DE60221443T2

DE60221443T2 - Mit hochreinem eisenvorläufer hergestellter fischer-tropsch-katalysator und herstellungsverfahren

Info

Publication number: DE60221443T2
Application number: DE60221443T
Authority: DE
Inventors: X. D. Louisville HU; Robert J. Louisville O'BRIEN; Richard Elizabeth TUELL; Esterino Conca; Carlo Rubini; Guido Petrini
Original assignee: Sued Chemie AG
Current assignee: Sued Chemie AG
Priority date: 2002-05-15
Filing date: 2002-05-15
Publication date: 2008-04-30
Anticipated expiration: 2022-05-16
Also published as: EP1509323B1; CA2485782A1; JP4295719B2; ZA200303778B; DE60221443D1; AU2002309821B2; NO328625B1; AU2002309821B8; CA2485782C; NO20045456L; EP1509323A4; EP1509323A1; BR0215733A; JP2006510470A; ATE367861T1; AU2002309821A1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Katalysators zur Verwendung bei dem Fischer-Tropsch-Verfahren, und den nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Katalysator. Der erfindungsgemäße Katalysator enthält Eisen und mindestens einen Promotor. Der Katalysator wird nach einem Verfahren hergestellt, welches die Herstellung einer hochreinen Eisen-Vorstufe umfasst und bei dem für die Herstellung des Katalysators eine sehr geringe Menge an Wasser verwendet wird. Die mit der hochreinen Eisen-Vorstufe hergestellten Katalysatorteilchen sind praktisch frei von Verunreinigungen, und haben eine im Wesentlichen sphärische Teilchenform; ihre Teilchengrößenverteilung liegt in einem relativ engen Bereich.
Die Fischer-Tropsch-Synthese umfasst die katalytische Umwandlung von Synthesegas (einem Gemisch aus hauptsächlich Kohlenmonoxid und Wasserstoff) in ein breites Spektrum von gesättigten und ungesättigten Kohlenwasserstoffen, die von Methan bis zu schwerem Wachs reichen. Sauerstoffhaltige Verbindungen, wie beispielsweise Alkohole, Ketone, Aldehyde und Carbonsäuren, können ebenfalls nach der Fischer-Tropsch-Synthese hergestellt werden. Die ersten kommerziellen Fischer-Tropsch-Katalysatoren basierten auf Kobalt und waren in Deutschland bereits 1935 in Gebrauch. Bereits am Anfang der Entwicklung der Fischer-Tropsch-Katalysatoren bestand ein Interesse daran, Katalysatoren mit weniger teuren Metallen als Kobalt zu entwickeln. Eisen war eine offensichtliche Wahl; die kommerzielle Verwendung von Fischer-Tropsch-Katalysatoren auf Eisenbasis erfolgte jedoch erst in den 1950er Jahren. Seit dieser Zeit werden Fischer-Tropsch-Katalysatoren auf Eisenbasis erfolgreich in Festbett-, Flüssigbett- und Suspensionsphasen-Reaktoren in kommerziellem Umfang von Sasol in Südafrika verwendet.
Die Aktivität und Selektivität von Fischer-Tropsch-Katalysatoren auf Eisenbasis wird durch die Zugabe von kleinen Mengen an Promotoren wesentlich verbessert. Der klassische Fischer-Tropsch-Katalysator auf Eisenbasis wird mit Kupfer und einem Metall der Gruppe I, wie Natrium, Kalium, Rubidium, Cäsium oder einer Kombination davon promotiert. Fischer-Tropsch-Katalysatoren auf Eisenbasis sind nur nach der Reduktion mit Wasserstoff, Kohlenmonoxid oder Synthesegas aktiv.
Es wurde gefunden, dass Kupfer die Reduktionstemperatur von Eisenoxid stark erniedrigt und so ein Sintern des Katalysators verhindert. Die Promotierung mit einem Metall der Gruppe I, wie beispielsweise Kalium, setzt die Acidität des Eisenoxids herab und vermindert so die Selektivität für das unerwünschte Methan und erhöht die Selektivität für Alkene und Wachse. Es können auch Metalle der Gruppe II eingesetzt werden; die Metalle der Gruppe I sind jedoch als Promotoren wirksamer. Bindemittel, wie beispielsweise SiO₂ und Al₂O₃, können ebenfalls verwendet werden, um die strukturelle Integrität und die Lebens dauer der Katalysatoren auf Eisenbasis zu erhöhen; diese sind jedoch im Allgemeinen sauer und bewirken eine Erhöhung der Selektivität für Methan.
