RU2407731C2 - Способ получения ароматических углеводородов из синтез-газа - Google Patents
Способ получения ароматических углеводородов из синтез-газа Download PDFInfo
- Publication number
- RU2407731C2 RU2407731C2 RU2009101523/04A RU2009101523A RU2407731C2 RU 2407731 C2 RU2407731 C2 RU 2407731C2 RU 2009101523/04 A RU2009101523/04 A RU 2009101523/04A RU 2009101523 A RU2009101523 A RU 2009101523A RU 2407731 C2 RU2407731 C2 RU 2407731C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- aromatic hydrocarbons
- gas
- producing aromatic
- pressure
- synthesis
- Prior art date
Links
Landscapes
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
Изобретение относится способу получения ароматических углеводородов из синтез-газа, содержащего моноксид углерода и водород, включающий контактирование газа с эффективным количеством катализатора, содержащим 30% кобальта, и промотированным 4% оксида магния (II) и 3% оксида циркония (II), в котором в качестве носителя используют декатионированный цеолит, характеризующийся тем, что способ проводят при мольном отношении моноксида углерода и водорода 1:(0,5-2), температуре контактирования газа 250-300°С, объемной скорости подачи газа 300-2000 ч-1 и давлении 0,5-3 МПа, а мольное отношение в носителе SiO2/Аl2O3=38. Применение давления и повышенных объемных скоростей подачи синтез-газа повышает производительность синтеза почти до 90 г/кг кат·ч, а также значительно снижает выход диоксида углерода - до 86-118 г/м3. 3 з.п. ф-лы, 1 табл.
Description
Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к нефтехимии, а именно к способу получения ароматических углеводородов (смеси бензола, толуола, ксилолов и этилбензола) из синтез-газа (смесь моноксида углерода с газообразным водородом) в присутствии бифункционального 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 на основе синтез-газа (смеси моноксида углерода и газообразного водорода - продукта окислительной конверсии различного органического сырья (природного или попутного нефтяного газа, угля, тяжелых нефтяных остатков, биомассы различного происхождения и т.д.).
Альтернативные методы получения ароматических углеводородов (аренов) из синтез-газа в основном состоят из нескольких химических стадий.
Например, известен двустадийный метод получения углеводородных смесей, обогащенных ароматическими соединениями, включающий синтез метанола и его конверсию в углеводородные продукты [US 4499314, опубл. 31.01.1970].
Смеси аренов могут быть также получены трехстадийным способом, включающим стадии синтеза метанола, его дегидрирования в диметиловый эфир (ДМЭ) и превращения в смесь углеводородов с высоким содержанием ароматических соединений [RU 2284343, опубл. 27.09.2006].
Однако наиболее перспективным методом получения аренов из синтез-газа является их прямой синтез в присутствии бифункциональных катализаторов.
Известен способ получения ароматических углеводородов из синтез-газа путем контактирования газа при температуре 320-440°С и давлении 40-100 атм с бифункциональным цеолитным катализатором. Цеолитный компонент катализатора содержит железо [RU 2342354, опубл. 27.12.2008].
Использование такого катализатора обеспечивает относительно невысокий выход ароматических углеводородов (около 30% в составе продуктов синтеза).
Наиболее близким к предлагаемому в способу получения ароматических углеводородов из синтез-газа является способ получения ароматических углеводородов в присутствии кобальтцеолитного катализатора, а именно 30%Co-4%MgO-3%ZrO2/HЦBM, содержащего в качестве носителя декатионированный цеолит (НЦВМ) с мольным отношением SiO2/Al2O3=40 [Б.П.Тонконогов, М.В.Крылова, А.А.Дергачев, А.Л.Лапидус // Нефтепереработка и нефтехимия, 2003, №6, с.16].
Катализатор готовят методом совместного осаждения активного компонента (кобальт) и промоторов (оксиды магния и циркония) на носитель. Метод позволяет при практически полной конверсии (~100%) 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 бензола, толуола, ксилолов и этилбензола с выходом целевых продуктов около 150 г/м3.
Недостатками этого способа являются высокое (около 130 г/м3 прореагировавшего синтез-газа) образование диоксида углерода - побочного продукта синтеза и низкая производительность катализатора (около 10 г/кг кат·ч). Эти недостатки делают практически невозможным внедрение метода в промышленную практику.
Раскрытие изобретения
Задачей настоящего изобретения является создание способа получения ароматических углеводородов (смеси бензола, толуола, ксилолов и этилбензола) с высокой производительностью и низкой селективностью в отношении образования побочного продукта - диоксида углерода. В соответствии с этим объектом предложенного изобретения является способ синтеза ароматических углеводородов (смеси бензола, толуола, ксилолов и этилбензола) из синтез-газа, который отличается применением повышенного давления и повышенных объемных скоростей подачи синтез-газа и позволяющий производить синтез с высокой производительностью по целевым продуктам.
