NO301364B1 - Fremstilling av hydrokarbonsyntesekatalysator - Google Patents

Fremstilling av hydrokarbonsyntesekatalysator Download PDF

Info

Publication number
NO301364B1
NO301364B1 NO910593A NO910593A NO301364B1 NO 301364 B1 NO301364 B1 NO 301364B1 NO 910593 A NO910593 A NO 910593A NO 910593 A NO910593 A NO 910593A NO 301364 B1 NO301364 B1 NO 301364B1
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
cobalt
rhenium
catalysts
catalyst
productivity
Prior art date
Application number
NO910593A
Other languages
English (en)
Other versions
NO910593L (no
NO910593D0 (no
Inventor
Charles Harrison Mauldin
Original Assignee
Exxon Research Engineering Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from CN85107148A external-priority patent/CN1012944B/zh
Priority to CN88108309A priority Critical patent/CN1016684B/zh
Priority to CA002035211A priority patent/CA2035211A1/en
Priority to AU70104/91A priority patent/AU634019B2/en
Priority to EP91301093A priority patent/EP0498976B1/en
Priority to DE69111049T priority patent/DE69111049T2/de
Application filed by Exxon Research Engineering Co filed Critical Exxon Research Engineering Co
Priority to NO910593A priority patent/NO301364B1/no
Publication of NO910593D0 publication Critical patent/NO910593D0/no
Publication of NO910593L publication Critical patent/NO910593L/no
Publication of NO301364B1 publication Critical patent/NO301364B1/no

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/70Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
    • B01J23/76Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
    • B01J23/84Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36 with arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
    • B01J23/889Manganese, technetium or rhenium
    • B01J23/8896Rhenium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C1/00Preparation of hydrocarbons from one or more compounds, none of them being a hydrocarbon
    • C07C1/02Preparation of hydrocarbons from one or more compounds, none of them being a hydrocarbon from oxides of a carbon
    • C07C1/04Preparation of hydrocarbons from one or more compounds, none of them being a hydrocarbon from oxides of a carbon from carbon monoxide with hydrogen
    • C07C1/0425Catalysts; their physical properties
    • C07C1/043Catalysts; their physical properties characterised by the composition
    • C07C1/0435Catalysts; their physical properties characterised by the composition containing a metal of group 8 or a compound thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C2521/00Catalysts comprising the elements, oxides or hydroxides of magnesium, boron, aluminium, carbon, silicon, titanium, zirconium or hafnium
    • C07C2521/06Silicon, titanium, zirconium or hafnium; Oxides or hydroxides thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C2523/00Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group C07C2521/00
    • C07C2523/16Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group C07C2521/00 of arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
    • C07C2523/32Manganese, technetium or rhenium
    • C07C2523/36Rhenium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C2523/00Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group C07C2521/00
    • C07C2523/70Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group C07C2521/00 of the iron group metals or copper
    • C07C2523/74Iron group metals
    • C07C2523/75Cobalt
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C2523/00Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group C07C2521/00
    • C07C2523/70Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group C07C2521/00 of the iron group metals or copper
    • C07C2523/76Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group C07C2521/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups C07C2523/02 - C07C2523/36
    • C07C2523/84Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group C07C2521/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups C07C2523/02 - C07C2523/36 with arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
    • C07C2523/889Manganese, technetium or rhenium

