CC BY
24
№1X94)
UNIVERSUM:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
январь, 2022 г.
DOI - 10.32743/UniTech.2022.94.1.12910
КАТАЛИТИЧЕСКИЙ СИНТЕЗ ВЫСОКОМОЛЕКУЛЯРНЫХ УГЛЕВОДОРОДОВ ИЗ СИНТЕЗ-ГАЗА В ПОЛИФУНКЦИОНАЛЬНОМ КАТАЛИЗАТОРЕ
Куйбокаров Ойбек Эргашович
ст. преподаватель, Каршинский инженерно-экономический институт, Республика Узбекистан, г.Карши E-mail: quyboarov8 7@mail. ru
Бозоров Отабек Нашвандович
проректор по учебной работе , Каршинский инженерно-экономический институт, Республика Узбекистан, г. Карши
Файзуллаев Нормурод Ибодуллаевич
д-р хим. наук, профессор, Самаркандский государственный университет, Республика Узбекистан, г. Самарканд
НуруллаевАллобердифахриддин угли
магистр,
Каршинский инженерно-экономический институт, Республика Узбекистан, г. Карши
CATALYTIC SYNTHESIS OF HIGH MOLECULAR WEIGHT HYDROCARBONS FROM SYNTHESIS GAS IN A POLYFUNCTIONAL CATALYST
Oybek Kuibokarov
Senior Lecturer, Karshi Engineering and Economic Institute, Republic of Uzbekistan, Karshi
Otabek Bozorov
Vice Rector for Academic Affairs, Karshi Engineering and Economic Institute, Republic of Uzbekistan, Karshi
Normurod Fayzullaev
Doctor of Chemical Sciences, Professor, Samarkand State University, Republic of Uzbekistan, Samarkand
Alloberdi Nurullaev
Master,
Karshi Engineering and Economic Institute, Republic of Uzbekistan, Karshi
АННОТАЦИЯ
В данной работе изучалось влияние 15% Co-15% Fe / ВКЦ(ВЕРХНИЙ КРЫМСКИЙ СЕОЛИТ). на его свойства при синтезе углеводородов CO и H2 с металлами VIII и IV групп (Ni, Zr). Включение металлов Ni и Zr в каталитическую систему, содержащую Co и Fe, привело к увеличению выхода жидких углеводородов со 118 до 124-139 г / м3. В результате исследования была выбрана каталитическая система, содержащая 15% Co -15% Fe-5% Ni-1% ZrO2 / ВКЦ.
Библиографическое описание: КАТАЛИТИЧЕСКИЙ СИНТЕЗ ВЫСОКОМОЛЕКУЛЯРНЫХ УГЛЕВОДОРОДОВ ИЗ СИНТЕЗ-ГАЗА В ПОЛИФУНКЦИОНАЛЬНОМ КАТАЛИЗАТОРЕ // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. Куйбокаров О.Э. [и др.]. 2022. 1(94). URL: https://7universum. com/ru/tech/archive/item/12910
№1X94)
UNIVERSUM:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
январь, 2022 г.
ABSTRACT
In this work, we studied the effect of 15% Co-15% Fe / VCC on its properties in the synthesis of hydrocarbons CO and H2 with metals of VIII and IV groups (Ni, Zr). The inclusion of the metals Ni and Zr in the catalytic system containing Co and Fe led to an increase in the yield of liquid hydrocarbons from 118 to 124-139 g / m3. As a result of the study, a catalytic system containing 15% Co-15% Fe-5% Ni-1% ZrO2 / VCC was selected.
Ключевые слова: синтез-газ, высокомолекулярные углеводороды, катализатор, регенерация, температура, давление, выход реакции, конверсия.
Keywords: synthesis gas, high molecular weight hydrocarbons, catalyst, regeneration, temperature, pressure, reaction yield, conversion.
Введение
Синтез-газ является промежуточным продуктом при производстве жидких углеводородов из угля и природного газа [1-3].Он также используется как источник чистой энергии.Тепло можно получить путем сжигания синтетического газа, который можно использовать для различных целей. Сегодня существует три основных промышленных метода получения синтетического газа [4].