Поставленная задача решается в способе получения ароматических углеводородов из синтез-газа, содержащего моноксид углерода и водород, включающем контактирование газа с эффективным количеством катализатора, содержащим 30% кобальта, и промотированным 4% оксида магния (II) и 3% оксида циркония (II), в котором в качестве носителя используют декатионированный цеолит с мольным отношением SiO2/Аl2O3=38, при этом способ проводят при мольном отношении моноксида углерода и водорода 1:(0,5-2), температуре контактирования газа 250-300°С, объемной скорости подачи газа 300-2000 ч-1 и давлении 0,5-3 МПа.
Наиболее предпочтительными параметрами осуществления способа являются следующие: температура контактирования синтез-газа с катализатором 280-290°С, давление 0,5-1 МПа, объемная скорость подачи синтез-газа 500-1500 ч-1.
Использование данного метода позволяет получать ароматические углеводороды (смеси бензола, толуола, ксилолов и этилбензола) с производительностью до 80 г/кг кат·ч и пониженным выходом диоксида углерода (менее 90 г/м3).
Осуществление изобретения
Синтез ароматических углеводородов (смеси бензола, толуола, ксилолов и этилбензола) из синтез-газа (смесь моноксида углерода и газообразного водорода) можно осуществлять с использованием различных типов реакторов, например реакторов 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.
Примеры 1-13
В качестве катализатора используется образец, содержащий 30% кобальта, с промотированным 4% оксида магния (II) и 3% оксида циркония (II), в котором в качестве носителя используют декатионированный цеолит (НЦВМ), т.е. (30%Co-4%MgO-3%ZrO2/HЦВМ), приготовленный совместным осаждением в присутствии цеолитного носителя основных карбонатов кобальта, магния и циркония из водного раствора их азотнокислых солей с помощью кислого карбоната аммония. В качестве носителя используется декатионированный цеолит (НЦВМ) с мольным отношением SiO2/Аl2O3=38.
Полученный при осаждении осадок отделяют на воронке Бюхнера, промывают горячей водой от NO3 --ионов и формуют экструзией. Экструдаты высушивают в сушильном шкафу при температуре 120°С и измельчают, отбирая фракцию 2-3 мм.
Перед проведением синтеза образец катализатора активируют в токе водорода при 450°С в течение 1 ч.
Синтез углеводородов проводят в трубчатом реакторе со стационарным слоем катализатора.
Условия синтеза отражены в таблице.
Из приведенных данных можно сделать вывод, что использование давления и повышенных объемных скоростей подачи синтез-газа существенно повышает производительность синтеза, которая возрастает почти до 90 г/кг кат·ч. Применение давления и повышенных объемных скоростей подачи синтез-газа приводит также к значительному снижению выхода диоксида углерода (до 86-118 г/м3).
Установлено, что жидкие продукты синтеза, полученные при давлении 0,1-1 МПа, практически нацело состоят из ароматических углеводородов (смеси бензола, толуола, ксилолов и этилбензола). Дальнейшее повышение давления приводит к увеличению доли парафинов в продуктах синтеза (до 20% при давлении 3 МПа).
| Показатели синтеза ароматических углеводородов из СО и Н2 | ||||||||
| Пример | CO/H2 | Р, МПа | Т,°С | Объемная скорость, ч-1 | Конверсия СО, % | Выход С5+, г/м3 |
Выход CO2, г/м3 | Производительность, г/кг кат·ч |
| 1 (прототип) | 1/1 | 0,1 | 280 | 100 | 95 | 148 | 134 | 9,5 |
| 2 | 1/1 | 0,5 | 280 | 300 | 93 | 152 | 118 | 29,1 |
| 3 | 1/1 | 0,5 | 280 | 600 | 92 | 138 | 97 | 45,8 |
| 4 | 1/1 | 0,5 | 280 | 1200 | 89 | 124 | 92 | 88,3 |
| 5 | 1/1 | 0,5 | 250 | 1200 | 72 | 114 | 87 | 74,6 |
| 6 | 1/1 | 0,5 | 300 | 1200 | 93 | 93 | 98 | 67,5 |
| 7 | 1/1 | 0,5 | 280 | 2000 | 82 | 107 | 86 | 80,6 |
| 8 | 1/0,5 | 0,5 | 280 | 1200 | 93 | 128 | 112 | 87,1 |
| 9 | 1/1,5 | 0,5 | 280 | 1200 | 95 | 121 | 104 | 88,1 |
| 10 | 1/2 | 0,5 | 280 | 1200 | 95 | 112 | 93 | 86,3 |
| 11 | 1/1 | 1,0 | 280 | 1200 | 93 | 130 | 91 | 88,4 |
| 12 | 1/1 | 2,0 | 280 | 1200 | 97 | 125 | 89 | 87,3 |
| 13 | 1/1 | 3,0 | 280 | 1200 | 100 | 104 | 90 | 80,5 |
Claims (4)
1. Способ получения ароматических углеводородов из синтез-газа, содержащего моноксид углерода и водород, включающий контактирование газа с эффективным количеством катализатора, содержащим 30% кобальта, и промотированным 4%-ным оксидом магния (II) и 3%-ным оксидом циркония (II), в котором в качестве носителя используют декатионированный цеолит, отличающийся тем, что способ проводят при мольном отношении моноксида углерода и водорода 1:(0,5-2), температуре контактирования газа 250-300°С, объемной скорости подачи газа 300-2000 ч-1 и давлении 0,5-3 МПа, а мольное отношение в носителе SiO2/Аl2O3=38.