Es wurden mehrere Verfahren angewendet, um Fischer-Tropsch-Katalysatoren auf Eisenbasis herzustellen. Die von Fischer hergestellten frühesten Katalysatoren waren mit Alkali behandelte Eisenspäne. Bei hohem Druck war das flüssige Produkt reich an sauerstoffhaltigen Verbindungen, und bei niedrigen Drücken wurden Kohlenwasserstoffe erzeugt. Die nach diesem Verfahren hergestellten Katalysatoren auf Eisenbasis wurden jedoch sehr schnell deaktiviert.
Das gebräuchlichste Verfahren zur Herstellung von Fischer-Tropsch-Katalysatoren auf Eisenbasis ist die Fällung. Typischerweise wird eine Lösung eines Eisensalzes, wie Eisen(III)nitrat, mit einer Base, wie wässrigem Ammoniak oder Natriumcarbonat, behandelt. Der erhaltene Eisenoxyhydroxid-Niederschlag wird gewaschen und mehrmals filtriert, um die bei der Fällung gebildeten Salze – Ammoniumnitrat oder Natriumnitrat – zu entfernen. Der gewaschene Filterkuchen wird dann getrocknet und calciniert. Eine Promotierung des gefällten Eisenkatalysators mit Kupfer und einem Metall der Gruppe I kann jederzeit, d.h. vor oder nach der Trocknung und Calcinierung, erfolgen. Der fertige Katalysator besteht gewöhnlich aus Eisenoxid in der Korund-Phase mit großer Oberfläche (α-Fe₂O₃ oder Hämatit).
Weitere Typen von Katalysatoren auf Eisenbasis umfassen geschmolzenes Eisen, Eisen auf Trägern und gesintertes Eisen. Katalysatoren aus geschmolzenem Eisen werden durch Schmelzen von Eisenerz und einem oder mehreren Promotoren, wie beispielsweise SiO₂, Al₂O₃, CaO, MgO und K₂O, hergestellt. Der erhaltene Katalysator besteht meist hauptsächlich aus Magnetit (Fe₃O₄) und hat eine sehr niedrige Oberfläche. Aktive Katalysatoren aus geschmolzenem Eisen können nur durch Reduktion des Oxids zu metallischem Eisen mit Wasserstoff erhalten werden. Der reduzierte Katalysator kann eine Oberfläche von bis zu etwa 10 bis 15 m²/g haben. Katalysatoren aus geschmolzenem Eisen sind durch eine hohe strukturelle Integrität gekennzeichnet, weshalb sie für Flüssigbett-Verfahren gut geeignet sind (Sasol); die relativ kleine Oberfläche ergibt aber einen Fischer-Tropsch-Katalysator mit geringerer Aktivität, verglichen mit typischen, durch Fällung erhaltenen Eisen-Katalysatoren. Eisen-Katalysatoren auf Trägern werden gewöhnlich durch Imprägnieren eines hitzebeständigen Metalloxids, wie beispielsweise Al₂O₃, SiO₂, TiO₂ oder ZrO₂, mit einer Lösung eines Eisensalzes hergestellt. Die Imprägnierung kann durch leichtes Befeuchten oder durch übermäßiges Befeuchten mit anschließendem Vakuumtrocknen erfolgen. Eisen-Katalysatoren auf Trägern können eine Fischer-Tropsch-Aktivität haben, die der durch Fällung erhaltenen Eisenkatalysatoren auf Basis der Eisenmasse gleicht; auf Basis des Katalysatorvolumens sind sie jedoch gewöhnlich unterlegen. Eisen-Katalysatoren auf Trägern leiden zwangsläufig unter der Acidität der Metalloxid-Träger, was die Selektivität für das unerwünschte Methan erhöht.
