RU2652986C1 - Катализатор и способ получения фракции ароматических и алифатических углеводородов из растительного масла - Google Patents

Катализатор и способ получения фракции ароматических и алифатических углеводородов из растительного масла Download PDF

Info

Publication number
RU2652986C1
RU2652986C1 RU2016152077A RU2016152077A RU2652986C1 RU 2652986 C1 RU2652986 C1 RU 2652986C1 RU 2016152077 A RU2016152077 A RU 2016152077A RU 2016152077 A RU2016152077 A RU 2016152077A RU 2652986 C1 RU2652986 C1 RU 2652986C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
oil
catalyst
aromatic
vegetable oil
yield
Prior art date
Application number
RU2016152077A
Other languages
English (en)
Inventor
Андрей Валерьевич Чистяков
Полина Александровна Жарова
Марк Вениаминович Цодиков
Александр Ефимович Гехман
Вячеслав Михайлович Некипелов
Original Assignee
федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Московский физико-технический институт (государственный университет)"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Московский физико-технический институт (государственный университет)" filed Critical федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Московский физико-технический институт (государственный университет)"
Priority to RU2016152077A priority Critical patent/RU2652986C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2652986C1 publication Critical patent/RU2652986C1/ru

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J29/00Catalysts comprising molecular sieves
    • B01J29/04Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites
    • B01J29/06Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
    • B01J29/40Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of the pentasil type, e.g. types ZSM-5, ZSM-8 or ZSM-11, as exemplified by patent documents US3702886, GB1334243 and US3709979, respectively
    • B01J29/42Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of the pentasil type, e.g. types ZSM-5, ZSM-8 or ZSM-11, as exemplified by patent documents US3702886, GB1334243 and US3709979, respectively containing iron group metals, noble metals or copper
    • B01J29/44Noble metals
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J31/00Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds
    • B01J31/16Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing coordination complexes
    • B01J31/22Organic complexes
    • B01J31/2204Organic complexes the ligands containing oxygen or sulfur as complexing atoms
    • B01J31/2208Oxygen, e.g. acetylacetonates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C1/00Preparation of hydrocarbons from one or more compounds, none of them being a hydrocarbon
    • C07C1/20Preparation of hydrocarbons from one or more compounds, none of them being a hydrocarbon starting from organic compounds containing only oxygen atoms as heteroatoms
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G3/00Production of liquid hydrocarbon mixtures from oxygen-containing organic materials, e.g. fatty oils, fatty acids
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P30/00Technologies relating to oil refining and petrochemical industry
    • Y02P30/20Technologies relating to oil refining and petrochemical industry using bio-feedstock

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области гетерогенно-каталитических превращений органических соединений, а именно к каталитическому превращению возобновляемого сырья - растительных масел в алкан-ароматическую фракцию углеводородов С311+, которая может быть использована для получения компонентов моторных топлив. Предложен катализатор получения ароматических и алифатических углеводородов из растительного масла, имеющий следующий состав, мас. %: Pd - 0,1-0,8, Ag - 0,2 -1,6, Al2O3 - 20-40, цеолит MFI (силикатный модуль 30) – остальное, а также способ получения ароматических и алкановых углеводородов из растительных масел в присутствии указанного катализатора в атмосфере водорода при давлении 10-50 атм при температуре 280-400°С и объемной скорости 0,4-24 ч-1, в котором в качестве сырья используют подсолнечное масло, рапсовое масло, арахисовое масло, кукурузное масло, касторовое масло, масла, вырабатываемые специальными культурами водорослей, такими как: Scenedesmus dimorphus, Spirogyra sp., Euglena gracilis, Prymnesium parvum, Porphyridium cruentum, Botryococcus braunii. Технический результат: увеличение выхода целевых продуктов, обеспечение их высокой чистоты от содержания гетероатомов, значительное повышение производительности катализатора по сумме целевых продуктов, уменьшение метанообразования, снижение температуры процесса. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 4 табл.,16 пр.