В настоящее время сжигание нефтяных газов -одна из самых актуальных проблем в мире.Одним из способов решения проблемы использования комбинированного нефтяного газа является использование технологии GTL (газ-жидкость), в частности синтеза Фишера-Тропша, для сжижения этого газа.Полное использование топлива - одна из основных причин глобального потепления, ведущего к изменению климата.В мировом масштабе потребление энергии на транспорте уступает только промышленности. В настоящее время использование ископаемого топлива в различных отраслях промышленности продолжает представлять угрозу. Отходы ископаемого топлива для производства тепла, электроэнергии и транспорта являются основным источником парниковых газов в атмосфере. Синтез Фишера-Тропша (ФТ) в настоящее время является одним из возможных способов получения высококачественного моторного топлива без серы из природного газа. Недавно было доказано, что С02 напрямую превращается в СО со 100% селективностью посредством фотокаталитических или электровосстановительных процессов, контролируемых солнечной энергией. Кроме того, производство СО из С02 с помощью плазменной технологии (2С02 = 2С0 + 02) имеет большое значение в промышленности [4-5]. Большинство этих газов использовалось для прямого сжигания в качестве топлива, а некоторые из них даже были выброшены прямо в атмосферу. Фактически, конверсия С0 всегда была основным процессом в современной химической промышленности С1 [6-7]. В последние десятилетия была проделана большая работа по превращению синтез-газа (т.е. смеси С0 и Н2) в продукты с высокой селективностью [8 - 16]. Как упоминалось выше, автотермический рифор -минг включает сложные химические реакции:
1) полное окисление, 2) частичное окисление, 3) парокаталитическую конверсию и 4) метани-рование и конверсию С02 [17]. Важным параметром при моделировании процесса автотермического ри-форминга является мольное соотношение Н20 / СН4. Важно обратить внимание на роль кислорода в автотермическом риформинге, поскольку он обеспечивает тепло, необходимое для вторичного рифор-минга, и достаточно силен для преобразования топлива в более мелкие соединения.Сегодня одной из основных проблем синтеза высокомолекулярных углеводородов из природного газа за одну стадию является быстрая дезактивация каталитических систем и быстрая деградация материалов, содержащих каталитические системы. В связи с вышеизложенным важным является синтез высококремниевых цеолитов из местного сырья, которые проявляют высокую каталитическую активность в процессах органического синтеза и переработки нефти и газа [18-25].
Цель работы-Синтез заключается в создании каталитических систем для получения высокомолекулярных углеводородов из газа и изучении влияния различных факторов на выход целевых продуктов.
Экспериментальная часть
Изучение основных кинетических закономерностей взаимодействия рабочего газа и водорода в присутствии каталитической системы, содержащей 15% Со-15% Fe / ВКЦ и 15% Со-15% Ре-5% N1-1% Zr02 ВКЦ. проводилась в проточном каталитическом устройстве, работающем в дифференциальном режиме.
Гранулометрический анализ каталитической
системы.Каталитическую активность на единицу объема каталитической системы определяли по следующей формуле: W=AxSx'П. Где W -каталитическая активность на единицу объема каталитической системы; А - удельная активность каталитической системы, S - площадь поверхности каталитической системы в единицах объема; п -скорость использования катализатора.Радиус пор каталитической системы определяли по изотермам адсорбции и десорбции паров бензола:
№ 1 (94)
AuiMi лт те)
UNIVERSUM:
технические науки
январь, 2022 г.
О ал 0.2 0,3 0:4 0,5 0,6 0,7 0=8 0,9 1 1Л Относительное давление Р/Р0
Рисунок 1. Изотермы адсорбции и десорбции паров бензола
Метод динамического рассеяния света (ДНК) был использован для измерения размера наночастиц. Этот метод позволял определять коэффициент диффузии дисперсных частиц в жидкости, анализируя удельное время флуктуаций интенсивности рассеянного света. Затем радиус наночастиц рассчитывали по коэффициенту диффузии. Этот метод отличается от других методик своей выразительностью и может быть использован для определения основных закономерностей образования наноразмерных частиц. При анализе ДНК исследуемый образец должен быть проводящим для монохроматического излучения. Для этого требуется растворить образец металлосодержащей каталитической суспензии и несколько раз смешать ее с неполярным растворителем (например, гексаном), поскольку каталитическая суспензия имеет густую консистенцию.