Die US-Patentschrift 3,711,426 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung eines Promotoren enthaltenden Hochtemperatur-Shiftkatalysators auf Eisenoxidbasis, enthaltend als Hauptbestandteil Eisenoxid und als Nebenbestandteil einen oxidischen Promotor, der mindestens ein Chromoxid umfasst.
Der Eisenoxidgehalt des Katalysators wird durch folgende Schritte erhalten:

(a) Herstellung einer Lösung eines löslichen anorganischen Eisensalzes,
(b) Zugabe einer Substanz, ausgewählt aus der Klasse, bestehend aus Oxalsäure und ihren Ammonium- und Alkali metallsalzen, zu der Lösung, um ein grobes kristallines Eisensalz der Oxalsäure zu fällen,
(c) Waschen des Niederschlags, bis ein Schwefelgehalt an freiem und chemisch gebundenem Schwefel von weniger als 50 ppm erhalten wird, berechnet als S auf der Basis des Eisenoxidgewichts im fertigen Katalysator,
(d) Hydrolysieren des Niederschlags als flockiges Eisenhydroxid durch Behandeln mit der Lösung einer Base, ausgewählt aus der Klasse, bestehend aus den Alkalimetallhydroxiden und Ammoniak,
(e) Isolieren und Trocknen des erhaltenen Eisenhydroxids,
(f) Calcinieren des Eisenhydroxids zu Eisenoxid.

Die GB 1 226 876 beschreibt ein Verfahren zur Bildung von Eisenhydroxid-Teilchen. In ein Reaktionsgefäß, enthaltend eine wässrige Lösung einer Säure mit einem pH-Wert von 3 oder mehr, die frei von Alkali ist, wird Eisenpulver gegeben, und ein Sauerstoff enthaltendes Gas, wie Luft, wird vom Boden des Reaktionsgefäßes in die Lösung gedrückt, um die Lösung zu rühren. Die Oxidation der wässrigen Lösung erfolgt, während das Eisenpulver suspendiert und gut verteilt ist, wobei Niederschläge, enthaltend Fe³⁺-Ionen, gebildet werden. Als Säuren können Schwefelsäure, Salzsäure, Salpetersäure und Essigsäure verwendet werden. Die nach dem Verfahren gebildeten Teilchen sind relativ grob, so dass sie leicht gewaschen werden können, um Spuren der Säuren zu entfernen. Die Eisenhydroxid-Teilchen werden als Rohmaterial z.B. für die Herstellung von in elektronischen Vorrichtungen verwendetem Ferrit verwendet.
Die EP 1 350 765 A1 , als Dokument unter Art. 54(3) EPÜ genannt, beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von hochreinen Eisenoxiden. Metallisches Eisen in Form von mikrosphärischen Teilchen oder in Form von Schrott oder Metallspänen, wird mit einer gerührten wässrigen Lösung einer Mono- oder Polycarbonsäure mit einem pKa von 0,5 bis 6, bezogen auf die erste Carboxylgruppe, die durch Erhitzen bei 200 bis 350°C an Luft in Kohlendioxid und Wasser abgebaut werden kann, unter Verwendung von 0,03 bis 1,5 Mol Säure pro Grammatom Eisen umgesetzt. Das Eisen(II)carboxylat wird mit einem Mittel, ausgewählt aus Sauerstoff, Wasserstoffperoxid, organischen Peroxiden und Hydroperoxiden zu einem Eisen(III)salz oxidiert. Das hochreine Eisenoxid kann insbesondere als Pigment, als Vorstufen für Katalysatoren oder als Material für elektronische Vorrichtungen verwendet werden.
Die US-Patentschrift 5,863,856 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung eines Katalysators, der zur Hydrierung von Kohlenmonoxid geeignet ist, insbesondere eines Fischer-Tropsch-Katalysators. Bei der Herstellung des Katalysators wird eine Lösung einer multifunktionellen Carbonsäure mit etwa 3 bis 6 Kohlenstoffatomen verwendet, um einen temperaturbeständigen anorganischen Oxidträger, z.B. Titandioxid, mit einer Verbindung oder einem Salz des Rheniums und einer Verbindung oder einem Salz eines oder mehrerer katalytischer Metalle, z.B. Kupfer oder einem Metall der Eisengruppe, wie Eisen, Kobalt oder Nickel, zu imprägnieren und diese zu dispergieren.