Description

В настоящее время ведутся активные поиски в области разработки процессов получения моторных топлив на базе перспективных видов растительных масел [1]. Столь большой интерес, проявляемый к переработке растительных масел, продиктован необходимостью рационального потребления горючих природных депозитов и снижением зависимости от нефтяных ресурсов, а также повышением экологической приемлемости процессов получения топлив и потребления их на транспорте [2-5]. Помимо различных сельскохозяйственных культур, для получения масел растительного происхождения могут использоваться специальные культуры водорослей, во много раз превосходящие по производительности в получении, что позволяет сохранять посевные площади. В литературе описаны способы превращения растительных масел в ароматические фракции углеводородов в присутствии цеолитсодержащих катализаторов в среде водорода [6-9]. Главным образом внимание исследователей направлено на получение биодизеля первого поколения, представляющего собой метилаты или этилаты жирных кислот, содержащихся в растительных маслах. Процесс переэтерификации наиболее эффективно протекает в присутствии гомогенных катализаторов, что обусловливает высокие затраты на выделение катализатора из смеси продуктов и его утилизацию [1]. Еще одним существенным недостатком этого направления является проблема утилизации значительных количеств сопутствующего продукта - глицерина с примесями этерифицирующих агентов (метанол, этанол). Проблему выделения глицерина, не содержащего примесей этерифицирующих спиртов, возможно решить, используя трехстадийную технологию, согласно которой на первой стадии происходит омыление масел с образованием обводненного глицерина и солей соответствующих жирных кислот, после чего кислоты переводят в Н-форму и подвергают гидрированию [10].
Основным недостатком этого подход является многостадийность процесса в целом. В этой связи наиболее рациональным выглядит метод прямого гидрирования триглицеридов жирных кислот (ТГЖК). В этом подходе можно выделить два направления: получение нормальных алканов (преимущественно C17-C18) с использованием катализаторов на основе широкопористых носителей [11, 12] и получение алкан-ароматической фракции углеводородов, содержащей преимущественно алкилзамещенные бензола и разветвленные алканы С46 [13, 14]. В работе [13] описан способ переработки рапсового масла при температурах 550-650°С в присутствии катализаторов Al2O3 и Al2O3/B2O3 во фракцию олефинов и ароматики в среде гелия, содержащую олефины до С19. В работе [14] описан способ переработки растительных масел в алкан-ароматическую фракцию при температурах 380-430°С в присутствии индивидуального H-ZSM-5 и H-ZSM-5, модифицированного сульфидом циркония. Выход целевой топливной фракции достигает 28 мас. %, выход газообразных продуктов до 40 мас. %.
Известен способ получения жидких топливных углеводородов каталитической конверсией масел растительного происхождения в присутствии катализаторов - высококремнеземных цеолитов ZSM-5 и ZSM-12 [15]. В качестве сырья использованы кукурузное, арахисовое, касторовое, талловое масла и масло жожоба, которое, в отличие от остальных, относящихся к триглицеридам жирных кислот, является сложным эфиром жирных кислот и одноатомных высших спиртов. При использовании катализатора HZSM-5 (цеолит ZSM-5 в водородной форме), температуре 400°С, скорости подачи касторового масла 2,5 г/г катализатора в час и дополнительной подаче водорода 5 мл/мин получены топливные углеводороды с выходом 78%, в том числе бензол-толуол-ксилольная фракция (смесь бензола, толуола, этилбензола и ксилолов) с выходом 48%, ароматические углеводороды С913 с выходом 25%. При использовании других масел выход жидких топливных углеводородов и производительность катализатора были значительно хуже.
Недостатком способа является низкая производительность катализатора.
Известен способ получения ароматических углеводородов С610 высокотемпературным контактированием углеводородного сырья и/или кислородсодержащих соединений с катализатором, содержащим цеолит со структурой ZSM-5 или ZSM-11, модифицированный элементами или соединениями элементов I, II, IV, V, VI, VII и VIII групп в количестве 0,05-5,0 мас. %, при температуре 280-460°С. Контактирование сырья с катализатором можно осуществлять в присутствии водородсодержащего газа [16].
Однако при использовании в качестве исходного сырья масел растительного происхождения, содержащих триглицериды кислот, проведение процесса в интервале вышеуказанных температур приводит к достаточно низкому выходу целевых продуктов при крайне низкой производительности катализатора по сумме углеводородов (г/г катализатора в час). Кроме того, получаемые при этом ароматические углеводороды загрязнены побочными продуктами - жидкими неароматическими соединениями, которые при температуре контактирования ниже 470°С состоят, в основном, из смеси жирных кислот сложного состава. Указанная смесь жирных кислот, с одной стороны, препятствует селективному выделению ароматических углеводородов, с другой, является неутилизируемым отходом, что приводит к серьезным экологическим проблемам и, как следствие, заниженной востребовательности известного способа при переработке масел растительного происхождения.