Хроматографический анализ исходных материалов и продуктов реакции. Выходящий из реактора газ, помимо азота, содержит большое количество компонентов: непрореагировавший углерод и монооксид водорода, насыщенные углеводороды и углеводороды этиленового ряда С1-С4. Анализ жидких и газообразных продуктов проводили методом газоадсорбционной хроматографии на приборе «Кристаллюкс-4000М». Детектор катарометра. Использовали две хроматографические колонки. Колонку, заполненную молекулярными ситами СаА (3 х 3 мм), использовали для разделения СО и Н2. Температурный режим: изотермический, 80оС. Газовоз - гелий, 20 мл / мин. Колонку, заполненную HayeSep (3 м х 3 мм), использовали для разделения СО2 и С1-С4. Температурный режим: программный, 80-200оС, 8оС / мин. Газовоз - гелий, 20 мл / мин. Типичная хроматограмма представлена на рисунке 2.
Рисунок 2. Типичная хроматограмма газообразных соединений
№1X94)
UNIVERSUM:
технические науки
январь, 2022 г.
Анализ жидких продуктов синтеза Фишера-
Тропша. Жидкие углеводороды, полученные во время синтеза Фишера-Тропша, представляют собой смесь нормальных и разветвленных алифатических насыщенных и ненасыщенных углеводородов.
Фракционный состав углеводородной смеси определялся на хроматографе «Кристаллюкс-4000М» с пламенно--ионизационным детектором при следующих оптимальных условиях: газ-носитель - азот,
водород и воздух, их расход 30 мл / мин, водород -25 мл. / мин, воздух - 250 мл / мин. Для анализа использовали капиллярную колонку ОУ-351 (50 м х 0,32 мм). Тестовый объем составлял 0,1 мкл. Температурный режим: 50 оС (2 мин) - 50-260оС, 6оС / мин -260-270оС, 5оС / мин-270оС, 10 мин. Показана типичная хроматограмма (рис. 3).
Рисунок 3. Типовая хроматограмма жидких углеводородных продуктов
На рис. 4 представлена типичная хроматограмма водного слоя продуктов синтеза Фишера-Тропша.
1-диметиловый эфир; 2-ацетон; 3 - метиловый спирт; 4-этиловый спирт; 5-н-пропиловый спирт; 6-изобутиловый спирт (внутренний стандарт); 7-н-бутанол; 8-н-амиловый спирт; 9-н-гексан; 10-н-гептанол.
Рисунок 4 Типичная хроматограмма водного слоя продуктов синтеза Фишера-Тропша
Количественный расчет концентрации кислорода в воде проводился методом внутреннего стандарта. В качестве стандарта использовали изобутиловый спирт. Относительная погрешность этого метода не превышает 5%.
Результаты экспериментов и их обсуждение
При производстве высокомолекулярных углеводородов из синтез-газа каталитическая система, содержащая 15% Со-15% Бе / ВКЦ, состоящая из
15% Со и 15% федана, проявляет высокую каталитическую активность при температурах 160-220оС. С повышением температуры их активность и избирательность изменяются.
Изучено влияние температуры синтеза, конверсии диоксида углерода, получаемых жидких углеводородов и диоксида углерода, образующегося в качестве побочного продукта, на селективность 15% Со-15% Бе / ВКЦ.
Повышение температуры синтеза привело к увеличению газокаталитического изменения (рис. 5).
№ 1 (94)
AuiMi лт те)
UNIVERSUM:
технические науки
январь, 2022 г.
Одновременно наблюдалось увеличение выхода синтетических продуктов
Рисунок 5. Зависимость газокаталитического превращения 15% Со-15% Fe /ВКЦ от температуры синтеза в каталитической системе
В это время общий выход газообразных углеводородов (С1 -С4) и диоксида углерода увеличивается с увеличением температуры синтеза (рис.6), но выход жидких углеводородов проходит через
максимум, соответствующий оптимальной температуре синтеза 200оС (рис. 7). Когда температура превышает 200оС, выход жидких углеводородов уменьшается.