Durch Fällung erhaltene Eisenkatalysatoren werden allgemein als den anderen Typen der hier beschriebenen Eisenkatalysatoren überlegen angesehen. Die wesentlichen Nachteile der Herstellung von durch Fällung erhaltenen Eisenkatalysatoren sind die hohen Kosten, das Verfahren ist arbeitsintensiv, und die Nebenprodukte sind umweltschädlich. Die bevorzugte Eisenquelle für die durch Fällung erhaltenen Eisenkatalysatoren ist Eisennitrat, da eine Chlorid- und Schwefelverunreinigung aus Eisenchlorid oder Eisensulfat nachteilige Wirkungen auf die Aktivität des erhaltenen F-T-Katalysators [Fischer-Tropsch-Katalysators] hat. Eisennitrat wird hergestellt durch Auflösen von metallischem Eisen in Salpetersäure, wobei Stickstoffoxide entstehen, die durch Waschen wiedergewonnen werden müssen. Dadurch entstehen zusätzliche Kosten. Weiterhin wird bei dem Fällungsverfahren ein sehr viskoser und gelatineartiger Eisenhydroxid- oder Eisenoxyhydrat-Vorläufer erhalten. Dieser viskose Vorläufer lässt sich nur sehr schwer zu sphärischen und abriebfesten Katalysatoren für Flüssigbett-Anwendungen formen.
Ein Verfahren zur Herstellung von Fischer-Tropsch-Katalysatoren auf Eisenbasis, bei dem die Wasch- und Filtrierschritte reduziert oder eliminiert werden und wobei nur minimale Emissionen in die Umwelt gelangen, wäre vorteilhaft. Aus kommerzieller Hinsicht wäre ein logisches Verfahren, ein im Handel erhältliches hochreines Eisenoxid mit großer Oberfläche zu promotieren, formen, trocknen und calcinieren. Kommerzielle Eisenoxide sind leicht erhältlich; diese werden jedoch gewöhnlich durch Behandlung von Stahl mit Salzsäure oder Schwefelsäure hergestellt. Diese Eisenoxide enthalten signifikante Mengen an Verunreinigungen, einschließlich Chlorid und Schwefel, wodurch sie als Rohmaterialien für Fischer-Tropsch-Katalysatoren unbrauchbar sind. Bekanntlich können die Verunreinigungen von im Handel erhältlichen Eisenoxiden (roten oder gelben Eisenoxiden) durch ein Beizverfahren bei sehr hohen Temperaturen auf ein sehr niedriges Niveau reduziert werden. Wegen der extremen Bedingungen des Beizverfahrens ist die Oberfläche der Eisenoxide jedoch allgemein geringer als 10 m²/g, so dass die Eisenoxide für Katalysator-Anwendungen ungeeignet sind.
ZUSAMMENFASSUNG DER VORLIEGENDEN ERFINDUNG
Es wird ein Fischer-Tropsch-Katalysator, enthaltend Eisen und mindestens einen Promotor, nach einem Verfahren hergestellt, welches die Herstellung eines Eisenoxids hoher Reinheit aus metallischem Eisen umfasst. Die mit dem Eisenoxid hoher Reinheit hergestellten Katalysatorteilchen sind praktisch frei von Verunreinigungen, insbesondere Halogeniden, Stickstoff und Schwefel, und haben eine im Wesentlichen sphärische Form, eine relativ enge Teilchengrößenverteilung, und Oberflächen von bis zu 100 m²/g, weshalb sie für verschiedene Katalysator-Anwendungen geeignet sind.