Известен способ получения ароматических углеводородов высокотемпературным контактированием масла растительного происхождения, содержащего триглицериды кислот, с катализатором, содержащим высококремнеземный цеолит, имеющий структуру ZSM-5, и промотор в виде оксида или смесей оксидов переходных металлов, выбранных из оксидов цинка, хрома, железа, при температуре в слое катализатора 470-630°С. Процесс проводят в присутствии водорода. При этом водород используют при скорости подачи 50-200 мл/г (100-150 мл/г) катализатора в мин. Водород подают в реактор, в котором он достигает катализатора, и осуществляют нагрев катализатора до заданных температур, после чего начинают подачу в реактор масла растительного происхождения со скоростью 2-7 г/г катализатора в час [17].
Также известен способ переработки растительных масел в присутствии каталитической композиции, представляющей собой два вида цеолитов (Y-форма и ZSM-5), модифицированных оксидами редкоземельных металлов в количестве не менее 1 мас. %. Температура процесса составляет 480-600°С [18].
Основным недостатком способов [17-18] является повышенная температура процесса.
Известен способ превращения растительных масел в ароматические соединения путем контакта с каталитически активными формами галлия для использования в нефтехимии и/или для компонентов топливных смесей или добавок к ним [19]. Возобновляемые масла с высоким содержанием кислорода, высоким мольным отношением Н/С, содержащие высшие жирные кислоты или их эфиры, подвергают нагреву и контакту с катализатором. Катализатор может быть наполненным галлием катализатором на одной или более цеолитно-глиноземистой матрице с размером пор, вмещающим 10 атомов кислорода, такой, как ZSM-5, ZSM-11, ZSM-23, МСМ-70, SSZ-44, SSZ-58, SSZ-35, and ZSM-22. Получение ароматических соединений из возобновляемых масел возрастает при большем отношении галлия к катиону, предпочтительное отношение Ga/решетка Al - около 1. Могут быть использованы различные возобновляемые масла или «биомасла», но масло из водорослей обеспечивает чрезвычайно высокий выход бензола, толуола, этилбензола и ксилолов (ВТЕХ) при конверсии над галлиево-катионным катализатором при давлении около 1 атм. и температуре около 400°С. Содержание ВТЕХ составляет 77% от жидкого продукта, таким образом.
Недостатками данного способа являются высокое содержание бензола в продуктах реакции, запрещенного к использованию в бензиновых топливах в количествах более 1%, и быстрая дезактивация катализатора.
Таким образом, создание катализатора, обладающего стабильностью действия в течение длительного промежутка времени, высокой селективностью и активностью является задачей настоящего изобретения.
Гетерометаллический прекурсор {PdAg2(OOCMe)4(HOOCMe)4}n для синтеза катализаторов готовили по следующей методике: суспензию Pd3(ООСМе)6 (400 мг, 1.78 ммоль по Pd) and AgOOCMe (400 мг, 2.4 ммоль) в 35 мл ледяной уксусной кислоты перемешивали при 90°С в течение 2 ч в защищенной от света колбе. Реакционную смесь охлаждали до ~50°С и отфильтровывали от темно-серого осадка непрореагировавшего и частично разложившегося ацетата серебра. Маточник оставляли на 12 часов в темноте, после чего отфильтровывали кристаллический темно-желтый осадок {PdAg2(OOCMe)4(HOOCMe)4}n (1) (277 мг). К маточному раствору добавляли еще порцию AgOOCMe (300 мг, 1.8 ммоль) и кипятили еще 2 ч. После охлаждения и фильтрования получили вторую порцию 1 (201 мг). Нагревание маточного раствора с третьей порцией AgOOCMe (200 мг, 1.2 ммоль) позволяет получить дополнительно 176 мг 1. Упаривание вдвое последнего маточного раствора позволяет получить последнюю порцию 1 (50 мг). Общий выход 1 704 мг (50% по Pd). Комплекс 1 растворим в АсОН и воде, не расворим в С6Н6 и растворяется с быстрым разложением в CHCl3, CH3CN, ацетоне и ТГФ, при хранении разлагается в течение нескольких месяцев даже в темноте. Элементный анализ: найдено (%): С. 24.03; Н 3.48. PdAg2C16O16H28 Вычислено (%): С 24.07; Н 3.53. ИК-спектр (НПВО, см-1): 1684s, 1603w, 1521vs, 1399vs, br, 1368w, 1374w, 1273s, 1016m, 946w, 890m, 696s, 673w, 619m. Структура гетерометаллического комплекса приведена на фиг. 1
Цеолит, используемый для приготовления катализатора, представляет собой отечественный аналог цеолита типа MFI с мольным отношением SiO2/Al2O3 = 30 (производство ОАО «Ангарский завод катализаторов и Органического синтеза», содержит не более 0,04 мас. % оксида натрия. Водородную форму цеолита получали при двукратном катионном обмене Na+ на ионы аммония в 1N растворе азотнокислого аммония с последующей сушкой и прокаливанием в течение 4 часов при 500°С.