Рисунок 6. Зависимость выхода газообразных продуктов от температуры синтеза в каталитической системе 15% Со-15% Fe /ВКЦ
Селективность каталитической системы по отношению к образованию целевых продуктов синтеза жидких углеводородов снижается с повышением температуры (рис. 9).
Следует отметить, что влияние температуры на основные параметры процессов синтеза
углеводородов СО и Н2 остается неизменным для всех каталитических систем хранения Со и Fe. Оптимальная температура синтеза - их индивидуальная характеристика (рис. 7). Это определяется составом каталитической системы и начальными условиями ее обработки.
№ 1 (94)
UNIVERSUM:
технические науки
январь, 2022 г.
Рисунок 7. Зависимость выхода жидких углеводородов в каталитической системе 15% Со-15% Fe /ВКЦ
от температуры синтеза
Рисунок 8. Зависимость селективности от температуры синтеза по образованию жидких углеводородов
в каталитической системе 15% Со-15% Fe /ВКЦ
Эффект первоначальной обработки.Кобальт
и темеркаталитические системы синтеза Фишера-Тропша проявляют активность после того, как они активированы (регенерированы) водородом. В этом случае часть исходного кобальта и железа, содержащихся в соли, переходит в металлическое состояние. Регенерация каталитических систем, содержащих 15% ^-15% Fe / ВКЦ, проводится в токе водорода при температурах 400-450оС. В дополнение к одноступенчатой регенерации водородом, циклическая обработка (регенерация-окисление-регенерация) и окисление-регенерация используются в качестве первичной обработки для каталитических систем хранения Со и Fe.
Исследовано влияние начальных условий обработки на основные параметры процесса синтеза углеводородов СО и Н2 в системе 15% Со-15% Fe / ВКЦ каталитическая система. Для активации каталитической системы использовались:
• водородная очистка (Р-регенерация);
• циклическая обработка: регенерация-окисление (воздух) -регенерация (РЮ-Р);
• окисление-регенерация (О-Р).
Каждый этап обработки проводился с объемной скоростью 2000 ч-1 в течение 1 ч при Т = 450 ° С. Результаты экспериментов представлены в таблице 1.
Активность каталитической системы 15% Со-15% Fe / ВКЦ была практически одинаковой после одностадийной регенерации и циклической обработки РЮ-Р: каталитическая конверсия СО составляла 70%, выход жидких углеводородов составлял 120 г / м3, а их селективность по их образованию. достиг почти 80%. Состав жидких продуктов, получаемых в каталитических системах, предварительно обработанных разными способами, также не сильно отличается. Это были линейные и разветвленные изомеры с более чем 90% насыщенных углеводородов в соотношении 1,5.
№1X94)
UNIVERSUM:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
январь, 2022 г.
Таблица 1,
Влияние способа первичной очистки каталитической системы 15% Со-15% Fe / ВКЦ на основные показатели синтеза углеводородов СО и Ш
Предварительная обработка Топт, оС Ксо, % эффективность, г/м3 SC5+, % эффективность, гС5./кг^кат-ч С5+ состав, %
СН4 С2-С4 СО2 С5+
олеф. н.пар. изопар.
Р 200 75 17 17 26 121 77 12 8 58 38
Р-О-Р 200 73 13 20 20 118 76 12 7 54 41
О-Р 190 68 18 15 13 99 75 10 16 60 28
Нагревание образца перед регенерацией (обработка О-Р) привело к ухудшению каталитических свойств: каталитическое изменение СО снизилось до 68%, а выход жидких углеводородов до 99 г / м3. При этом селективность по образованию жидких углеводородов практически не изменилась (75%). В жидких продуктах наблюдается удвоение доли углеводородов этиленового ряда (16%) и снижение содержания насыщенных углеводородов с разветвленной цепью (до 28%).Таким образом, для каталитической системы 15% Со-15% Fe / ЮКЦ эффективны два метода первичной обработки: одностадийная регенерация водородом и циклическая обработка Р-О-Р.