Das Verfahren umfasst die Umsetzung von metallischem Eisen mit einer milden organischen Säure und Luft in Gegenwart einer minimalen Menge an Wasser. Erfindungsgemäß wird deutlich weniger Wasser als bei einem herkömmlichen Fällungsverfahren verbraucht, weshalb bei diesem Verfahren nur sehr wenig oder kein Sulfat, Nitrat oder Chlorid enthaltendes Abwasser erzeugt wird. Die erhaltene Eisenoxid-Aufschlämmung wird anschließend gemahlen und mit Promotoren versetzt. Die Aufschlämmung wird sprühgetrocknet, um den fertigen Katalysator zu erhalten. Da bei dem Verfahren metallisches Eisen verwendet wird, können die Mengen an potentiellen Verunreinigungen, wie Schwefel und Chlor, auf einem Minimum gehalten werden, wenn reines Metall verwendet wird. Da metallisches Eisen verwendet wird, sind keine Restmaterialien vorhanden, die durch Waschen des Eisenoxid-Filtrats entfernt werden müssen, so dass die Menge an Abwasser deutlich geringer als bei bekannten Katalysator-Herstellungsverfahren ist. Da es nicht notwendig ist, die Aufschlämmung mehrfach zu waschen und zu filtrieren, ist weiterhin die Herstellungszeit kürzer als bei bekannten Katalysator-Herstellungsverfahren.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt ein Sekundär-Elektronenbild einer Rasterelektronen-Mikroaufnahme, Vergrößerung × 100 (gemessen nach Erzeugung des Bildes auf einem Blatt Papier mit 216 × 280 mm (8,5 × 11 Zoll)), eines Eisenoxid enthaltenden Katalysators, wobei der Katalysator nach dem bekannten Fällungsverfahren, wie es in Beispiel 1 beschrieben ist, hergestellt wurde; und
2 zeigt ein Sekundär-Elektronenbild einer Rasterelektronen-Mikroaufnahme, Vergrößerung × 100 (gemessen nach Erzeugung des Bildes auf einem Blatt Papier mit 216 × 280 mm (8,5 × 11 Zoll)), eines Eisenoxid enthaltenden Katalysators, wobei der Katalysator nach dem erfindungsgemäßen Fällungsverfahren, wie es in Beispiel 2 beschrieben ist, hergestellt wurde.
DETAILBESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Der erfindungsgemäße Katalysator ist zur Verwendung bei dem Fischer-Tropsch(F-T)-Verfahren vorgesehen. Die Zusammensetzung des Katalysators ist ähnlich der von bekannten F-T-Katalysatoren und umfasst Eisen und mindestens einen Promotor. Das Verfahren zur Herstellung des Katalysators ist jedoch neu, und der erfindungsgemäße Katalysator enthält weniger Verunreinigungen, wie Schwefel und Chlor, und kann effizienter als bekannte F-T-Katalysatoren hergestellt werden.
Das Fischer-Tropsch-Verfahren ist ein oberflächenkatalysiertes Polymerisationsverfahren, wobei Synthesegas (ein Gemisch aus Wasserstoff und Kohlenmonoxid) zu Kohlenwasserstoffen mit einem weiten Bereich an Kettenlängen und Funktionalitäten umgesetzt wird. Typischerweise umfassen die bei dem Fischer-Tropsch-Verfahren verwendeten Katalysatoren mindestens ein Metall, das ein wirksamer Kohlenmonoxid-Adsorber ist, und das für Hydrierreaktionen wirksam ist, wie Eisen, Kobalt und Nickel. Eisen oder Kobalt enthaltende Katalysatoren werden für die Herstellung vieler Kohlenwasserstoffe bevorzugt; Katalysatoren auf Nickelbasis können große Mengen an Methan erzeugen; und Katalysatoren auf Rutheniumbasis erzeugen je nach Reaktionsbedingungen hauptsächlich Methan oder Wachse mit hohen Schmelzpunkten. Die erfindungsgemäßen Katalysatoren enthalten etwa 35 Gew.-% bis etwa 70 Gew.-% Eisen, bezogen auf das Gesamtgewicht des Katalysators, einschließlich Eisen; bei einer bevorzugten Ausführungsform enthält der Katalysator etwa 56 Gew.-% bis etwa 70 Gew.-% Eisen.