Гранулы цеолитсодержащего катализатора получали путем смешения цеолита MFI со связующим - суспензией оксида алюминия (содержит 30 вес. % сухого Al2O3 производства ЗАО «Промышленные катализаторы», Рязань) и последующего формования гранул - экструдатов. Далее экструдаты сушили на воздухе, затем в сушильном шкафу и прокаливали при 500°С в течение 4 часов.
Гетерометаллический прекурсор наносили методом безостаточной пропитки на готовые экструдаты цеолита со связующим. Экструдаты пропитывали заданным количеством раствора гетерометаллического прекурсора в течение двух часов при комнатной температуре. Затем раствор упаривали, гранулы сушли при температуре 100-110°С в течение 3-4 часов и прокаливали в муфельной печи при 500°С в течение 4 часов. Содержание активных компонентов в готовых катализаторах составило, мас. %: Pd - 0,1-0,8, Ag - 0,2-1,6, Al2O3 - 20-40, цеолит MFI (силикатный модуль 30) - остальное.
Синтез алкан-ароматической фракции осуществляют в проточном реакторе с рециркуляцией газообразных продуктов со стационарным слоем катализатора, в качестве которого используют Pd-Ag/MFI/Al2O3 катализатор. Нагрев реактора осуществляется при помощи тороидальной электропечи, которая расположена снаружи трубчатого реактора. Высота тороидальной печи соответствует высоте реактора. По завершении нагрева катализатора начинают подачу исходных растительных масел на катализатор, количество которого в реакторе составляет 20 см3, с объемной скоростью 0,4-24 ч-1 в проточном режиме. Жидкие продукты после реактора собирают в охлаждаемых приемниках (1-й по ходу имеет температуру 0°С, 2-й - 15°C), газообразные продукты собирают в газгольдер и проводят анализ их состава методом газовой хроматографии. Газообразные продукты представляют собой легкие C15 углеводороды, водород, оксид и диоксид углерода. Качественный и количественный состав газообразных продуктов определяют методом газовой хроматографии, методом абсолютной калибровки. Состав жидких продуктов определяют методами газожидкостной хроматографии и хромато-масс-спектрометрии. Наличие остаточных моно и полиглицеридов жирных кислот, а также свободных кислот в продуктах реакции осуществлялось методами ИК-спектроскопии.
Подвергаемое обработке растительное масло выбирают из ряда: подсолнечное масло, рапсовое масло, арахисовое масло, кукурузное масло, касторовое масло, масла, вырабатываемые специальными культурами водорослей, такими как: Scenedesmus dimorphus, Spirogyra sp., Euglena gracilis, Prymnesium parvum, Porphyridium cruentum, Botryococcus braunii.
Приведенные ниже примеры иллюстрируют изобретение, но не ограничивают его. Примеры 1-3. Из данных таблицы 1 видно, что контактирование растительного масла с катализаторами, содержащими 0.1 мас. % Pd, 0.2 мac. % Ag, 30 мас. % Al2O3, цеолит MFI -остальное; 0.4 мас. % Pd, 0.8 мac. % Ag, 30 мас. % Al2O3, цеолит MFI - остальное; 0.8 мас. % Pd, 1.6 мac. % Ag, 30 мас. % Al2O3, цеолит MFI - остальное, приводит к полной конверсии исходного масла. В стехиометрическом количестве образуется вода, выход оксидов углерода не превышает 0.1 мас. %, что свидетельствует о высокой селективности реакции гидрирования карбоксильной группы триглицеридов жирных кислот растительного масла. Реакции крекинга углеводородной цепи, приводящие к образованию метана и этана в значительной мере подавлены, т.к. выход данных продуктов не превышает 0.5 мас. %. Увеличение количества нанесенных компонентов в катализаторе приводит к росту выхода алифатических углеводородов С36 и пропорциональному уменьшению выхода ароматических соединений. Нанесение активных компонентов в количестве, превышающем 0.8 мас. % Pd и 1.6 Mac. % Ag, является нецелесообразным, т.к. значительно увеличивает стоимость катализатора при отсутствии улучшения его свойств. Нанесение активных компонентов в количестве, меньшем, чем 0.1 мас. % Pd и 0.2 мac. % Ag, также не представляется актуальным, т.к. затрудняет анализ и контроль приготовления катализатора (количество активных компонентов соответствует количествам примесей в оксиде алюминия и цеолите, из которых состоит катализатор).
Figure 00000001
Примеры 4-7
В таблице 2 представлены данные по зависимости выхода продуктов превращения растительного масла от температуры. Оптимальным температурным интервалом является интервал 280-400°C, который обеспечивает 100-процентную конверсию растительного масла и высокую производительность по целевым компонентам (алканы С36, ароматические углеводороды С712). Увеличение температуры до 450°С приводит к интенсификации процессов крекинга углеводородных цепей субстрата, что приводит к резкому возрастанию выхода нежелательных метана и этана до 36.5 и 27.3 мас. %, соответственно. Кроме того, интенсифицируются процессы декарбонилирования/декарбоксилирования, что приводит к увеличению выхода оскидов углерода до 6.8 мас. % и, как следствие, потере ценной углеродной массы исходного сырья. Понижение температуры до 250°С приводит к резкому снижению конверсии исходного растительного масла до 13.4%, что крайне нежелательно, т.к. значительно усложняет стадию выделения продуктов. В результате превращения растительного масла при 250°С образуется 4.7 мас. % олефинов, которые для использования в качестве топливных компонентов нуждаются в гидрировании. Выход ароматических соединений составил 6.5 мас. %.