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører som angitt i krav ls ingress, en fremgangsmåte ved fremstilling av forbedrede hydrokarbonsyntesekatalysatorer for effektivt å gi C5+hydrokarboner fra syntesegass, dvs. karbonmonoksyd og hydrogen. Mer spesielt vedrører oppfinnelsen fremstilling av kobolt-rhenium-katalysatorer båret på titandioksyd, hvilke katalysatorer utviser bemerkelsesverdig høy volumetrisk produktivitet. Katalysatorene fremstilles ved å kontakte bæreren med egnede forbindelser av kobolt og rhenium og fiksering av koboltdispersjonen ved å dekomponere kobolt- og rheniumforbindelsen og gjenta kontakting og dekomponering minst én gang. Ytterligere trekk ved fremgangsmåten er gitt i kravene 2-5.
Ifølge foreliggende oppfinnelse fremstilles katalysatorer for hydrokarbonsyntese, hvilke katalystorer utviser høy volumetrisk aktivitet og omfatter kobolt og rhenium på en bærer inneholdende hovedsakelig titandioksyd, ved å anvende mer enn én påføring av metallene på bæreren. De viktige faktorer, er at ikke mer enn ca. 8 vekt% kobolt påføres i en enkelt påføringssyklus og at rhenium er tilstede under hver koboltpåføring. Etter hver metallpåføring blir katalysatoren normalt tørket, etterfulgt av spaltning av metallsalter, enten ved reduksjon med hydrogen eller kalsinering med oksygen. Dispersjonen av kobolt fikseres under spaltningstrinnet. For at rhenium skal fungere som en dispersjonspromotor for kobolt, er det antatt at rhenium må foreligge i en positiv valenstilstand, mens koboltet spaltes ved omdanning til elementær tilstand eller omdannes til oksydet.
Fig. 1 viser grafisk volumetrisk produktivitet avsatt mot koboltproduktivitet. Punktene i gruppe A representerer kjente katalysatorer med relativt høyt koboltinnhold, eksempelvis 11-13 vekt% kobolt, men relativt lav koboltproduktivitet og relativt lav volumetrisk produktivitet.
Punktene i gruppe B representerer katalysatorer med godt dispergert kobolt og med bedre koboltproduktivitet enn katalysatorene i gruppe A. Katalysatorene i gruppe B har et relativt lavt koboltinnhold, eksempelvis 4-5 vekt% kobolt. Koboltdispersjon eller -fordeling er i seg selv ikke tilstrekkelig til å resultere i høy volumetrisk produktivitet. Punktene i gruppe C representerer katalysatorer med tilsvarende koboltinnhold som de i gruppe A og med bedre dispersjon enn katalysatorene i A (men ikke så god som dispersjonen av katalysatorene i gruppe B). Til tross for dette er den volumetriske produktivitet av katalysatorene i gruppe C, som alle ble fremstilt ved multippel påføring av kobolt og rhenium, meget større enn for katalysatorene i både gruppe A eller B. Fig. 2 viser grafisk koboltproduktivitet avsatt mot koboltdispersjon målt ved hjelp av oksygen kjemisorpsjon og viser at koboltproduktiviteten øker med økende dispersjon. Imidlertid er dette ikke relatert til volumetrisk aktivitet . Fig. 3 viser grafisk volumetrisk produktivitet avsatt mot koboltdispersjon målt på samme måte for hver av de tre katalysatorgruppene. Katalysatorene i gruppe C, som er indikative for foreliggende oppfinnelse, utviser høy volumetrisk aktivitet i forhold til katalysatorene i gruppe A, og denne forskjell skyldes den multiple påføring av kobolt og rhenium for å oppnå en forbedret dispersjon. Fig. 4 viser grafisk volumetrisk produktivitet mot vekt% C4-. Katalysatorene 7, 8 og 9 er representative for oppfinnelsen og viser lav selektivitet for gassformige produkter og meget høy koboltproduktivitet. Katalysatorene 7, 8 og 9 ligger alle under linjen som kan beskrives som
hvor Pv er volumetrisk produktivitet og C4- er vekt% hydro-karboner med 4 karboner eller mindre.
Koboltkatalysatoren ifølge oppfinnelsen er en hvor kobolt er kombinert eller dispergert på en egnet bærer, såsom silisiumoksyd, aluminiumoksyd eller fortrinnsvis titandioksid (Ti02) eller en hovedsakelig titan-dioksidinneholdende bærer. Titandioksidet har fortrinnsvis et rutil:anatase vektforhold på minst ca. 2:3, bestemt ifølge ASTM D 3720-78: Standard Test Method for Ratio of Anatase to Rutile In Titanium Dioxide Pigments By Use of X-ray Diffraction. I en mer foretrukken utførelsesform vil titandioksidet eller titandioksidbestanddelen av bæreren, når katalysatoren anvendes for omdannelse av syntesegass, ha et rutil:anatase-forhold på minst 3:2, generelt i området 3:2 - 100:1 eller større, og mer foretrukket fra 4:1 - 100:1 eller større. Overflatearealet av slike former av titandioksyd er mindre enn ca. 50 m<2>/g. Kobolt er dispergert på bæreren i katalytisk effektive mengder.