Fischer-Tropsch-Katalysatoren, insbesondere die Eisenkatalysatoren, enthalten gewöhnlich auch mindestens einen Promotor, der zugesetzt wird, um ausgewählte Eigenschaften des Katalysators zu verbessern oder um die Aktivität und/oder Selektivität des Katalysators zu modifizieren. Zur Herstellung von Katalysatorteilchen mit einer im Wesentlichen sphärischen Form und einer relativ engen Teilchengrößenverteilung ist die Zugabe eines Promotors jedoch nicht erforderlich. Bezüglich Katalysatoren auf Eisenbasis lehrt der Stand der Technik, dass Kupfer, die Alkalimetalle und die Erdalkalimetalle, wie Natrium, Kalium, Rubidium, Cäsium, Magnesium, Calcium, Strontium, Barium und deren Kombinationen wirksame Promotoren darstellen. Es können nach Wunsch des Anwenders auch andere Metalle verwendet werden, um die Katalysatoreigenschaften oder die Aktivität und/oder die Selektivität des Katalysators zu modifizieren. Es wurden beispielsweise Fischer-Tropsch-Katalysatoren mit Promotoren, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Bor, Cer, Chrom, Kupfer, Iridium, Eisen, Lanthan, Mangan, Molybdän, Palladium, Platin, Rhenium, Rhodium, Ruthenium, Strontium, Wolfram, Vanadium, Zink, Natriumoxid, Kaliumoxid, Rubidiumoxid, Cäsiumoxid, Magnesiumoxid, Titanoxid, Zirkonoxid, und anderen Seltenerd-Metallen, wie beispielsweise Scandium, Yttrium, Praseodym, Neodym, Promethium, Samarium, Europium, Gadolinium, Terbium, Dysprosium, Holmium, Erbium, Thulium, Ytterbium, Lutetium, und deren Kombinationen, hergestellt. Diese Promotoren werden allgemein in kleineren Konzentrationen als das Eisen zugesetzt, und erfindungsgemäß machen die Promotoren vorzugsweise etwa 0,002 Gew.-% bis etwa 40 Gew.-%, besonders bevorzugt etwa 0,01 Gew.-% bis etwa 1 Gew.-% des Gesamtgewichts des Katalysators aus.
Auch die physikalische Struktur des Fischer-Tropsch-Katalysators beeinflusst die Aktivität des Katalysators. Wie bekannt ist, kann die Auswahl der richtigen Katalysator-Form für einen bestimmten Typ von Reaktor eine relativ hohe Produktivität und relativ geringe Wartungskosten für den kommerziellen Erzeuger bedeuten. Die Struktur des Katalysators oder seine mechanischen Eigenschaften, einschließlich Teilchenfestigkeit und Abriebfestigkeit, hängen von der chemischen Stabilität des Katalysators ab und werden durch die Größe und Form der Katalysatorteilchen beeinflusst. Die Größe und Form der Katalysatorteilchen kann auch solche Eigenschaften, wie die Strömungsverteilung und den Druckabfall, beeinflussen.
Obwohl die Zusammensetzung des Katalysators ähnlich der von bekannten Fischer-Tropsch-Katalysatoren ist, wird nach dem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren ein Katalysator erhalten, der im Wesentlichen frei von Verunreinigungen ist und der eine im Wesentlichen sphärische Form der Teilchen, einen relativ engen Bereich der Teilchengrößenverteilung und eine große Oberfläche aufweist. Allgemein gesagt, umfasst das Verfahren zur Herstellung einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Katalysators die direkte Behandlung von metallischem Eisen mit einer milden organischen Säure und Luft, um eine Eisenoxid-Aufschlämmung zu bilden, die anschließende intensive Vermahlung der Aufschlämmung bis zu einer kleinen Größe im Mikronbereich, die anschließende Zugabe eines oder mehrerer Promotoren zu der Aufschlämmung, und das anschließende Sprühtrocknen der Aufschlämmung mit einem Rad-Zerstäuber. Wasser wird bei dem Verfahren nur so viel zugegeben, dass die Vermischung der Materialien ermöglicht wird. (Der Ausdruck "Verunreinigungen", wie er hier verwendet wird, bezieht sich auf Elemente oder Verbindungen, von denen bekannt ist, dass sie die Leistung des Fischer-Tropsch-Katalysators negativ beeinflussen. Allgemein bekannte Verunreinigungen umfassen Schwefel und Chlor).
