СПОСОБ КОНВЕРСИИ СИНТЕЗ-ГАЗА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ КОБАЛЬТОВОГО КАТАЛИЗАТОРА НА ПЕРВОЙ СТАДИИ И РУТЕНИЕВОГО КАТАЛИЗАТОРА НА НОСИТЕЛЕ НА ВТОРОЙ СТАДИИ

1. Способ конверсии синтез-газа в углеводы, включающий стадии
(i) прохождения синтез-газа, включающего водород и оксид углерода, через кобальтовый катализатор при повышенных температуре и давлении с получением первой смеси продуктов реакции, включающей углеводороды, пар, оксид углерода и водород,
(ii) конденсации и отделения воды из первой смеси продуктов реакции с получением обезвоженной первой смеси продуктов реакции,
(iii) прохождения обезвоженной первой смеси продуктов реакции через рутениевый катализатор на носителе при повышенных температуре и давлении с получением второй смеси продуктов реакции, содержащей углеводороды, и
(iv) извлечения углеводородов из второй смеси продуктов реакции.
2. Способ по п.1, где кобальтовый катализатор включает кобальт, нанесенный на оксидный носитель или носитель из карбида кремния.
3. Способ по п.2, где оксидный носитель выбран из оксида алюминия, диоксида кремния, диоксида титана, диоксида циркония, оксида цинка или их смеси.
4. Способ по п.3, где носитель но основе оксида алюминия представляет альфа-оксид алюминия, переходный оксид алюминия, гидратированный оксид алюминия или альфа-оксид алюминия или переходный оксид алюминия, покрытым слоем алюмината металла.
5. Способ по п.1, где кобальтовый катализатор включает гомогенную смесь кобальта и оксидных соединений.
6. Способ по п.5, где гомогенная смесь кобальта и оксидных соединений включает кобальт и кобальт-оксид алюминия или кобальт-оксид цинка.
7. Способ по любому одному из п.п.1-6, где кобальтовый катализатор не содержит промоторов из благородных металлов.
8. Способ по любому одному из п.п.1-6, где содержание кобальта в кобальтовом катализаторе находится в интервале 5-45% по массе, предпочтительно 15-35% по массе, более предпочтительно 20-30% по массе.
9. Способ по любому одному из п.п.1-6, где кобальтовый катализатор является порошком со средне-объемным диаметром D[v, 0,5] в диапазоне от 1 до 200 мкм, или профилированным телом с размером частицы в диапазоне 1-25 мм, или покрытием на металлическом или керамическом носителе.
10. Способ по любому одному из п.п.1-6, где рутениевый катализатор включает рутений, нанесенный на оксидный носитель, графит или носитель из карбида кремния.
11. Способ по п.10, где оксидный носитель выбран из оксида алюминия, диоксида кремния, диоксида титана, диоксида циркония, оксида цинка или их смеси.
12. Способ по п.11, где носитель из оксида алюминия представляет альфа-оксид алюминия, переходный оксид алюминия, гидратированный оксид алюминия или оксид алюминия, покрытый слоем алюмината металла.
13. Способ по любому одному из п.п.1-6, 11 или 12, где рутениевый катализатор не содержит кобальта.
14. Способ по любому одному из п.п.1-6, 11 или 12, где содержание рутения в рутениевом катализаторе составляет величину в интервале 0,1-10% по массе, предпочтительно 0,5-7,5% по массе, более предпочтительно 1-7,5% по массе, наиболее предпочтительно от 2,5 до 7,5% по массе.
15. Способ по любому одному из п.п.1-6, 11 или 12, где рутениевый катализатор является порошком со средне-объемным диаметром D[v, 0,5] в диапазоне от 1 до 200 мкм, или профилированным телом с размером частицы в интервале 1-25 мм, или покрытием на металлическом или керамическом носителе.
16. Способ по любому одному из п.п.1-6, 11 или 12, где первая стадия реакции с получением первой смеси продуктов реакции осуществляется при температуре в интервале 210-225°С и давлении в интервале 0,5-6,0 МПа.
17. Способ по любому одному из п.п.1-6, 11 или 12, где вторая стадия реакции с получением второй смеси продуктов реакции осуществляется при температуре в интервале 230-265°С и давлении в интервале 3,0-6,0 МПа.
18. Способ по любому одному из п.п.1-6, 11 или 12, где первая стадия реакции протекает при прохождении смеси синтез-газа через неподвижный слой кобальтового катализатора или через суспензию кобальтового катализатора в углеводородной жидкой среде.
19. Способ по любому одному из п.п.1-6, 11 или 12, где вторая стадия реакции протекает при прохождении смеси синтез-газа через неподвижный слой рутениевого катализатора или через суспензию рутениевого катализатора в углеводородной жидкой среде.
20. Способ по любому одному из п.п.1-6, 11 или 12, где температура первой смеси продуктов реакции регулируется теплообменом перед второй стадией реакции.
21. Способ по любому одному из п.п.1-6, 11 или 12, где рабочее давление на второй стадии реакции выше, чем рабочее давление на первой стадии реакции.
22. Способ по любому одному из п.п.1-6, 11 или 12, где состав смеси первой стадии реакции регулируют добавлением одного или более синтез-газа, водорода, оксида углерода или инертного газа, или удалением углеводородов и/или пара.
23. Способ по любому одному из п.п.1-6, 11 или 12, где >50%, предпочтительно >60%, более предпочтительно >70% конверсии синтез-газа происходит над рутениевым катализатором.
24. Способ по любому одному из п.п.1-6, 11 или 12, осуществляющийся при таких условиях, что конверсия синтез-газа в углеводороды в смеси второй стадии реакции составляет >90%, предпочтительно >95%, в расчете по молям.
25. Способ по любому одному из п.п.1-6, 11 или 12, где при извлечении углеводородов из смеси продуктов реакции второй стадии создается остаточный газ, включающий водород, оксид углерода, углекислый газ и метан, а, по меньшей мере, часть остаточного газа повторно используется выше по потоку на одной или более стадиях получения синтез-газа, синтез-газ направляют на кобальтовый катализатор, смесь продуктов реакции первой стадии направляют на рутениевый катализатор, или на стадию разделения, которая обеспечивает получение одного или более газов, обогащенных водородом, оксидом углерода или углекислым газом.
26. Способ по п.25, где, по меньшей мере, часть остаточного газа повторно подается на стадию с рутениевым катализатором.
27. Способ по п.25, где, по меньшей мере, часть одного или более газов, извлеченных на стадии разделения, повторно подается выше по потоку на одну или более стадий получения синтез-газа, синтез-газ направляют на кобальтовый катализатор, смесь продуктов реакции первой стадии направляют на рутениевый катализатор или ниже по потоку на стадию обработки углеводородов.
2
28. Способ по п.27, где СО, образовавшийся на первой и второй стадиях, извлекают из остаточного газа.
29. Способ по любому одному из п.п.1-6, 11, 12, 26, 27 или 28, где извлечение углеводородов из смеси продуктов реакции первой или второй стадий сопровождается одновременным образованием потока воды, включающего воду и оксигенированные углеводороды, и, по меньшей мере, часть одновременно полученной воды повторно используется выше по потоку на стадии получения синтез-газа и/или на стадии разделения, которая обеспечивает поток, обогащенный оксигенатами.
30. Способ по п.29, где, по меньшей мере, часть оксигенатов со стадии разделения повторно используют выше по потоку на стадии образования синтез-газа.