2. Способ получения ароматических углеводородов по п.1, отличающийся тем, что температура контактирования предпочтительно 280-290°С.
3. Способ получения ароматических углеводородов по п.1, отличающийся тем, что процесс осуществляют при давлении предпочтительно 0,5-1 МПа.
4. Способ получения ароматических углеводородов по п.1, отличающийся тем, что процесс осуществляют при объемной скорости подачи синтез-газа предпочтительно 500-1500 ч-1.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009101523/04A RU2407731C2 (ru) | 2009-01-20 | 2009-01-20 | Способ получения ароматических углеводородов из синтез-газа |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009101523/04A RU2407731C2 (ru) | 2009-01-20 | 2009-01-20 | Способ получения ароматических углеводородов из синтез-газа |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2009101523A RU2009101523A (ru) | 2010-07-27 |
| RU2407731C2 true RU2407731C2 (ru) | 2010-12-27 |
Family
ID=42697694
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2009101523/04A RU2407731C2 (ru) | 2009-01-20 | 2009-01-20 | Способ получения ароматических углеводородов из синтез-газа |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2407731C2 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20160024393A1 (en) * | 2014-07-24 | 2016-01-28 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Production of Xylenes From Syngas |
-
2009
- 2009-01-20 RU RU2009101523/04A patent/RU2407731C2/ru active IP Right Revival
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Г.Б.Тонконогов, М.В.Крылова, А.А.Дергачев, А.Л.Лапидус. Нефтепереработка и нефтехимия, 2003, №6, с.16. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20160024393A1 (en) * | 2014-07-24 | 2016-01-28 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Production of Xylenes From Syngas |
| US9809758B2 (en) * | 2014-07-24 | 2017-11-07 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Production of xylenes from syngas |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2009101523A (ru) | 2010-07-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| AU2015332509B2 (en) | Methods for conversion of ethanol to functionalized lower hydrocarbons and downstream hydrocarbons | |
| JP5371692B2 (ja) | 共役ジオレフィンの製造方法 | |
| US3845156A (en) | Processes for dehydrogenation of organic compounds | |
| WO2019095405A1 (zh) | 一种由合成气直接制取芳烃并联产低碳烯烃的方法 | |
| CN1315989C (zh) | 采用碱促进的铁催化剂的烃合成方法 | |
| CN101896267A (zh) | 混合型铁酸锰催化剂、其制备方法、以及使用该催化剂制备1,3-丁二烯的方法 | |
| EP3196181B1 (en) | Method for producing butadiene and device for producing butadiene | |
| WO2019095986A1 (zh) | 一种由合成气直接制取芳烃的方法 | |
| JP2003026613A (ja) | 低級炭化水素から芳香族炭化水素と水素を製造する方法 | |
| JPS62145032A (ja) | アセチレンの選択的水素化によるエチレンの製造方法 | |
| US11608315B2 (en) | Process for the preparation of methyl mercaptan | |
| EP2607302B1 (en) | A method for producing hydrogen from ethanol | |
| US20160332874A1 (en) | Method for carbon dioxide hydrogenation of syngas | |
| US8569388B2 (en) | Process for preparing olefins from synthesis gas using a cobalt and manganese containing catalyst | |
| CN103864561B (zh) | 一种甲醇芳构化制取芳烃的工艺方法 | |
| RU2407731C2 (ru) | Способ получения ароматических углеводородов из синтез-газа | |
| KR20140087254A (ko) | 고발열량의 합성천연가스 생산을 위한 촉매 및 이의 제조방법 | |
| AU2003248003A1 (en) | Regeneration of partial oxidation catalysts | |
| JP2013199461A (ja) | １−ブタノールの合成方法 | |
| CN101193845B (zh) | 将合成气体转化为含氧化合物的方法 | |
| JPWO2015152159A1 (ja) | 不飽和炭化水素の製造方法 | |
| CN101460438A (zh) | 用于将合成气转化为含氧物的方法 | |
| US4754092A (en) | Reducing methane production and increasing liquid yields in Fischer-Tropsch reactions | |
| CN111111763B (zh) | 二氧化碳加氢直接制低碳烯烃的催化剂及其用途方法 | |
| CN109694306B (zh) | 甲醇高效转化制二甲苯的方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20110310 |
|
| PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20110805 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130121 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20140127 |
|
| RH4A | Copy of patent granted that was duplicated for the russian federation |
Effective date: 20131213 |
|
| HE4A | Notice of change of address of a patent owner | ||
| QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE Effective date: 20140407 |