Insbesondere wird zur Herstellung des erfindungsgemäßen Fischer-Tropsch-Katalysators metallisches Eisen mit einer milden organischen Säure in einem wässrigen Medium bei Umgebungsbedingungen umgesetzt, worauf das Gemisch belüftet wird. Das metallische Eisen kann als Pulver, Granulat, Kugeln, Chips oder in anderer Form mit einem durchschnittlichen Durchmesser von etwa 1 μm bis etwa 500 μm vorliegen. Bei einer Ausführungsform liegt das metallische Eisen in mikrosphärischer Form mit einem durchschnittlichen Durchmesser von etwa 40 μm bis etwa 150 μm vor. Weiterhin soll das metallische Eisen im Wesentlichen frei von Verunreinigungen sein, obwohl Spuren von Kohlenstoff, Mangan, Nickel, Kupfer, Silicium und deren Kombinationen vorhanden sein können. (Der Ausdruck "Spuren", wie er hier verwendet wird, bedeutet weniger als etwa 1,5 Gew.-% für alle Elemente zusammen.) Die organische Säure ist vorzugsweise ein Carbonsäure mit mindestens einer Carbonsäuregruppe und einem pKa bei Raumtemperatur von etwa 0,5 bis etwa 6. Beispielsweise können bei der Reaktion Ameisensäure, Essigsäure, Glykolsäure, Oxalsäure, Brenztraubensäure, Malonsäure und Propionsäure verwendet werden.
Die organische Säure wird unter Rühren zu entionisiertem Wasser gegeben, um eine saure Lösung zu bilden. Das metallische Eisen wird bei Raumtemperatur und unter fortgesetztem Rühren oder Mischen langsam zu der sauren Lösung gegeben. Bei der Reaktion des Eisens mit der Säure steigt die Reaktionstemperatur an, aber die Geschwindigkeit der Zugabe sollte so langsam sein, dass die Temperatur etwa 38°C (100°F) nicht übersteigt. Es wird angenommen, dass bei der Zugabe des metallischen Eisens zu der sauren organischen Lösung das Eisen durch die Säure oxidiert und gasförmiger Wasserstoff (H₂) erzeugt wird. Der gasförmige Wasserstoff kann in einem Abzug mit Luft auf eine Konzentration von weniger als 4%, d.h. unter die Explosionsgrenze, verdünnt werden, oder er kann einem Nachbrenner zugeführt werden, um die Hitze für das Trocknen oder Calcinieren zu gewinnen.
Nachdem das metallische Eisen mit der sauren Lösung vermischt wurde, wird der Lösung ein zusätzliches Oxidationsmittel, wie beispielsweise Luft, komprimierte Luft, Sauerstoff, Wasserstoffperoxid, ein organisches Peroxid, Ozon oder eine Kombination davon, zugesetzt. Bei einer Ausführungsform ist das Oxidationsmittel komprimierte Luft, die über ein Edelstahl-Lufteinblasrohr, welches im Mischbehälter angebracht ist, durch die Lösung gepresst wird; es können jedoch auch andere bekannte Verfahren angewendet werden, um Luft durch die Eisen-/Säurelösung zu perlen. Die Luftzufuhr wird unter Aufrechterhaltung einer Temperatur von etwa 38°C (100°F) fortgesetzt, bis praktische das gesamte freie Eisen verbraucht und eine Eisenaufschlämmung gebildet ist. Es wird angenommen, dass die Aufschlämmung Eisenoxidhydrat, Eisenoxid, Eisenhydroxid, Eisenoxyhydroxid oder Kombinationen davon enthält. Die Gesamtdauer des Eisenverbrauchs kann zwischen etwa 24 Stunden und etwa 48 Stunden liegen, oder in Abhängigkeit von der Eisenquelle auch länger sein. Während der Reaktion ändert sich die Farbe der Aufschlämmung von grau nach braun. Gewöhnlich zeigt sich die Farbänderung etwa 45 Minuten bis etwa 6 Stunden nach Beginn der Luftzufuhr. Nicht umgesetztes Eisen kann durch Röntgenbeugungsanalyse nachgewiesen werden.