Ved utførelse av syntesegassreaksjoner holdes det totale trykk i reaksjonsblandingen over ca. 5,6 kg/cm<2> og fortrinnsvis over ca. 9,8 kp/cm<2> og det er generelt ønskelig å anvende karbonmonoksid og hydrokarbon i molforhold på H2:C0 i området fra 1:7 til 3:1. Generelt utføres omsetningen ved gass-timevolumhastigheter i området fra 100 V/tim/v til 5000 V/tim/V og ved temperaturer i området 160-290°C, fortrinnsvis 190-260°C. Trykkene ligger fortrinnsvis i området 5,6-42 kp/cm<2>, mer foretrukket i området 9,8-28 kp/cm<2>.
Katalysatorene fremstilt ifølge foreliggende oppfinnelse fremstilles ved i og for seg kjente teknikker for fremstilling av disse og andre katalysatorer. Passende kan kobolt kombineres med rhenium på en på forhånd pilledannet, pelletert, perledannet, ekstrudert eller siktet titandioksid eller titandioksidbæremateriale ved impregnerings-metoden. Ved fremstilling av katalysatoren blir metallene avsatt fra en oppløsning på bæreren til å gi den ønskede absolutte mengde av metallene. Passende blir kobolt og rhenium kombinert med bæreren ved at denne bringes i kontakt med oppløsninger av en koboltinneholdende forbindelse og en rheniuminneholdende forbindelse eller salter. Når rhenium skal tilsettes, kan den kombineres med bæreren på tilsvarende måte, eller rhenium kan først impregneres på bæreren, etterfulgt av impregnering av kobolt. Eventuelt og foretrukket kan rhenium og kobolt koimpregneres på bæreren. Koboltforbindelsene som kan anvendes for impregnering kan være hvilken som helst organometallisk eller uorganisk forbindelse som spaltes til elementært kobolt ved reduksjon eller oksidasjon etterfulgt av reduksjon, såsom koboltnitrat, acetat, acetylacetonat, naftenat, karbonyl eller lignende. Koboltnitrat er spesielt foretrukket mens kobolthalogenid eller sulfatsalter bør unngås. Saltene kan oppløses i et egnet oppløsningsmiddel, såsom vann eller et organisk oppløsningsmiddel, såsom aceton, pentan eller lignende. Mengden av impregneringsoppløsningen som anvendes, bør være tilstrekkelig til fullstendig å dekke bæreren, vanligvis i området 1-20 ganger bærerens volum avhengig av konsentrasjonen av den koboltinneholdende forbindelse i impregneringsoppløsningen. Impregneringsbehandlingen kan utføres under et vidt område av betingelser, innbefattende omgivelses- eller forhøyede temperaturer.
Tilstrekkelig rhenium bør tilsettes til å gi en katalysator med et vektforhold rhenium: kobolt større enn ca. 0,50:1, fortrinnsvis i området 0,05:1 - 0,15:1 og mer foretrukket 0,1:1, regnet på den totale vekt av kobolt og rhenium i katalysatoren (tørrvektsbasis). Rhenium avsettes på bæreren under anvendelse av en passende forbindelse, eksempelvis perrheniumsyre, ammoniumperrhenat, rheniumkarbonyl eller lignende.
Katalysatoren blir etter impregnering tørket ved oppvarming ved en temperatur over 0°C, men under 125°C, i nærvær av nitrogen eller oksygen eller begge, i en luftstrøm eller under vakuum. Hvis saltet skal spaltes ved reduksjon er det viktig at de anvendte tørkebetingelser ikke forårsaker for tidlig spaltning av det impregnerte koboltsalt. Tørke-trinnet kan etterfølges enten av reduksjon for å spalte saltene til metallisk tilstand eller av oksidasjon for å omdanne saltene til deres oksidformer. I den foretrukne utførelsesform av foreliggende oppfinnelse vil 10-20 vekt% kobolt med tilhørende mengder rhenium påføres bæreren.
For å oppnå den ønskede volumproduktivitet påføres kobolt og rhenium i mer enn ett trinn med en maksimal mengde kobolt på ikke mer enn 6-8 vekt% i en enkelt påføring. På grunn av at spaltning, ved reduksjon eller oksidasjon (kalsinering), generelt setter nivået for dispersjon, må imidlertid kobolt og rhenium, enten påført i rekkefølge eller fortrinnsvis samtidig, være tilstede før noe spaltningstrinn finner sted.