В данной работе изучалось влияние промоти-рования 15% Со-15% Fe / ВКЦ металлами VIII и
IV групп (№, Zr) на его свойства при синтезе углеводородов СО и Н2.
Все активированные водородом полифункциональные каталитические системы при 450 ° С показали высокую каталитическую активность в синтезе жидких углеводородов из рабочего газа и водорода (Таблица 2). В их присутствии газокаталитическое изменение часто было выше (73%) и 82-84% по сравнению с образцом 15% Со-15% Fe / ВКЦ. Включение металлов № и Zr в каталитическую систему, содержащую Со и Fe, привело к увеличению выхода жидких углеводородов со 118 до 124-139 г / м3.
Селективность бифункциональных контактов по отношению к образованию жидких углеводородов (76-81%) была в основном выше, чем селективность образца 15% Со-15% Fe / ВКЦ (76%).
Таблица 2.
Влияние свойств № и Zr на синтез Фишера-Тропша в каталитической системе 15% Со-15% Fe-5% №-1% ZrO2 / ВКЦ
м ^пт °С Kco, Выход, г/мЗ SC5+, % эффективность^ C5+/кг•кат,ч Состав С5+, %
CH4 C2-C4 C5+ олеф. н.пар. изопар
• 200 73 17 17 118 76 12 7 58 35
Ni 200 82 23 23 124 72 11 4 74 22
Zr 200 84 26 27 129 77 14 7 71 22
Ni, Zr 190 83 16 19 139 81 15 7 64 29
Введение металлов N и Zr в каталитическую систему 15% Со-15% Fe / ВКЦ также повлияло на состав образующихся жидких углеводородов (табл. 2). Полифункциональные щелочные системы более избирательны, чем линейно насыщенные углеводороды. В жидких продуктах синтеза отношение н / изо увеличилось с 1,7 до 2,2-4,1. Жидкие продукты в основном характеризовались более низкой молекулярной массой.
Влияние начальной обработки на каталитическую систему 15% Со-15% Fe-5% №-1% ZrO2 / ВКЦ.Поскольку ранее было определено, что первоначальная обработка СО и Fe-содержащих каталитических систем оказывает существенное влияние
на их свойства при синтезе углеводородов из СО и Н2, мы рассмотрели влияние этой обработки на каталитические свойства 15% Со- 15% Бе-5% N1-1% 7гО2 / ВКЦ (табл. 3).
Использовались следующие виды первичной обработки:
• регенерация водорода (Р);
• циклическая обработка: регенерация-окисление (воздух) -регенерация (Р-О-Р);
• окисление-регенерация (О-Р).
Каждый этап обработки проводился при объемной скорости 2000ч-1, Т = 450оС в течение 1 часа. Как и в случае каталитической системы 15% Со-15% Fe / ВКЦ, наилучшая производительность процесса
№1X94)
UNIVERSUM:
технические науки
январь, 2022 г.
была получена при обработке каталитической системы водородом. Этот процесс привел к образованию каталитической системы, в которой жидкие углеводороды образуются с наивысшим выходом (139 г / м3) и селективностью (81%). Производительность этого контакта составила ^С5 + / кг • кат • час. Использование обработки О-Р и Р-О-Р для этой каталитической системы привело к снижению содержания жидких углеводородов до 122-127 г / м3 и селективности до 72% относительно их
образования. Состав жидких углеводородов в этом случае практически не меняется. Они состоят на ~ 90% из предельных углеводородов с соотношением н / изо ~ 2.Методом хемосорбции кислорода (рис. 9) было определено, что наибольшая площадь поверхности металлических кобальта и железа (16 м2 / г) была в каталитической системе с 15% Со-15% Бе-5% N1- 1% ZrO2 / ВКЦ восстанавливается за одну стадию, что привело к его максимальной активности в синтезе (выход С5 + - 139 г / м3).
Таблица 3.
