| початок розділу
Виробничі, аматорські радіоаматорські Авіамодельний, ракетомодельного Корисні, цікаві |
хитрощі майстру
електроніка фізика технології винаходи |
таємниці космосу
таємниці Землі таємниці Океану хитрощі Карта розділу |
  |
| Використання матеріалів сайту дозволяється за умови посилання (для сайтів - гіперпосилання) | |||
Навігація: => |
На головну / Каталог патентів / В розділ каталогу / Назад / |
|
ВИНАХІД
Патент Російської Федерації RU2180651
СПОСІБ ОДЕРЖАННЯ УГЛЕВОДОРОДОВ З ОКСИДІВ ВУГЛЕЦЮ І ВОДНЮ
Ім'я винахідника: Мисів В.М .; Йони К.Г.
Ім'я патентовласника: Науково-інженерний центр "Цеосіт" Об'єднаного інституту каталізу СО РАН
Адреса для листування: 630090, Новосибірськ, 90, пр. Акад. Лаврентьєва, 5, НДЦ "Цеосіт" ОВК СО РАН, Е.В.Артамонову
Дата початку дії патенту: 2001.01.11
Використання: нафтохімія. Сутність: як каталізатор використовуються залізовмісні руди або їх композиції з алюмосиликатами або алюмофосфату в масовому співвідношенні 20 / 80-80 / 20, а процес проводять при 10-100 атм, 220-360 o С, об'ємної швидкості подачі вихідного синтез-газу 100- 5000 год -1, мольном щодо Н 2 / СО в вихідному синтез-газі, рівному 1-3, в проточному або циркуляційному режимі, і об'ємний вміст СО 2 в газовому потоці на вході в реактор складає 0,01-30,0%; відновлення каталізатора здійснюють синтез-газом при 220-360 o С, 10-100 атм і об'ємної швидкості подачі синтез-газу 100-5000 год -1. Технічний результат: збільшення виходу бензинової і дизельної фракцій вуглеводнів і продуктивності каталізатора.
ОПИС ВИНАХОДИ
Винахід відноситься до органічної хімії, а саме до нафтохімії, зокрема до способу отримання вуглеводнів з суміші СО, Н 2 і СО 2 (далі синтез-газом). В якості каталізатора використовуються залізовмісні руди або їх композиції з кислотними компонентами - кристалічними алюмосиликатами і алюмофосфату. Отримані при цьому вуглеводневі фракції можуть бути застосовані в практичних цілях в якості автобензину і дизельного палива з поліпшеними екологічними показниками якості за рахунок низького вмістом бензолу і ароматичних вуглеводнів і відповідно підвищеного вмісту парафінів.
Відомий спосіб отримання вуглеводневих бензинових фракцій з газу, що містить Н 2 і СО 2 або Н 2, СО 2 і СО, шляхом контактування газу при 320-440 o С, 40-100 атм і об'ємному відношенні Н 2 / (СО + СО2) , що дорівнює 1-3, з каталізатором, що містить цеоліт типу ZSM-5 або ZSM-11 і металлоксідний компонент, що складається з оксидів цинку, міді і / або хрому (патент 2089533 РФ, кл. з 07 с 1/12, с 10 G 2/00, 1997, [1]).
Відповідно до даного способу основними вуглеводневими продуктами перетворення суміші Н 2, СО 2 і СО є рідкі бензинові фракції вуглеводнів з високим (від 40 до 84 мас.%) Вмістом ароматичних вуглеводнів; побічними продуктами є газоподібні вуглеводні, а освіту C 11 -C 17 парафінових вуглеводнів (компонентів дизельної фракції) не спостерігається.
Найбільш близьким до винаходу по своїй технічній суті є спосіб отримання лінійних вуглеводнів (патент 1295995 СРСР, кл. У 01 J 23/78, С 07 С 1/04, 1987, [2]) із середньою мовляв. масою 725-840 з синтез-газу при його контактуванні з каталізатором, що містить оксиди заліза, міді, калію і діоксиди кремнію і титану в наступному співвідношенні компонентів, мас.ч .: оксид заліза (в перерахунку на залізо) 100; оксид міді 5-7,5; оксид калію 3-8; діоксид кремнію 15-30; діоксид титану 7-9.
Приклад 1 (з прототипу)
Лінійні вуглеводні з середньою мовляв. масою 725-840 з синтез-газу одержують у такий спосіб. Перед синтезом каталізатор піддають відновленню воднем в наступних умовах: тривалість 1 год; температура 240 o С; швидкість подачі водню - 650 ч -1. Після закінчення відновлення каталізатор охолоджують до 160-170 o С і водень подають під тиском 20 бар. Потім здійснюють циркуляцію газу: починають подавати СО і Н 2, і каталізатор повільно доводять до температури синтезу. Одержуваний рідкий продукт переробляють перегонкою.