Oppnåelse av maksimal volumetrisk produktivitet (cm<3> CO omdannet/tim./cm<3> katalysator) er relatert til oppnåelse av maksimal koboltdispersjon i hver av de aktuelle sykler. Fig. 1 indikerer at maksimal koboltdispersjon oppnås ved å avsette små mengder kobolt i hver syklus. Således, hvis det ønskes å oppnås en katalysator med 15 vekt% kobolt, kan dette oppnås i henhold til foreliggende oppfinnelse i to sykler, hvor like mengder kobolt avsettes under hver syklus . Imidlertid kan koboltmengden oppdeles i enda mindre mengder og flere sykler anvendes. Imidlertid er omkostnin-gene for hver syklus betydelige og fordelene avtar når koboltavsetningene er mindre enn 3-4 vekt% pr. syklus. Mengden av avsatt kobolt i hver syklus behøver ikke å være lik den i noen av de foregående sykler, det er kun viktig at koboltavsetningen i en enkelt syklus ikke overstiger ca. 8 vekt%. De tilhørende mengder rhenium må naturligvis være tilstede, dvs. rhenium: kobolt for hver syklus er ca. 1:10,
regnet på vekt.
En annen måte å bestemme mengden av kobolt avsatt i hver syklus er relatert til graden av forfylling. Således, når porene i bærematerialet fylles, vil evnen for rhenium til å lette koboltdispersjonen avta, dvs. koboltsaltet har en tendens til å "utmanøvrere" rheniumforbindelsen. Den følgende tabell viser graden av forfylling med et kobolt-nitratsalt for to forskjellige porevolumer: Når porevolumet øker, øker mengden av koboltsalt som kan anvendes i hver syklus. Generelt bør porevolumfyllingen ikke overskride ca. 80%, fortrinnsvis mindre enn 70% og mer foretrukket mindre enn ca. 60% (porefylling kan beregnes i en gitt fremstilling ved anvendelse av en densitet på 1,65 g/cm3 for koboltnitrat i smeltet tilstand). Således, desto mindre porevolumer, jo mindre kobolt bør anvendes pr.
syklus. %
Én metallpåføringssyklus omfatter eksempelvis impregnering med egnede metallsalter, etterfulgt av reduksjon og deretter etterfulgt av oksidasjon (kalsinering), eller metall-impregneringene kan etterfølges direkte av oksidasjon (kalsinering). En andre metallpåføringssyklus kan deretter etterfølge den første syklus. I hvert tilfelle utføres en sluttreduksjon før katalysatoren innføres i en enhet for en hydrokarbonomdannelsesprosess, eller fortrinnsvis finner den endelige reduksjon sted i denne enhet.
Således vil to reduksjonssykler hvori metallsalter spaltes ved reduksjon, være: impregnering, reduksjon, oksidasjon; impregnering, reduksjon, oksidasjon. Ytterligere sykler vil kun være gjentagelser av impregnerings-, reduksjons- og oksidasjonssyklusen. To oksidasjonssykler hvor metallsaltene omdannes til deres tilsvarende oksider er: impregnering, oksidasjon; impregnering, oksidasjon. Ytterligere sykler repeterer impregnerings-oksidasjonssyklusen. Et tørketrinn kan følge hvert impregneringstrinn og tørkingen kan finne sted i en reduserende gass eller en oksiderende gass, men enten det anvendes en reduserende eller oksiderende gass, er den anvendte temperatur slik at henholdsvis saltspaltning eller omdannelse til oksid finner sted.
I en reduksjonssyklus, dvs. hvor impregneringen eksempelvis etterfølges av reduksjon, finner saltspaltningen sted i en reduserende atmosfære, fortrinnsvis strømmende hydrogen eller i en blanding av gasser hvori hydrogenkomponenten ligger i et konsentrasjonsområde på 5-100%, fortrinnsvis 25-100%, ved temperaturer i området 200-500°C, fortrinnsvis 300-450°C i en tidsperiode tilstrekkelig ti å spalte kobolt- og rheniumsaltene til deres metalliske tilstander. Oksidasjons- eller kalsineringstrinnet, enten dette følger en reduksjon eller en impregnering, utføres i strømmende oksygen eller en blanding av oksygen og en inert gass, hvori oksygeninnholdet utgjør minst 1% ved temperaturer i området 200-500°C, fortrinnsvis 250-450°C i en tidsperiode tilstrekkelig til å omdanne metallsaltene til deres tilsvarende oksider.
Ved utøvelse av foreliggende oppfinnelse oppnås de beste resultater ved flergangsimpregneringssykler av kobolt og rhenium hvor impregneringstrinnet etterfølges av reduksjon i strømmende hydrogen for å spalte saltene. Hensikten med oppfinnelsen er å oppnå høy volumetrisk produktivitet og høy koboltdispersjon, under hensyntagen til at når vekt-konsentrasjonen av kobolt på katalysatoren øker, vil koboltdispersjonen eller fordelingen og følgelig også koboltproduktiviteten avta som følge av en økende tendens for koboltkrystaller til å okkupere den samme posisjon. Følgelig er det foretrukket å avsette mindre mengder kobolt i hver påføringssyklus sammen med rhenium for å lette fordeling av kobolt.
