышению степени белизны углеводородов. и повышенная прочность. 2 з.п.ф-лы. 4 табл.В случае катализаторов. имеющих высокую концентрацию угля. и катализаторов. в которых уголь не тщательно смешивался с остальными компонентами. в частности Где частицы активного угля еще прилипают к поверхности частиц. выявилось, что иа-вв недостаточно прочной связи с частицами остальных компонентов катализатора активированный паром или минеральной кислотой уголь (далее активный уголь может вымываться не стадии выделения углеводородов. подключенной к реактору. а котором осуществляется синтез. Таким образом.ВВЛСДСТВИВ вымывания ПОГПОЩВЮЩИХ СВЕТ частиц угля на стадии выделения углеводородов результаты определения значения белизны по Сейболту. которому подвергают целевой продукт, являются ненадежными. ПОЭТОМУ для исключения потерь активного угля и. таким образом. обеспечения надежности определения значений белизны по Сейболту. целесообразно использование активного угля с содержанием 50400 частиц. имеющих величину 0.1-100 мк. При применении частиц угля с указанной характеристикой получают катализатор. который в условиях нагрузки проявляет максимальную прочность связи между частицами его компонентов.оказывалось также. что определенная физическая прочность катализатора. а именно предел прочности не одностороннее сжатие. измеряемый прибором по Инстрому. можно улучшать по сравнению с известным путем использования активного угля с содержанием 50-1001 частиц. имеющих величину 850-1200 мк.В данном описании все данные по величине частиц определялись с помощью ситов. соответствующих американскому стандартному методу испытания.Предлагаемый катализатор получают тем же образом. что и известный катализатор. Согласно известному методу железо и медь отдельно растворяют при повышенной температуре в азотной кислоте. с последующим доведением а растворах содержания железа и меди до желаемого конечного значения. Затем полученные растворы объединяют и кипятят. Кипящий раствор добавляют к кипящему раствору натрового щепока или кальцинированной соды. предпочтительно кальцинированной соды. Полученную суспензию е течение 2-4 мин при интенсивном перемешивании доводят до значения рН 7-8 с тем. чтобы удалять выдвляющуюся из раствора двуокись углерода. суспензию затем фильтруют. твердые вещества промывают конденсатомдо полного отсутствия щелочи. Твердые веществе суспендируют а паровом конденсате. К полученной суспензии добавляют раствор калийсодержвщего жидкого стекла в количестве. обеспечивающем получение продукта. содержащего 15-30 мас.ч. двуокиси кремния на 100 ч. железа. В силу того. что технический раствор калийсодержащего жидкого стекла обычно содержит двуокись кремния и окись калия а весовом соотношении 2.51. полученный продукт имеет слишком высоков- содержание окиси калия. инеобходимо удалять избыточную окись калия. для атого к суспензии добавляют соот 2393ветствующее количество азотной кислоты. затем фильтруют. Полученный остаток предварительно сушат. затем его зкструдируют и дополнительно сушат до содержания воды примерно 3 мас.. Твердую массу измельчают и классифицируют И ИСПООЬЗУФОТ частицы величиной 2-5 мм.Восстановление катализатООа ОСУЩВСТвляют периодически циркулирующим газообразным водородом. ПРИ ТВНПБРЭТУВО примерно 230 С и атмосферном давлении а течение 1 ч. Примерно 25-3036 всего имеющегося железа восстанавливается до металлического железа. и примерно 45-501,восстанавливается до железе (д П. ПОИЧеМ ООтальное железо сохраняется в виде железа т. Восстановленный катализатор сохраняется в атмосфере инертного газа. и для перевозки покрывается воском ДЛЯ ОГО защиты от окисления.Активный уголь можно добавл ять к каталиаатору на любой стадии до экструдиро ваНИЯ. ПРИЧЕМ ППЕДПОЧТИТВЛЬНО ЕГО добавляют к суспензии перед фильтрацией и предварительной сушкой.Активацию угля паром или минеральной кислотой осуществляют известными методами. Активацню паром обычно осуществляют при 800-1000 С. а обработку минеральной кислотой - при более низкой температуре. напр 400-б 00 С.Изобретение и его положительный аффакт поясняются следующими примерами.П р и м е р 1. А) Приготовление катализаторе. В емкость из нержавеющей стали подают 50 кг листового металлического желева. к которому добавляют 500 л 0-ной азотной кислоты. и смесь нагрева ют до темпвратуры примерно 90 С. В дОУГУю емкость из нержавеющей стали подают 2.5 кг проволочной алементврной меди. к которой добавляют 15 л ТОЪ-ной азотной кислоты. и смесь нагревают до температуры ПОИМВРНО 90 С. После завершения реакции в обеих емкостях растворы фильтруют и доводят до концентраций 100 г/л Ре и 40 г/ п Си. соответственно. К желеаосодержащсму 980750 ру добавляют 1 л ТШЪ-ной азотной кислоты. а к медьсодержащему растает 50 д 70 Й ной азотной кислоты. Растворы используют для получения раствора. содержащего 40 г/л Ре и 2 гИл Си. ЭТОТ ПООТООО нагревают ДО кипячения. после чего его медленно добавляют к 1320 л кипящего ЮЪ-НОГО 12180780138 карбоната натрия при интенсивном размешивании. Затем рН получаемой суспензии доводят до 7.6 путем добавления раствора карбоната натрия. суспензию фильтруют. и твердое вещество промывают горячей ООдод (вос) до отсутствия в промывочнойЖИДКОСТИ НВТПИЕВНХ ИОНОВ. ТВЕрДОВ ВВЩЕ ство смешивают с конденсатом паров. и к получаемой суспензии последовательно добавляют 595 кг 21 Ъ-ного калиевого жидкого стекла (последнее значение пересчитано на содержание 502) и 12.2 кг ТОЪ-ной азотной кислоты. К суспензии добавляют имеющий величину частиц 20-1500 мк порошкообразный уголь. активированный паром (типа 25 фирмы Сека. Франция). а количестве 5 г активного угля на 100 г железа. и смесь размешивают течение 6 мин. получаемую суспензию фильтруют и промывают водой. Фильтрованный осадок сушат и экструди руют. Зкструдат сушат при т 2 ос. измельчают и классифицируют. Далее используют частицы величиной 2-5 мм. Они содержат 25 ч. двуокиси кремния. 