Figure 00000002
Примеры 8-11.
В таблице 3 представлены данные по зависимости выхода продуктов превращения растительного масла от давления водорода. Давление водорода, равное 10-50 атм, является наиболее приемлемым для превращения растительных масел в присутствии рассматриваемых катализаторов, т.к. обеспечивает высокую селективность по целевым продуктам и высокую стабильность работы катализатора. Увеличение давления водорода с 50 до 60 атм приводит к незначительному (на 0.3 мас. %) уменьшению выхода ароматических углеводородов и пропорциональному увеличению выхода алифатических углеводородов С36. Т.е. увеличение давления на 10 атм не приводит к видимым изменениям работы катализатора и, соответственно, применение повышенного давления не является целесообразным. Следует отметить, что при давлении водорода 50 атм в продуктах реакции полностью отсутствуют олефины С3-С6, которые могут в условиях процесса полимеризоваться на поверхности катализатора, тем самым приводя к его дезактивации, поэтому с позиции стабильности работы катализатора давление 50 атм является оправданным. Уменьшение давления водорода до 5 атм приводит к интенсификации процессов декарбонилирования/декарбоксилирования, что выражается в увеличении выхода оксидов углерода до 3.2 мас. % и, как следствие, потере углеродной массы исходного масла. Также возрастает выход олефинов С36 до 8.1 мас. %, что, как описано выше, может негативно сказываться на длительности работы каталитической системы. В пределах оптимальных значений давления водорода 10-50 атм изменение давления мало сказывается на выходе продуктов реакции.
Figure 00000003
Примеры 12-16.
В таблице 4 представлены данные о зависимости выхода продуктов конверсии растительного масла от величины объемной скорости его подачи (VHSV). Из данных табл. 4 можно видеть, что в интервале объемных скоростей 0.4-24 ч-1 наблюдается 100-процентная конверсия растительного масла, состав продуктов остается практически постоянным. Увеличение объемной скорости подачи реагента с 0.4 до 24 ч-1 приводит к увеличению выхода алифатических углеводородов С36 на 2.6 мас. % и снижению выхода ароматических углеводородов С312 на 3 мас. %. Следует отметить, что даже при минимальной скорости подачи 0.4 ч-1 выход бензола не превышал 0.8 мас. %, что позволяет использовать получаемые продукты в качестве добавки к бензиновому топливу без каких-либо дополнительных технологических стадий. Увеличение объемной скорости до 30 ч-1 приводит к резкому падению конверсии исходного масла до 27.9%. Кроме того, наблюдается увеличение выхода олефинов С36 до 12.8 мас. %, что может приводить к быстрому зауглероживанию поверхности катализатора. Понижение скорости подачи растительного масла ниже 0.4 ч-1 не представляется целесообразным, т.к. значительно уменьшает производительность системы. Таким образом, найдены оптимальные значения скорости подачи растительного масла, лежащие в интервале 0.4-24 ч-1, обеспечивающие исчерпывающее значение конверсии сырья и максимальные выходы целевых продуктов реакции.
Figure 00000004
Figure 00000005
Источники информации
1. Demirbas, А. 2008. Biodiesel: A realistic fuel alternative for diesel engines. Springer, London.
2. T.N. Kalnes, T. Marker, D.R Shonnard, K.P Koers. Biofuels technology, 7 (2016).
3. И.И. Моисеев, Теорет. эксперим. химия, 46, 6, 360 (2010).
4. С. Berg. In World Ethanol Production. F.O. Licht GmbH, 2004. P. 12.
5. W. Huber. Angew. Chem., 2004, 43, 1548 (2004).
6. Y.S. Prasad,. N.N. Bakhshi, Appl. Catal., 1985, 18, 71.
7. W. Charusiri, W. Yongchareon, T. Vitidsant, Korean J. Chem. Eng., 2006, 23, 349.
8. А.Г. Дедов, A.C. Локтев, Л.Х. Кунашев, M.H. Карташева, B.C. Богатырев, И.И. Моисеев, Хим. технология, 2002, 8, 15.
9. М.В. Цодиков, А.В. Чистяков, М.А. Губанов, В.Ю. Мурзин, З.М. Букина, Н.В. Колесниченко, С.Н. Хаджиев, Каталитическая конверсия рапсового масла в алкан-ароматическую фракцию в присутствии Pd-Zn/ЦВМ, НЕФТЕХИМИЯ, 2013, том 53, №1, с. 50-57.
10. P.
Figure 00000006
, В. Rozmyslowicz, S. Lestari, O. Simakova, K.
Figure 00000007
, T. Salmi, D. Yu. Murzin, Energy and Fuels, 2011, 25 2815-2825.
11. http://www.uop.com/processing-solutions/biofuels/green-diesel/.
12.
Figure 00000008
,
Figure 00000009
,
Figure 00000010
,
Figure 00000011
,
Figure 00000012
, ChemIng Transactions, 2011.
13. Piotr Kirszensztejn, Robert Przekop, Agnieszka Toli'nska, Ewa Ma'ckowska, Chemical Papers 63 (2) 226-232 (2009) DOI: 10.2478/s11696-008-0104-1.
14. Witchakorn Charusiri, Withaya Yongchareon and Tharapong Vitidsant, Korean J. Chem. Eng., 23(3), 349-355 (2006).
15. US Pat. 4300009; Chem. Abstrs., 1981, 10, 150109.
16. RU 2163624, 2001.
17. RU 2470004.
18. EP 2373291 A1, 2011.
19. WO 2012/088546 A1, 2012.