15% ^-15% Fe-5% №-1% ZrO2 / ВКЦ Влияние начальных условий обработки каталитической системы
на основные параметры процесса
Предварительная обработка Топт.°С Ксо, % Выход, г/м3 SC5+. % Р. гС5+/кг^кат.ч состав С5+, %
СН4 С2-С4 С5+ олеф. н. пар. изопар.
Р 190 83 16 19 139 81 15 7 64 29
Р-О-Р 200 86 27 23 127 72 13 12 60 28
О-Р 200 77 18 17 122 72 13 12 58 30
Рисунок 9. Влияние 15% Со-15% Fe-5% N-1% 1г02 /ВКЦ на каталитическую систему, размер металлической поверхности кобальта и железа ^Со) и выход жидких углеводородов СО и Н2
15% Со-15% Бе-5% N1-1% ZrO2 / ВКЦ Эффект разбавления каталитической системы кварцем. Известно, что синтез Фишера-Тропша представляет собой экзотермическую реакцию, во время которой может происходить локальный нагрев и округление каталитической системы, что, в свою очередь, приводит к снижению ее активности. Один из способов предотвратить округление - разбавить каталитическую систему кварцем.
На примере наиболее активных 15% Со-15% Бе-5% N1-1% ZrO2 / ВКЦ исследовано влияние разбавления каталитической системы кварцем на синтез углеводородов из СО и Н2. Данные представлены в
таблице 4. Для первоначально циклически обработанной каталитической системы (РОР) 15% Co-15% Fe-5% Ni-1% ZrO2 / ВКЦ увеличение объемного отношения кварц-каталитической системы с 3 до 10 увеличивает жидкие углеводороды с 127 до 139 г /. м3 и увеличили их селективность с 72 до 85% относительно их образования. Наблюдалось значительное снижение общего производства газообразных продуктов (с 96 до 52 г / м3). Увеличение разжижения каталитической системы кварцем также привело к уменьшению доли углеводородов в этиленовом ряду и увеличению содержания линейно насыщенных углеводородов в жидких продуктах синтеза.
№1X94)
UNIVERSUM:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
январь, 2022 г.
Таблица 4.
Влияние разбавления каталитической системы 15% Со-15% Fe-5% №-1% ZrO2 / ВКЦ кварцем на основные параметры процесса при различных методах первичной обработки
Кварцевый / Топт. Ксо, эф( активность, г/м3 SC5+, эффективность саставC5+, %
кат-р (об.) °С % СН4 С2-С4 CO2 C5+ % г С5+/кг^кат.соат олеф. н. пар. изопар.
Одноступенчатая регенерация (Р)
3 190 83 16 19 26 139 81 15 7 64 29
10 190 91 20 15 31 152 82 16 2 69 29
Регенерация-окисление-регенерация (Р-О-Р)
3 200 86 27 23 46 127 72 13 12 60 28
10 200 75 9 7 36 139 85 15 5 69 26
Когда этот контакт первоначально использовался с одноступенчатой регенерацией водородом, увеличение отношения кварц / каталитическая система с 3 до 10 приводило к увеличению выхода жидких углеводородов (с 139 до 152 г / м3). Селективность по их образованию при этом практически не изменилась (82-82%). При этом также наблюдалось уменьшение содержания углеводородов, таких как этилен, в катализаторе и увеличение доли насыщенных углеводородов нормальной структуры (таблица 4).
Следует отметить, что разбавление каталитической системы 15% Со-15% Бе-5% N1-1% ZrO2 / ВКЦ кварцем в соотношении 1/10 не только теоретически увеличивает выход жидких углеводородов до 73%, но и также повышение барьера конверсии до 91%,
Основные показатели
т. е. метана, позволило уменьшить пласт (в случае одноступенчатой регенерации).
Таким образом, использование кварцевого разбавления каталитической системы 15% Со-15% Бе-5% N1-1% ZrO2 / ВКЦ позволяет:
• уменьшить газообразование,
• увеличить выход жидких продуктов синтеза,
• Повышение избирательности в отношении образования С5 +.