У підсумку згідно прототипу основними вуглеводневими продуктами перетворення суміші Н 2 і СО є лінійні вуглеводні з середньою мовляв. масою 725-840, мають щільність 0,912-0,96 г / см 3, температуру плавлення 94-117 o С і інші характеристики, описані в прототипі.
Завданням цього винаходу є отримання вуглеводневих бензинових і дизельних фракцій з високим виходом і великою продуктивністю каталізатора.
Поставлена задача вирішується тим, що для каталітичної конверсії синтез-газу в вуглеводневі продукти в якості каталізатора використовуються залізовмісні руди або їх композиції з алюмосиликатами або алюмофосфату, а процес проводять в проточному або циркуляційному режимах при 10-100 атм, 220-360 o С, об'ємної швидкості подачі вихідного синтез-газу 100-5000 ч -1, мольном щодо Н 2 / СО в вихідному синтез-газі, рівному 1-3, і об'ємному вмісті СО 2 в контактує газі 0,01-30,0%, і відновлення каталізатора здійснюють синтез-газом при 220-360 o С, 10-1000 атм і об'ємної швидкості подачі синтез-газу 100-5000 год -1.
Поставлена задача вирішується і тим, що каталізатор містить 20-80 мас.% Руди і 20-80 мас.% Алюмосилікат.
Поставлена задача вирішується і тим, що каталізатор містить 20-80 мас.% Руди і 20-80 мас.% Алюмофосфату.
Відмінними ознаками винаходу є:
а) для каталітичної конверсії синтез-газу в вуглеводневі продукти в якості каталізатора використовуються залізовмісні руди або їх композиції з алюмосиликатами або алюмофосфату в масовому співвідношенні 20 / 80-80 / 20;
б) процес проводять при 10-100 атм, 220-360 o С, об'ємної швидкості подачі вихідного синтез-газу 100-5000 ч -1, мольном щодо H 2 / CO в вихідному синтез-газі, рівному 1-3, і об'ємному вмісті СО 2 в контактує газі 0,01-30,0%;
в) відновлення каталізатора здійснюють синтез-газом при 220-360 o С, 10-100 атм і об'ємної швидкості подачі синтез-газу 100-5000 год -1.
Вибір каталізатора для конверсії синтез-газу в вуглеводневі продукти заснований на тому, що багато залізовмісні руди містять повний набір оксидів елементів, необхідний для протікання хімічних реакцій синтезу вуглеводнів. Основним компонентом залізовмісних руд, що застосовуються в якості каталізаторів в пропонованому способі, є оксиди заліза (FеО і / або Fе 2 О 3), зміст яких в каталізаторі може становити 10 - 90% (в залежності від родовища і ступеня збагачення руди). Комбінування залізовмісних руд з кислотними компонентами в масовому співвідношенні 20 / 80-80 / 20 призводить до підвищення активності оксидів металів в синтезі вуглеводнів з Н 2, СО і СО2.
Вибір умов проведення процесу синтезу бензинових і дизельних фракцій з газу, що містить Н 2, СО і СО 2, обумовлений наступними факторами. Підвищений тиск необхідно для більш глибокого перетворення синтез-газу. Нижня межа температурного інтервалу (220 o С) визначена по мінімальній активності каталізатора, перевищення верхньої межі температури (360 o С) призводить до швидкого зауглерожіванію поверхні каталізатора. Об'ємна швидкість подачі вихідного синтез-газу визначається активністю використовуваного каталізатора при фіксованому тиску і температурі. Заявляється значення об'ємної швидкості є найбільш оптимальним для отримання бензинової і дизельної фракцій. Співвідношення між H 2 і СО, а й між СО та CO 2, визначається стехіометрією протікання хімічних реакцій синтезу вуглеводнів. Наприклад, для освіти групи СН 2 парафінових вуглеводнів на один атом вуглецю потрібно два атома водню, а кількість пов'язаного О в вихідній сировині визначає споживання водню при утворенні молекул Н 2 O. З теоретичних передумов, експерименти проводилися в умовах, досить близьких до стехіометричної співвідношенню між С, О і Н. Процес відновлення каталізатора необхідний для утворення активних каталітичних центрів з неактивних оксидів металів. Умови відновлення визначені експериментально. Знайдені умови відновлення дозволяють домогтися показників процесу синтезу вуглеводнів, наведених нижче.
Промислова придатність винаходу ілюструється прикладами 2-10.