5 ч. окиси калия. 5 ч. меди и 5 ч. активированного паром угля (на 100 ч. железа).Б) Получение углеводородного воска. После осстановления в потоке водорода при 2 ЗОС в течение 1 ч 20 л полученного на стадии А катализатора подают в трубчатый реактор для осуществления в атмосфере азота синтеза по Фишеру-Тропшу при температуре 220-320 С и давлении 20-30 бар с использованием синтез-газа. в котором соотношение водорода и окиси углерода составляет примерно 2. Получаемый углеводородный воск. т.е насыщенные углеводороды с т.к. 37 ос собирают и исследуют на их качество путем определения значения белизны по Сейболту. В табл. 1 приведены значения по Сейбопту продукта. Определяемые через равные промежутки. Выход углеводородного воска колеблется между 40 и 55 (в пересчете на углеводороды С и С 2. В качестве сравнения используют катализатор по прототипу. т.е. катализатор того же состава. что и предлагаемый. за исключением содержания активированного паром угля. Известный катализатор приготовляют тем же образом. что и предлагаемый. В табл. 1 предлагаемые катализатор обозначен как катализатор А. а известный - как катализатор Б.Приведенные в табл. 1 результаты четко показывают. что с помощью катализатора А получают углеводородный воск. не требующий дополнительного гидрирования.П р и м е р 2. Повторяют пример 1 с то разницей. что для получения углеводородного воска используют другой катализатор(в дальнейшем названный катализатором В). содержащий 20 г активированного паром угля на 100 г железа. В табл. 2 приведены значения по Свйоолту продукта. определяемые через равные промежутки.Сравнение приведенных в табл. 2 результатов с приведенными а табл. 1 результатами четко показывают положительный аффект изобретения.П р и м е р 3. По американскому стандартному методу испытания 04179-82 с помощью прибора по Инстрому определяют предел прочности на одностороннее сжатие катализатора. содержащего на 100 ч. железа 10 ч. активированного паром угля величиной частиц 850-1200 мк. 25 ч. двуокиси кремния. 5 ч. окиси калия и 5 ч. меди. и известного катализатора Б. В данном опыте предлагаемый катализатор имеет предел прочности на одностороннее сжатие 0.63 кг. а известный катализатор - 0.6 кг. При использовании предлагаемого каталиаатора в условиях примера 1 значение по Сейболту продукта составляет 21.П р и м е р 4. Повторяют пример 1 с той разницей. что для осуществления синтеза используют сведенные в табл. 3 катализаторы. Результаты опыта также сведены в табл. 3 (значение по Сейболту определено На Шестой день).Сравнение приведенных в табл. 3 результатов с приведенными в табл.1 результатами сравнительного опыта показывают положительный эффект изобретения.П р и м е р 5. Повторяют пример 3 с той разницей. что определяют предел прочности на одностороннее сжатие катализатора. а котором лишь 50 частиц зктивироддйд го паром угля имеют величину 850-1200 мк. В данном опыте предел прочности составляет 0,62 кг. При использовании данного катализатора в условиях примера 1 значение по Сейболту продукта составляет 20.П р и м е р 6. Повторяют пример 1 с той разницей. что при приготовлении катализатора используют уголь. активированный 0.5 м раствором фосфорной кислоты. На шестой дань синтеза зЧчачение по Сейболту составляет 19.П р и м е р 7. повторят припер 1 с ТОЙ разницей. что приготовляют катализатор. в котором 501, частиц активированного паром угля имеют величину 0.1400 мк. ПРИ атом ив шестой день синтеза значение по Сейболту составляет 29. Потерь активированного угля не наблюдается.П р и м е р Б. Повторяют пример 1 с той разницей. что приготовляют катализатоР- П котором все частицы активированного паром угля имеют величину 0.1400 мк. При атом на шестой день синтеза значение по Сейболту составляет 21. Потерь активирб ванного угля не наблюдается.Пример Еповторяютпртдвр 1010 разницей. что синтез проводят в 06817009 2393содержащем слои известного катализатора и расположенный под ним слои активированного паром угля а количестве 5 ч. на 100 ч. металлического железа. При этом получапот результаты. сведенные в таблд.Сравнение результатов сравнительного примера 9 с результатами примеров по изобретению свидетельствует о том. что цель достигается только при применении катал изатора. содержащего активированный паром или минеральной кислотой уголь.1. Катализатор для получения углеводородов по методу Фишврв-Тролша. содержащии железо. медь. кремнии и калии. о т л ич а ю щ и в с в тем. что он дополнительно содержит активированный паром или мине Табгшш 1ральнои кислотой уголь при следующем содержании компонентов. ч. на 100 ч. метал лического железа НедЦрассчитана как металл)2. Катализатор по п. 1. о т п и ч а то щ ии с я тем что 50-1001, частиц активироанного паром или минеральной кислотой угля имеют величину 0.1400 мкм.3. Катализатор по п.1.р т л и ч а по щ и ис я тем. что 50-1001 частиц активированного паром или минервльнои кислотои угля имеют епичину 850-1200 мкм.Значение сербом продукта при использовании катализатора