Katalysatoren fremstilt ifølge oppfinnelsen, har en volumetrisk produktivitet på minst 500 (ved 200°C, H2:C0 i forholdet 2:1) og en koboltdispersjon, målt ved O/CO kjemisorpsjon, på minst 0,24. Fordi koboltdispersjonen synes direkte relatert til koboltproduktiviteten, kan dispersjonsnivået likestilles med et kobolt-produktivitetsnivå på minst ca. 2500.
Den volumetriske produktivitet og koboltproduktivitetsnivå-ene som nevnt ovenfor, måles med en standards karbonsyn-tesebestemmelse utført ved 200°C, 19,6 kp/cm<2> og med et hydrogen: karbonmonoksyd molforhold på 2. Det er antatt at ingen annen katalysator og spesielt ikke katalysatorene vist i US patentene nr. 4.499.203 og 4.568.663 kan tilveie-bringe den volumetriske; produktivitet og koboltdispersjon som katalysatorene ifølge foreliggende oppfinnelse under disse betingelser. Imidlertid er den volumetriske produktivitet også en funksjon av temperaturen, og den kan forøkes ved å heve temperaturen. Volumetrisk produktivitet er kun et mål på det volum karbonmonoksyd som omdannes pr. time pr. volum katalysator. Ved hydrokarbonsyntese-reaksjoner er de mest verdifulle produkter C5+ og fortrinnsvis C10+. Metan er ikke et verdifullt produkt og er i realiteten en ulempe i kommersielle prosesser. Andre lette gasser, eksempelvis C4-, selv om de er noe mer verdifulle enn metan, er ikke så verdifulle som flytende produkter. Forøkning av temperaturen i en hydrokarbonsynteseprosess hvor karbonmonoksyd og hydrogen omsettes vil ha en tendens til å øke metanutbyttet, hvis andre betingelser holdes like. Ved rimelige temperaturer for hydrokarbonsyntesen vil imidlertid katalysatorene ifølge foreliggende oppfinnelse fortrinnsvis ha en selektivitet med hensyn til metan på mindre enn 8 mol%, fortrinnsvis mindre enn ca. 6 mol% ved en volumproduktivitet som er større enn 500 ved 200°C, H2:C0 på 2:1.
I de følgende eksempler ble Ti02-ekstrudater anvendt som bærere og hadde de følgende fysikalske egenskaper:
> 97% rutil (ASTM D 2730-78)
21-25 m<2>/g (BET)
0,25-0,30 cm<3>/g porevolum
Kobolt på titandioksidkatalysatorer, med og uten rhenium, ble fremstilt ved å fordampe acetonoppløsninger av kobolt (II)-nitrat og perrheniumsyre på porsjoner av Ti02-eks-trudater med etterfølgende tørking ved 90°C i en vakuumovn. Den tørkede katalysator ble deretter innført i et kvarts-reaktorrør og nitratsaltet spaltet ved en av de sykler som er vist i det etterfølgende:
Behandlingene som ble anvendt for hver av katalysatorene, er indikert i tabellene 1 og 2. Katalysator 2 ble ikke be-handlet i kvartsreaktoren, men innført direkte til den etterfølgende beskrevne prøvereaktor, hvor en sluttlig reduksjon utføres før omsetning av katalysatoren med syntesegass.
Katalysatorene ble siktet til 60-150 mesh og undersøkt i en liten fastsjikt-reaktor. Katalysatorsatsen ble fortynnet med et likt volum på 60-150 mesh Ti02 (for å minske tempe-raturgradienten) og aktivert ved reduksjon med hydrogen ved 450°C, ved lufttrykk i en time. Syntesegass med en sammen-setning på 64% H2, 32% CO og 4% Ne ble deretter omdannet over den aktiverte katalysator ved 200°C ved 19,6 kp/cm<2> i en prøveperiode på minst 20 timer. Gassromshastigheter (GHSV) vist i tabellene representerer strømningshastigheten ført over katalysatorvolumet eksklusive fortynningsmidlet ved betingelser på 22°C. Prøver av avløpsgassen ble perio-disk analysert ved hjelp av gasskromatografi for å bestemme graden av CO-omdannelse og selektiviteten med hensyn til metan, uttrykt som mol CH4 dannet pr. 100 mol omdannet CO. Metanselektiviteten var i det vesentlige uforandret og lå i området 4-5% for alle kobolt-rheniumkatalysatorer beskrevet i tabellene 1 og 2 (viste en svak stigning med stigende temperatur). Resten av det karboninneholdende produkt var C2+lineære parafiner.
Oksygen kjemisorpsjon ble utført ved 25°C ved å måle oppta-ket av oksygenpulser fra en heliumbærergasstrøm som ble ført over prøvene av katalysator som var redusert i hydrogen ved 450°C.
Resultatene er gjengitt i tabell l og diskutert i det etterfølgende. Katalysatorene 1, 2, 3 og 4 (vist i fig. 1 som gruppe B) er kobolt-rheniuminneholdende katalysatorer fremstilt ved en enkelt påføring av metallene. Disse katalysatorer har et relativt lavt koboltinnhold og utviser den høyeste koboltdispersjon/ fordel ing og derfor den høyeste koboltproduktivitet. For disse katalysatorer vil en reduksjon etter metallimpregnering vise en noe bedre dispersjon enn når oksidasjon følger impregneringen.
