Конверсия CO2 в синтетические моторные топлива

Исследован процесс конверсии СО₂ в синтетические углеводороды, включающий стадии получения синтез-газа на катализаторе НИАП 06-06 и синтеза углеводородов методом Фишера-Тропша на бифункциональном цеолитсодержащем катализаторе. Проведены экспериментальные исследования процесса каталитической конверсии CO₂ в синтез-газ с целью получения газа с соотношением Н₂/СО, близким к требуемому соотношению для синтеза Фишера-Тропша. Показана возможность получения бензиновой и дизельной фракций углеводородов с высоким содержанием изомерных структур, повышающих эксплуатационные характеристики моторных топлив. Установлено, что выход углеводородов С₅₊ с 1 м³ исходного СО₂ и Н₂ при температуре синтеза 220 °С составляет 44,5 г.

1. Dziejarski B., Krzyżyńska R., Andersson K. Current status of carbon capture, utilization, and storage technologies in the global economy: A survey of technical assessment. Fuel. 2023. Vol. 342. Р. 127776.

2. Lange J.P. Towards circular carbo-chemicals—the metamorphosis of petrochemicals. Energy & Environmental Science. 2021. Vol. 14. № 8. Р. 4358—4376.

3. Kamkeng A.D., Wang M., Hu J., Du W., Qian F. Transformation technologies for CO2 utilisation: Current status, challenges and future prospects. Chemical Engineering Journal. 2021. Vol. 409. Р. 128138.

4. Shah M.A., Shibiru A.L., Kumar V., Srivastava V.C. Carbon dioxide conversion to value-added products and fuels: opportunities and challenges: a critical review. International Journal of Green Energy. 2023. Р. 1—20.

5. Dieterich V., Buttler A., Hanel A., Spliethoff H., Fendt S. Power- to-liquid via synthesis of methanol, DME or Fischer—Tropsch-fuels: a review. Energy & Environmental Science. 2020. Vol. 13. № 10. Р. 3207—3252.

6. Kaiser P., Unde R.B., Kern C., Jess A. Production of liquid hydrocarbons with CO2 as carbon source based on reverse water-gas shift and Fischer‐Tropsch synthesis. Chemie Ingenieur Technik. 2013. Vol. 85. № 4. Р. 489—499.

7. Visconti C.G., Martinelli M., Falbo L., Fratalocchi L., Lietti L. CO2 hydrogenation to hydrocarbons over Co and Fe-based Fischer-Tropsch catalysts. Catalysis Today. 2016. Vol. 277. Р. 161—170.

8. Xiong L., Liu S., Men Y., Li L., Niu X., Guo K., Xu J., An W., Wang J., Cong Y. Highly selective hydrogenation of CO2 to C5+ hydrocarbons over Fe catalysts copromoted by K with Pd. Journal of Environmental Chemical Engineering. 2022. Vol. 10. № 5. Р. 108407.

9. Ra E.C., Jang S., Oh D.G., Lee J.H., Kim H.E., Kim E.H., Kim K.Y., Lee M.H., Kim K.H., Kwak J.H., Lee J.S. A versatile hybrid catalyst platform of Na/ZnFe2O4 and zeolite for selective hydrocarbon production from CO2 hydrogenation. Chemical Engineering Journal. 2023. Vol. 470. Р. 144335.

10. Yakovenko R.E., Zubkov I.N., Papeta O.P., Kataria Y.V., Bakun V.G., Svetogorov R.D., Savost’yanov A.P. The influence of platinum on the catalytic properties of bifunctional cobalt catalysts for the synthesis of hydrocarbons from CO and H2. Catalysts. 2024. Vol. 14. 351.

11. Зубков И.Н., Салиев А. Н., Тимохина М.А., Лавренов С.А., Иванова Т.Г., Таранушич В.А., Яковенко Р.Е. Теоретические и экспериментальные исследования конверсии СО2 в синтез-газ. Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. Технические науки. 2023. № 3(219). С. 59—64.

12. Pour A.N., Hosaini E., Izadyar M., Housaindokht M.R. Particle size effects in Fischer-Tropsch synthesis by Co catalyst supported on carbon nanotubes. Chinese Journal of Catalysis. 2015. Vol. 36. № 8. Р. 1372—1378.

13. Ay S., Ozdemir M., Melikoglu M. Effects of metal promotion on the performance, catalytic activity, selectivity and deactivation rates of Cu/ZnO/Al2O3 catalysts for methanol synthesis. Chemical Engineering Research and Design. 2021. Vol. 36. 175. Р. 146—160.

14. Khodakov A.Y., Chu W., Fongarland P. Advances in the development of novel cobalt Fischer-Tropsch catalysts for synthesis of long-chain hydrocarbons and clean fuels. Chemical reviews. 2007. Vol. 107. № 5. Р. 1692—1744.