Claims (3)

1. Катализатор получения ароматических и алифатических углеводородов из растительного масла, имеющий следующий состав, мас. %: Pd - 0,1-0,8, Ag - 0,2 -1,6, Al2O3 - 20-40, цеолит MFI (силикатный модуль 30) - остальное.
2. Способ получения ароматических и алифатических углеводородов путем превращения растительного масла, отличающийся тем, что превращение растительного масла ведут в присутствии гетерогенного катализатора по п. 1, при температуре 280-400°С и объемной скорости подачи растительного масла 0,4-24 ч-1 в среде водорода при давлении 10-50 атм.
3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что растительное масло выбирают из ряда: подсолнечное масло, рапсовое масло, арахисовое масло, кукурузное масло, касторовое масло, масла, вырабатываемые специальными культурами водорослей, такими как: Scenedesmus dimorphus, Spirogyra sp., Euglena gracilis, Prymnesium parvum, Porphyridium cruentum, Botryococcus braunii.
RU2016152077A 2016-12-28 2016-12-28 Катализатор и способ получения фракции ароматических и алифатических углеводородов из растительного масла RU2652986C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016152077A RU2652986C1 (ru) 2016-12-28 2016-12-28 Катализатор и способ получения фракции ароматических и алифатических углеводородов из растительного масла