приклад 2
У ізотермічний реактор завантажують 30 см 3 фракції 0,25-1,0 мм железосодержащей руди - магнетиту (основа руди - Fe (FeO 2)2 або, в іншому вигляді, Fе 2 O 3 · FeО). Вихідний синтез-газ подають у реакторний блок на змішання з циркулюючим в блоці газом. Реакторний блок складається з реактора з обігрівом, холодильника-конденсатора, сепараторів високого і низького тиску, проміжного збірника рідких продуктів і електромагнітного насоса для циркуляції газу. Перед синтезом каталізатор піддають відновленню синтез-газом в наступних умовах: тиск 30 атм, температура 260 o С, тривалість 10 ч; температура 280 o С, тривалість 4 год. Процес синтезу вуглеводнів ведуть під тиском 30 атм і при температурі в шарі каталізатора 300 o С. Для запобігання накопичення в реакторному блоці неконденсованих продуктів з блоку після сепаратора високого тиску постійно відводять частина циркуляційного газу. Рідкі продукти (сконденсувати вуглеводні, вода, метанол), що виводиться з реакторного блоку газ і виділяються при дроселюванні газоподібні вуглеводні аналізують окремо методом газової хроматографії. Умови проведення та основні показники досвіду показані в таблиці.
приклад 3
налогічен прикладу 2. Відрізняється тим, що в якості каталізатора використовують залізовмісних руду - гематит (основа руди - Fе 2 О 3). Умови проведення та основні показники досвіду показані в таблиці.
приклад 4
Аналогічний приклад 2. Відрізняється тим, що в якості каталізатора використовують біфункціональний каталізатор, що складається з 50 Маc.% Магнетиту і 50 Маc. % Кристалічного алюмосилікат зі структурою цеоліту типу Вета. Умови проведення та основні показники досвіду показані в таблиці.
приклади 5-7
Аналогічні прикладу 2. Відрізняються тим, що в якості каталізатора використовують біфункціональний каталізатор, що складається з 50 мас.% Магнетиту і 50 мас.% Кристалічного алюмофосфату зі структурою типу SAPO-5. Умови проведення та основні показники дослідів показані в таблиці.
приклади 8-10
Аналогічні прикладу 2. Відрізняються тим, що в якості каталізатора використовують залізовмісних руду - лимон (основа руди - Fe 2 О 3 · Н 2 О), а досліди проводять без циркуляції газового потоку після сепаратора. Умови проведення та основні показники дослідів показані в таблиці.
Як видно з представлених в таблиці результатів, використання в якості каталізатора залізовмісних руд або їх композицій з алюмосиликатами або алюмофосфату і застосування для конверсії синтез-газу тиску 10-100 атм, температури 220-360 o С, об'ємної швидкості подачі вихідного синтез-газу 100- 5000 год -1, мольної відносини Н2 / СО в вихідному синтез-газі, рівного 1-3, і об'ємного вмісту СО 2 в газовому потоці на вході в реактор 0,01-30,0% в умовах винаходу дозволяють отримати бензинову і дизельну фракції вуглеводнів і мають переваги в порівнянні з прототипом:
1) вихід бензинової і дизельної фракції вуглеводнів в розрахунку на вихідний синтез-газ в 4-10 разів вище;
2) сумарний вихід З 2+ вуглеводнів в розрахунку на вихідний синтез-газ в 1,3-2,7 разів вище;
3) конверсія синтез-газу в вуглеводні в 1,5-2,9 разів вище;
4) продуктивність каталізатора, а й продуктивність одиниці об'єму міститься залізо компонента каталізатора значно перевершують аналогічні показники, розраховані за експериментальними даними прототипу.
ФОРМУЛА ВИНАХОДУ
Спосіб отримання вуглеводнів з оксидів вуглецю і водню, що включає контактування синтез-газу з залізовмісних каталізатором при підвищених тиску і температурі і відновлення каталізатора в заданих умовах, що відрізняється тим, що в якості каталізатора використовуються залізовмісні руди або їх композиції з алюмосиликатами або алюмофосфату, процес проводять при 10-100 атм, 220-360 o С, об'ємної швидкості подачі вихідного синтез-газу 100-5000 ч -1, мольном щодо Н 2 / СО в вихідному синтез-газі, рівному 1-3, в проточному або циркуляційному режимі, об'ємний вміст СО 2 в газовому потоці на вході в реактор складає 0,01-30,0% і відновлення каталізатора здійснюють синтез-газом при 220-360 o С, 10-100 атм і об'ємної швидкості подачі синтез-газу 100-5000 год -1.
Спосіб отримання вуглеводнів по п. 1, який відрізняється тим, що каталізатор містить 20-80 мас. % Руди і 20-80 мас. % Алюмосилікат.
Спосіб отримання вуглеводнів по п. 1, який відрізняється тим, що каталізатор містить 20-80 мас. % Руди і 20-80 мас. % Алюмофосфату.
Версія для друку
Дата публікації 01.01.2007гг
Коментарі
Коментуючи, пам'ятайте про те, що зміст і тон Вашого повідомлення можуть зачіпати почуття реальних людей, проявляйте повагу та толерантність до своїх співрозмовників навіть у тому випадку, якщо Ви не поділяєте їхню думку, Ваша поведінка за умов свободи висловлювань та анонімності, наданих інтернетом, змінює не тільки віртуальний, але й реальний світ. Всі коменти приховані з індексу, спам контролюється.