СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ ..................................................................................................................... 5
ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР ........................................................................ 13
1.1 Общие сведения о технологии GTL ................................................................... 13
1.2 Особенности синтеза Фишера-Тропша ............................................................. 17
1.2.1 Основные реакции ......................................................................................... 17
1.2.2 Традиционные катализаторы ........................................................................ 17
1.2.3 Механизм синтеза углеводородов ................................................................ 20
1.2.4 Продукты синтеза .......................................................................................... 22
1.3 Гибридные кобальтовые катализаторы процесса синтеза углеводородов ..... 24
1.3.1 Превращение углеводородов в присутствии цеолитов .............................. 24
1.3.2 Способы приготовления гибридных катализаторов .................................. 26
1.3.3 Стабильность работы катализаторов ........................................................... 30
1.4 Гибридные кобальтовые катализаторы с иерархической структурой пор
цеолита в синтезе Фишера-Тропша.......................................................................... 34
1.4.1 Основные способы синтеза цеолитов с иерархической структурой пор . 35
1.4.2 Влияние иерархической структуры пор цеолита в составе гибридных
катализаторов на каталитические характеристики и состав
продуктов синтеза ................................................................................................... 45
ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ ....................................................... 55
2.1 Методы приготовления катализаторов .............................................................. 55
2.1.1 Методика приготовления гибридного катализатора с разным
компонентным составом ........................................................................................ 55
2.1.2 Методика щелочного модифицирования цеолитов ................................... 56
2.1.3 Методика приготовления гибридного катализатора с оптимальным
компонентным составом ........................................................................................ 56
3
2.2 Физико-химические методы исследования ....................................................... 57
2.2.1 Рентгенофазовый анализ ............................................................................... 57
2.2.2 Инфракрасная спектроскопия ....................................................................... 58
2.2.3 Сканирующая электронная микроскопия ................................................... 58
2.2.4 Низкотемпературная адсорбция–десорбция азота ..................................... 58
2.2.5 Температурно-программированная десорбция аммиака ........................... 59
2.2.6 Температурно-программированное восстановление водородом .............. 59
2.2.7 Инфракрасная спектроскопия с пиридином ............................................... 59
2.2.8 Просвечивающая электронная микроскопия .............................................. 60
2.3 Исследование каталитических свойств ............................................................. 60
2.3.1 Методика определения каталитических испытаний .................................. 60
2.3.2 Определение состава газообразных продуктов .......................................... 61
2.3.3 Методика фракционирования жидких продуктов ...................................... 62
2.3.4 Определение состава жидких продуктов .................................................... 62
ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА ГИБРИДНОГО КОБАЛЬТОВОГО КАТАЛИЗАТОРА
НА ОСНОВОВЕ ЦЕОЛИТА С ИЕРАРХИЧЕСКОЙ ПОРИСТОЙ СТРУКТУРОЙ
ДЛЯ ПРОЦЕССА СИНТЕЗА ЖИДКИХ УГЛЕВОДОРОДОВ ................................ 63
3.1 Оптимизация компонентного состава катализатора на основе
цеолита HBeta ............................................................................................................. 63
3.1.1 Физико-химические исследования катализаторов ..................................... 63
3.1.2 Проведение каталитических испытаний ..................................................... 66
3.2 Влияние иерархической пористой структуры цеолита HBeta на физико
химические и каталитические свойства гибридных катализаторов ..................... 67
3.2.1 Физико-химические исследования цеолитов HBeta ................................... 67
3.2.2 Физико-химические и каталитические свойства гибридных катализаторов
на основе цеолитов HBeta ...................................................................................... 76
4
3.3 Влияние иерархической пористой структуры цеолита HZSM-5 на физико
химические и каталитические свойства гибридных катализаторов ..................... 86
3.3.1 Физико-химические исследования цеолитов HZSM-5 с иерархической
пористой структурой .............................................................................................. 86
3.3.2 Физико-химические и каталитические свойства гибридных катализаторов
на основе цеолитов HZSM-5 .................................................................................. 98
3.4 Выводы ................................................................................................................ 106
ГЛАВА 4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СТАБИЛЬНОСТИ РАБОТЫ ГИБРИДНОГО
КОБАЛЬТОВОГО КАТАЛИЗАТОРА НА ОСНОВЕ ЦЕОЛИТА HZSM-5 С
ИЕРАРХИЧЕСКОЙ ПОРИСТОЙ СТРУКТУРОЙ .................................................. 108
4.1 Исследование каталитической активности и состава продуктов ................. 108
4.2 Исследование причин дезактивации ................................................................ 116
4.3 Определение межрегенерационного периода ................................................. 119
4.3 Выводы ................................................................................................................ 120
ГЛАВА 5. РАЗРАБОТКА БЛОК-СХЕМЫ ПРОИЗВОДСТВА ГИБРИДНОГО
КОБАЛЬТОВОГО КАТАЛИЗАТОРА НА ОСНОВЕ ЦЕОЛИТА HZSM-5 С
ИЕРАРХИЧЕСКОЙ ПОРИСТОЙ СТРУКТУРОЙ .................................................. 122
Выводы 5.1 ................................................................................................................ 128
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ........................................................................................................... 129
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ........................................................................................... 132
ПРИЛОЖЕНИЕ 1 ........................................................................................................ 149