Анализ приведенных данных позволяет сделать вывод, что наиболее активной из исследованных каталитических систем является каталитическая система 15% Со-15% Бе-5% N1-1% ZrO2 / ВКЦ. Основные параметры синтеза углеводородов СО и Н2, полученных в этой каталитической системе, приведены в таблице 5 ниже.
Таблица 5.
углеводородов СО и Н 2
Давление, атм. - 1
Температура, оС - 200
Родственник
Каталитическая система / кварц (об.) - 1/10
Конверсия СО, % - 92
Выход жидких углеводородов, г / м3 - 158
Селективность по жидким углеводородам,% - 87
Урожайность, gS5 + / кг • кот • ч - 18
Содержание жидких углеводородов,%:
Углеводороды этиленового ряда - 6
Насыщенные углеводороды нормального строения 67
Насыщенные углеводороды с разветвленной цепью - 27
Заключение
В данном исследовании рассматривается влияние промотеризации каталитической системы 15% Со-15% Fe / ВКЦ металлами никелем и цирконием для получения каталитической системы с высокой каталитической активностью и селективностью для извлечения жидких углеводородов из СО и Н2 и установления связей между каталитическими и физико-химическими свойствами этих систем.
Известно, что такие металлы, как никель и цирконий, обладают способностью адсорбировать водород и превращать его в атомарный водород. В результате хемосорбция водорода привела к увеличению количества активных центров кобальта и оксида железа на поверхности каталитической системы, и, как следствие, каталитическая активность этих каталитических систем увеличилась.
№ 1 (94)
UNIVERSUM:
технические науки
Условия перехода к активности каталитических систем синтеза жидких углеводородов из СО и Н2: температура синтеза, давление, объемная скорость переноса синтез-газа и др. влияет. Включение металлов Ni и Zr в каталитическую систему 15% Co-15% Fe/Fe оказывает серьезное влияние на ее активность и селективность rsatdi. Так и для создания высокоэффективной каталитической системы синтеза углеводородов из Н2 были изучены каталитические
январь, 2022 г.
свойства добавок никеля и циркония 15% Со-15% Fe/системы загрузки, в частности:
• Эффект разбавления каталитической системы кварцем,
• Влияние метода первоначальной обработки на контакты,
• Влияние содержания никеля или циркония,
• Влияние содержания кобальта и железа.
Список литературы:
1. H.E. Figen, S.Z. Baykara, Hydrogen production by partial oxidation of methane over Co based, Ni and Ru monolithic catalysts, Int.J. Hydrogen Energy. 40 (2018) 7439-7451.
2. K. Dossumov, G.E. Yergazyieva, Myltykbayeva L.K., U. Suyunbaev, N.A. Asanov, A.M. Gyulmaliev, Oxidation of Methane over Polyoxide Catalysts, Coke and Chemistry. 58 (5) (2015) 178-183.
3. Ермагамбет Б.Т., Загрутдинов Р.Ш., Касенова Ж.М., Нургалиев Н.У., Сайранбек А. Технологии газификации обращенного процесса с тремя зонами горения // Международная научно-практическая конференция «Инновации в области естественных наук как основа экспортоориенти-рованной индустриализации Казахстана», 4-5 апреля, 2019 . С. 459-463.
4. Iglesias, G. Baronetti, F. Marino, Ni/Ce0.95M0.05O2-d (M = Zr, Pr, La) for methane steam reforming at mild con-ditions,Int. J. HydrogenEnergy. 42 (2017) 29735-29744.
5. Snoeckx R, Bogaerts A. Plasma technology-a novel solution for CO2 conversion. Chem. Soc. Rev. 2017;46:5805-5863.
6. Tang P, Zhu Q, Wu Z, Ma D. Methane activation: the past and future. Energy Environ. Sci. 2014;7:2580-2591.
7. Zhang QH, Cheng K, Kang JC, Deng WP, Wang Y. ChemSusChem. 2014. Fischer-Tropsch catalysts for the production of hydrocarbon fuels with high selectivity; pp. 1251-1264.
8. Khodakov AY, Chu W, Fongarland P. Advances in the development of novel cobalt Fischer-Tropsch catalysts for synthesis of long-chain hydrocarbons and clean fuels. Chem. Rev. 2007;107:1692-1744.