Katalysatorene 5 og 6 (vist i fig. 1 i gruppe A) er kobolt-rheniumkatalysatorer fremstilt ved en enkelt påføring av metallene. Disse katalysatorer har høyere koboltinnhold enn katalysatorene i gruppe B, men utviser en lavere koboltdispersjon og lavere koboltproduktivitet selv om den volumetriske produktivitet er noe høyere enn for katalysatorene i gruppe B.
Katalysator 11 (også i gruppe A) inneholder kun kobolt (uten rhenium) og kobolt ble påført i tre påføringssykler, hver av like store mengder kobolt, til å gi et endelig koboltinnhold på 13,2 vekt%. Denne katalysator utviser den laveste koboltdispersjon eller fordeling og den laveste koboltproduktivitet. Sammenlignet med katalysatorene 5 og 6, er koboltfordelingen lavere, og den dispergerende effekt av rhenium kan observeres. Således viser katalysator 11 at multiple impregneringssykler uten rhenium ikke vil gi noen fordelaktig effekt. Det stikk motsatte er tilfelle når rhenium er tilstede. Det er også liten forskjell enten oksidasjon eller reduksjon følger etter impregneringen, slik som vist for katalysatorene 5 og 6.
Gruppe A i fig. 1 innbefatter også en katalysator betegnet med et kvadrat. Dette datapunkt er tatt fra tabell II i US patent nr. 4.568.663 og inneholdt 12 vekt% kobolt med et rhenium:kobolt vektforhold på 0,042:1. Denne katalysator representerer den beste til nå kjente rhenium/titandi-oksidkatalysator og denne utviser ingen bedre effekt enn katalysatorene 5 og 6 og er således kun representativ for denne type katalysator som fremstilles ved hjelp av en enkelt metallimpregneringssyklus.
Katalysatorene 7, 8, 9 og 10 (vist i fig. 1 som gruppe C) er kobolt-rheniuminneholdende katalysatorer som i det vesentlige har det samme koboltinnhold som katalysatorene 5, 6 og den merket med et kvadrat. Imidlertid utviser disse katalysatorer (gruppe C) ekstremt høy volumetrisk produktivitet sammenlignet med kobolt-rheniumkatalysatorene i gruppe A, på grunn av at det er anvendt multiple impregnerings sykler .
Av katalysatorene i gruppe C hadde katalysator 10 den laveste volumetriske produktivitet som følge av dens noe mindre foretrukne rhenium:kobolt-forhold og derav følgende nedsatt dispersjonsfremmende effekt. Sammenligning av virkegraden for katalysatorene 7, 8 og 9 viser at tre impregneringssykler koblet med reduksjon av avsetning av metallene er den mest foretrukne fremstillingsteknikk og fører til den høyeste volumetriske produktivitet, forøket koboltdispersjon og forøket koboltproduktivitet (sammen-lign, nr. 8 og 9 med nr. 7). For sammenligningsformål viser tabell 2 virkegraden for katalysatoren angitt med et kvadrat (i gruppe A), som er en kobolt-rhenmium-titanoksid-katalysator ifølge US patent nr. 4.568.663. Tabell 2 viser også virkegraden for fire 25 vekt% kobolt, 18 vekt% zir-koniumsilisiumoksidkatalysatorer, hvorav tre er vist i US patent nr. 4.299.209 og én nyfremstilt ved fremgangsmåten rapportert som katalysator nr. 16 i det sistnevnte US patent. For de kobolt-zirkoniuminneholdende katalysatorer er resultater vist oppnådd ved 200°C, 205°C og 220°C. Den volumetriske produktivitet øker når temperaturen heves fra 200°C til 20°C (bortsett fra katalysatoren ifølge forsøk 20 i det sistnevnte US patent, men den volumetriske produktivitet er høyere ved 220°C enn ved 200°C).
Virkegraden for kobolt-zirkoniumkatalysatorene er angitt i fig. 1 som trekanter og den volumetriske produktivitet øker som en rettlinjet funksjon med økende temperatur.
Katalysatorene 7, 8 og 9, som vist i fig. 4, illustrerer klart de fordelaktige trekk ved forøket volumetrisk produktivitet og selektivitet. De eneste andre katalysatorer som utviser volumetrisk produktivitet i samme område som katalysatorene 7, 8 og 9 er de som er vist med kvadrater og katalysatornummer 10. Katalysatorene angitt med kvadrater representerer katalysatorene ifølge US patent nr. 4.568.663, og katalysator nr. 10 inneholder mindre enn den foretrukne mengde rhenium. De to øverste kvadrater viser høye volumproduktivitetsnivåer, men utviser også relativt dårlig selektivitet.
Imidlertid utviser katalysatorene 7, 8 og 9 meget god Pv og meget god selektivitet.