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016152077A RU2652986C1 (ru) 2016-12-28 2016-12-28 Катализатор и способ получения фракции ароматических и алифатических углеводородов из растительного масла

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2652986C1 true RU2652986C1 (ru) 2018-05-04

Family

ID=62105393

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016152077A RU2652986C1 (ru) 2016-12-28 2016-12-28 Катализатор и способ получения фракции ароматических и алифатических углеводородов из растительного масла

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2652986C1 (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2701372C1 (ru) * 2018-12-26 2019-09-26 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Российский государственный университет нефти и газа (национальный исследовательский университет) имени И.М. Губкина" Способ получения биотоплива
RU2739922C1 (ru) * 2019-12-23 2020-12-29 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тамбовский государственный университет имени Г.Р. Державина" (ФГБОУ ВО "Тамбовский государственный университет имени Г.Р. Державина", ТГУ им. Г.Р. Державина") Способ получения водных суспензий нанокомпозитного материала на основе оксида графена и трисульфида циркония с противомикробными свойствами

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2441903C2 (ru) * 2007-08-17 2012-02-10 Энерджи Энд Инвайронментал Рисерч Сентер Фаундейшн Энергоэффективный способ получения топлива биологического происхождения
US8236999B2 (en) * 2010-12-16 2012-08-07 Energia Technologies, Inc. Methods of deoxygenation and systems for fuel production
RU2472764C1 (ru) * 2011-11-28 2013-01-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научный центр "Научно-исследовательский институт органических полупродуктов и красителей" (ФГУП "ГНЦ "НИОПИК") Способ получения углеводородов топливного ряда из возобновляемого сырья
EP2183341B1 (en) * 2007-08-17 2014-11-05 Energy & Environmental Research Center Foundation Energy efficient process to produce biologically based fuels
RU2549571C2 (ru) * 2013-08-23 2015-04-27 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Ордена Трудового Красного Знамени Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева Российской академии наук (ИНХС РАН) Способ получения алкановых и ароматических углеводородов
RU2603967C1 (ru) * 2015-11-27 2016-12-10 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Московский физико-технический институт (государственный университет)" Способ селективного получения фракции алканов, пригодной для бензинового и дизельного топлива