9. Zhai P, et al. Highly tunable selectivity for syngas-derived alkenes over zinc and sodium-modulated Fe5C2 catalyst. Angew. Chem. Int. Ed. 2016;55:9902-9907.
10. Zhao B, et al. Direct transformation of syngas to aromatics over Na-Zn-Fe5C2 and hierarchical HZSM-5 tandem catalysts. Chem. 2017;3:323-333.
11. Galvis HMT, et al. Supported iron nanoparticles as catalysts for sustainable production of lower olefins. Science. 2012;335:835-838.
12. Prieto G, et al. Design and synthesis of copper-cobalt catalysts for the selective conversion of synthesis gas to ethanol and higher alcohols. Angew. Chem. Int. Ed. 2014;53:6397-6401.
13. Jiao F, et al. Selective conversion of syngas to light olefins. Science. 2016; 351:1065-1068.
14. Zhong L, et al. Cobalt carbide nanoprisms for direct production of lower olefins from syngas. Nature. 2016;538:84-87.
15. Kang JC, et al. Mesoporous zeolite-supported ruthenium nanoparticles as highly selective Fischer-Tropsch catalysts for the production of C5-C11 isoparaffins. Angew.Chem. Int. Ed. 2011; 50:5200-5203.
16. Peng X, et al. Impact of hydrogenolysis on the selectivity of the Fischer-Tropsch synthesis: diesel fuel production over mesoporous zeolite-Y-supported cobalt nanoparticles. Angew.Chem. Int. Ed. 2015; 54: 4553-4556.
17. 17.Almeida, L C., Sanz, O., Merino, D., Arzamendi, G., Gandía, LM., and Montes, M., Kineticanalysis and micro structured reactors modeling for the Fischer-Tropsch synthesis over a Co-Re/Al2O3catalyst, Catalysis Today,vol. 215, pp. 103-111, 2013.
18. Bobomurodova S.Y.,Fayzullaev N.I., Usmanova K.A. Catalytic aromatization of oil satellite gases//International Journal of Advanced Science and Technology, 2020, 29(5), стр. 3031-3039.
19. Tursunova, N.S., Fayzullaev, N.I. Kinetics of the reaction of oxidative dimerization of methane//International Journal of Control and Automation, 2020, 13(2), стр. 440-446.
20. Fayzullaev, N.I., Bobomurodova, S.Y., Avalboev, G.A. Catalytic change of C1-C4-alkanes//International Journal of Control and Automation, 2020, 13(2), стр. 827-835.
21. Mamadoliev, I.I., Fayzullaev, N.I., Khalikov, K.M. Synthesis of high silicon of zeolites and their sorption proper-ties//International Journal of Control and Automation, 2020, 13(2), стр. 703-709.
22. Mamadoliev, I.I., Fayzullaev, N.I. Optimization of the activation conditions of high silicon zeolite//International Journal of Advanced Science and Technology, 2020, 29(3), стр. 6807-6813.
23. Fayzullaev N.I, Bobomurodova, S.Y, Xolmuminova, D.A Physico-chemical and texture characteristics of Zn-Zr/VKTS catalyst//Journal of Critical Reviews, 2020, 7(7), стр. 917-920.
№ 1 (94)
UNIVERSUM:
технические науки
январь, 2022 г.
24. Shuxrat Chorievich Aslanov, Abdurazzoq Qobilovich Buxorov, Normurot Ibodullaevich Fayzullayev. Catalytic synthesis of C2-C4-alkenes from dimethyl ether//International Journal of Engineering Trends and TechnologyVolume 69 Issue 4, 67-75, April 2021ISSN: 2231 -5381 /doi:10.14445/22315381/IJETT-V69I4P210©
25. F.N. Temirov., J.Kh. Khamroyev., N.I. Fayzullayev., G.Sh. Haydarov and M.Kh. Jalilov.Hydrothermal synthesis of zeolite HSZ-30 based on kaolin// IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science 839 (2021) 042099IOP Publishing doi:10.1088/1755-1315/839/4/042099.