Claims (5)

1. Fremgangsmåte ved fremstillling av en hydrokarbonsyntesekatalysator omfattende 10-25 vekt% kobolt og en rheniumforbindelse i en mengde som gir et rhenium:kobolt vektforhold på mer enn 0,05:1,0, og en støtte i hovedsak bestående av titandioksid, hvilken fremgangsmåte omfatter å kontakte bæreren med egnede forbindelser av kobolt og rhenium og fiksering av koboltdispersjon, karakterisert ved å dekomponere kobolt-og rheniumforbindelsene og gjenta kontakting og dekomponering minst én gang.
2. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at forbindelsene spaltes ved behandling med en oksygeninneholdende gass eller fortrinnsvis en hydrogeninneholdende gass.
3. Fremgangsmåte ifølge hvilket som helst av kravene 1-3, karakterisert ved at ikke mer enn ca. 8 vekt% kobolt påføres i hvert trinn og fortrinnsvis slik at porevolumet fylles til mindre enn ca. 80%.
4. Fremgangsmåte ifølge hvilket som helst av kravene 1-3, karakterisert ved at koboltforbindel-sen, fortrinnsvis i form av et salt, og rheniumforbindelsen bringes i kontakt med bæreren samtidig eller i rekkefølge.
5. Fremgangsmåte ifølge hvilket som helst av kravene 1-5, karakterisert ved at de påførte forbindelser spaltes ved behandling med en hydrogeninneholdende gass etterfulgt av behandling med en oksygeninneholdende gass.
NO910593A 1985-09-12 1991-02-14 Fremstilling av hydrokarbonsyntesekatalysator NO301364B1 (no)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN88108309A CN1016684B (zh) 1985-09-12 1988-12-05 一种使用改进的钴催化剂转化甲醇的方法
CA002035211A CA2035211A1 (en) 1985-09-12 1991-01-29 Cobalt catalysts and method of preparation
AU70104/91A AU634019B2 (en) 1985-09-12 1991-01-31 Cobalt catalysts and method of preparation
EP91301093A EP0498976B1 (en) 1985-09-12 1991-02-12 Method of preparation of a cobalt-rhenium catalysts for hydrocarbon synthesis
DE69111049T DE69111049T2 (de) 1985-09-12 1991-02-12 Verfahren zur Herstellung eines Kobalt-Rhenium-Katalysators zur Kohlenwasserstoffsynthese.
NO910593A NO301364B1 (no) 1985-09-12 1991-02-14 Fremstilling av hydrokarbonsyntesekatalysator