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2441903C2 (ru) * 2007-08-17 2012-02-10 Энерджи Энд Инвайронментал Рисерч Сентер Фаундейшн Энергоэффективный способ получения топлива биологического происхождения
EP2183341B1 (en) * 2007-08-17 2014-11-05 Energy & Environmental Research Center Foundation Energy efficient process to produce biologically based fuels
US8236999B2 (en) * 2010-12-16 2012-08-07 Energia Technologies, Inc. Methods of deoxygenation and systems for fuel production
RU2472764C1 (ru) * 2011-11-28 2013-01-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научный центр "Научно-исследовательский институт органических полупродуктов и красителей" (ФГУП "ГНЦ "НИОПИК") Способ получения углеводородов топливного ряда из возобновляемого сырья
RU2549571C2 (ru) * 2013-08-23 2015-04-27 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Ордена Трудового Красного Знамени Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева Российской академии наук (ИНХС РАН) Способ получения алкановых и ароматических углеводородов
RU2603967C1 (ru) * 2015-11-27 2016-12-10 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Московский физико-технический институт (государственный университет)" Способ селективного получения фракции алканов, пригодной для бензинового и дизельного топлива

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2701372C1 (ru) * 2018-12-26 2019-09-26 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Российский государственный университет нефти и газа (национальный исследовательский университет) имени И.М. Губкина" Способ получения биотоплива
RU2739922C1 (ru) * 2019-12-23 2020-12-29 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тамбовский государственный университет имени Г.Р. Державина" (ФГБОУ ВО "Тамбовский государственный университет имени Г.Р. Державина", ТГУ им. Г.Р. Державина") Способ получения водных суспензий нанокомпозитного материала на основе оксида графена и трисульфида циркония с противомикробными свойствами

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Faba et al. Recent developments on the catalytic technologies for the transformation of biomass into biofuels: A patent survey
KR101673597B1 (ko) 니켈 및 몰리브덴에 기초한 촉매를 사용하며, 탈카르복실화 전환이 제한되는, 재생 가능한 공급원으로부터 유래하는 공급물의 수소화탈산소화 방법
JP5519296B2 (ja) 酸素化炭化水素からの液体燃料および化学物質の合成
CN105143406B (zh) 从二氧化合物和多氧化合物产生芳香族化合物
Danuthai et al. Conversion of methylesters to hydrocarbons over an H-ZSM5 zeolite catalyst
Aysu et al. Catalytic pyrolysis of Tetraselmis and Isochrysis microalgae by nickel ceria based catalysts for hydrocarbon production
Xiang et al. Catalytic conversion of bioethanol to value-added chemicals and fuels: A review
JP2017002050A (ja) 芳香族化合物の収率を高めるための、アルカノールの脱水素
JP2014167004A (ja) 酸素化炭化水素からの液体燃料および化学物質の合成
WO2010032748A1 (ja) 炭化水素油の製造方法
RU2652986C1 (ru) Катализатор и способ получения фракции ароматических и алифатических углеводородов из растительного масла
KR101922614B1 (ko) 위계다공성 베타 제올라이트 기반 수첨분해반응 촉매 및 이의 제조방법 및 상기 수첨분해반응 촉매를 활용한 트리글리세라이드를 포함하는 바이오매스로부터 바이오항공유 생산방법
EP4257662A2 (en) Process for producing a diesel hydrocarbon fraction starting from a renewable feedstock
EP3149134B1 (en) Process for producing a diesel hydrocarbon fraction starting from a renewable feedstock
RU2549571C2 (ru) Способ получения алкановых и ароматических углеводородов
WO2019084657A1 (en) Process for the production of hydrocarbon biofuels
KR101670515B1 (ko) 케톤으로부터 파라핀 제조 방법
Gómez et al. Thermocatalytic deoxygenation of methyl laurate over potassium FAU zeolites
EP2358653B1 (en) A process for preparing lower hydrocarbons from glycerol
RU2429909C1 (ru) Катализатор, способ его приготовления и способ получения дизельного топлива из сырья природного происхождения
KR20120058241A (ko) 생물체에서 유래된 지질과 하이드로탈사이트를 이용하는 연속적인 탄화수소 생산 방법 및 장치
WO2009085324A1 (en) Method for production of short chain carboxylic acids and esters from biomass and product of same
TW202306933A (zh) 用於將乙醇轉化為對二甲苯和鄰二甲苯的方法和系統實施方案
RU2548572C9 (ru) Катализатор, способ его приготовления и способ одностадийного получения компонентов реактивных и дизельных топлив с улучшенными низкотемпературными свойствами из масложирового сырья
US9745522B2 (en) Method of obtaining paraffinic hydrocarbons from natural fat