Applications Claiming Priority (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN85107148A CN1012944B (zh) 1985-09-12 1985-09-12 用于甲醇或合成气转化为烃的铼促进的钴催化剂
CN88108309A CN1016684B (zh) 1985-09-12 1988-12-05 一种使用改进的钴催化剂转化甲醇的方法
CA002035211A CA2035211A1 (en) 1985-09-12 1991-01-29 Cobalt catalysts and method of preparation
AU70104/91A AU634019B2 (en) 1985-09-12 1991-01-31 Cobalt catalysts and method of preparation
EP91301093A EP0498976B1 (en) 1985-09-12 1991-02-12 Method of preparation of a cobalt-rhenium catalysts for hydrocarbon synthesis
NO910593A NO301364B1 (no) 1985-09-12 1991-02-14 Fremstilling av hydrokarbonsyntesekatalysator

Publications (3)

Publication Number Publication Date
NO910593D0 NO910593D0 (no) 1991-02-14
NO910593L NO910593L (no) 1992-08-17
NO301364B1 true NO301364B1 (no) 1997-10-20

Family

ID=40193864

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO910593A NO301364B1 (no) 1985-09-12 1991-02-14 Fremstilling av hydrokarbonsyntesekatalysator

Country Status (6)

Country Link
EP (1) EP0498976B1 (no)
CN (1) CN1016684B (no)
AU (1) AU634019B2 (no)
CA (1) CA2035211A1 (no)
DE (1) DE69111049T2 (no)
NO (1) NO301364B1 (no)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AR028067A1 (es) 2000-05-04 2003-04-23 Shell Int Research Un soporte de catalizador y un catalizador de metal soportado, un proceso para su preparacion y la utilizacion del catalizador
EP1301278B1 (en) 2000-07-14 2006-10-11 Shell Internationale Researchmaatschappij B.V. A process for the preparation of a supported cobalt catalyst and a precursor thereof, and a use of the supported cobalt catalyst
EP1303351B1 (en) 2000-07-24 2004-03-03 Shell Internationale Researchmaatschappij B.V. A shell metal catalyst and a precursor thereof, a process for their preparation and the use of the catalyst
RU2710375C2 (ru) 2014-12-19 2019-12-26 Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В. Способ приготовления катализатора
WO2017108791A1 (en) 2015-12-21 2017-06-29 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Hydrogenation catalyst and method for preparing the same
CN116177490A (zh) * 2022-12-16 2023-05-30 广东汇江氢能产业工程技术研究有限公司 一种光催化固定二氧化碳制氢气的工艺及其应用

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4568663A (en) * 1984-06-29 1986-02-04 Exxon Research And Engineering Co. Cobalt catalysts for the conversion of methanol to hydrocarbons and for Fischer-Tropsch synthesis
CA1312066C (en) * 1986-10-03 1992-12-29 William C. Behrmann Surface supported particulate metal compound catalysts, their use in hydrocarbon synthesis reactions and their preparation

Also Published As

Publication number Publication date
NO910593L (no) 1992-08-17
AU634019B2 (en) 1993-02-11
CN1043308A (zh) 1990-06-27
DE69111049D1 (de) 1995-08-10
EP0498976A1 (en) 1992-08-19
CN1016684B (zh) 1992-05-20
AU7010491A (en) 1992-08-13
DE69111049T2 (de) 1996-01-11
CA2035211A1 (en) 1992-07-30
NO910593D0 (no) 1991-02-14
EP0498976B1 (en) 1995-07-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4729981A (en) ROR-activated catalyst for synthesis gas conversion
RU2259988C2 (ru) Катализатор и способ получения углеводородов
RU2017517C1 (ru) Катализатор для конверсии синтез-газа в углеводороды и способ получения углеводородов
EP0216967B1 (en) Improved cobalt catalysts, useful for the preparation of hydrocarbons from synthesis gas or methanol, and processes using the catalysts
CA2332964C (en) Ruthenium-containing catalyst and process for reforming organic feedstock using the catalyst
US5281566A (en) Catalyst of the galloaluminosilicate type containing gallium, a noble metal of the platinum family and at least one additional metal, and its use in aromatizing hydrocarbons
US4039561A (en) Process for preparing ethylene oxide
JP2562335B2 (ja) 銀触媒の製造方法
US4880763A (en) Catalyst for production of hydrocarbons
US4605676A (en) Synthesis gas conversion using ROR-activated catalyst
US4605679A (en) Activated cobalt catalyst and synthesis gas conversion using same
JPS6339634A (ja) Ror−活性化触媒を使用する合成ガス変換
NO329313B1 (no) Fremgangsmate for fremstilling av hydrokarboner
GB2164054A (en) Liquid hydrocarbon synthesis using supported ruthenium catalysts
CA1200561A (en) Catalytic process for the production of methanol
US4558030A (en) Ruthenium-rhenium catalyst on titania support for Fischer-Tropsch synthesis
US5100856A (en) Iron-zinc based catalysts for the conversion of synthesis gas to alpha-olefins
US2747970A (en) Purification of commercial hydrogen
NO301364B1 (no) Fremstilling av hydrokarbonsyntesekatalysator
US4567205A (en) Ruthenium catalysts, and use thereof for Fischer-Tropsch synthesis
US4375424A (en) Catalyst for the preparation of dimethyl ether
JPS5929633B2 (ja) 炭化水素の低温水蒸気改質法
US4762959A (en) Cobalt catalysts, and use thereof for the conversion of methanol and for Fischer-Tropsch synthesis, to produce hydrocarbons
CN109433252B (zh) 一种co2氧化c2h6脱氢制c2h4的催化剂及其制备方法
EP0231401B1 (en) Ruthenium-rhenium-titania catalysts, and use thereof for fischer-tropsch synthesis

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Lapsed by not paying the annual fees