Die Eisenaufschlämmung wird bis auf eine kleine Teilchengröße vermahlen, beispielsweise auf eine mittlere Teilchen größe von weniger als etwa 40 μm, vorzugsweise auf eine Teilchengröße von weniger als etwa 10 μm. In den hier aufgeführten Beispielen wird eine Netzsch-Mühle mit SEPR, ER 120A 0,8/1,25 mm keramischen Perlen verwendet. Es sind jedoch mehrere andere Mahlverfahren bekannt, die anstatt der Netzsch-Mühle angewendet werden können.
Der Eisengehalt der Aufschlämmung wird nach bekannten Standardverfahren bestimmt, und der Aufschlämmung werden die Promotoren zugesetzt. Die jeweiligen Promotoren und die Konzentrationen, in denen sie zugesetzt werden, können je nach Anwendung verschieden sein. Werden die Promotoren als Kristalle zugesetzt, können die Kristalle vor der Zugabe zu der Aufschlämmung in einer kleinen Menge Wasser gelöst werden. Nach der Zugabe der Promotoren sollte die erzeugte Aufschlämmung einen Feststoffgehalt von etwa 10% bis etwa 40% haben.
Anschließend wird die Aufschlämmung mit einem Radzerstäuber sprühgetrocknet. Die Eingangstemperatur wird auf etwa 260°C (500°F) eingestellt, und die Ausgangstemperatur wird bei etwa 149°C (300°F) gehalten. Eine mittlere Teilchengröße von etwa 50 μm bis etwa 80 μm (Radgeschwindigkeit etwa 13.000 UpM) wird bevorzugt. Nach dem Sprühtrocknen beträgt die Oberfläche des Katalysators etwa 10 m²/g bis etwa 40 m²/g. Der sprühgetrocknete Katalysator wird dann calciniert und gesiebt, um große Teilchen zu entfernen. Nach dem Calcinieren in einem Kastenofen bei etwa 662°F über 4 Stunden weist der Katalysator eine Oberfläche von etwa 10 m²/g bis etwa 80 m²/g auf. Der sprühgetrocknete Katalysator hat eine im Wesentlichten sphärische Form.
Die nachstehenden Beispiele sollen die vorliegende Erfindung erläutern und erklären, diese aber in keiner Hinsicht beschränken. Beispiel 1 beschreibt die Herstellung eines Fischer-Tropsch-Katalysators nach einem herkömmlichen Fällungsverfahren. Die Beispiele 2 bis 8 beschreiben die Herstellung von Fischer-Tropsch-Katalysatoren nach dem erfindungsgemäßen Verfahren mit minimalen Abwässern.
Beispiel 1: Eine Vergleichsprobe eines Fischer-Tropsch-Katalysators wird nach dem nachstehenden bekannten Fällungsverfahren hergestellt:
Es werden etwa 13,6 kg (30 Pfund) Eisenoxid durch Zugabe von etwa 133,55 kg einer Eisennitratlösung (7 Gew.-% Fe, erhältlich von Shepherd Chemical, Cincinnati, OH, US) in einen 170 Liter-(45 Gallonen-)Edelstahltank hergestellt. Es wird entionisiertes Wasser bis auf ein Gesamtvolumen von etwa 150 Litern (42 Gallonen) zugesetzt. Die Eisennitrat-Lösung wird gründlich durchgemischt.
Die Eisennitratlösung wird dann mit einer Zugabegeschwindigkeit von etwa 890 cm³/min in einen etwa 8 Liter fassenden Edelstahl-Fällungstank, der etwa auf dem Niveau von 6,5 Litern eine Öffnung aufweist, gegeben. Praktisch gleichzeitig wird eine wässrige Ammoniaklösung (29 Gew.-%) mit einer Anfangs-Zugabegeschwindigkeit von etwa 400 ml/min in den Fällungstank gegeben. Die vereinigten Lösungen haben eine Verweilzeit im Fällungstank von etwa 5 Minuten. Die Lösung im Fällungstank wird mit einem Hochschergeschwindigkeits-Mischer gemischt, und die Zugabegeschwindigkeit der Ammoniaklösung wird so eingestellt, dass die vereinigte Lösung im Fällungstank einen pH-Wert von etwa 10,0 aufweist. Es bildet sich eine Aufschlämmung, die aus dem Fällungstank in einen Edelstahl-Überlauftank (mit einer Kapazität von etwa 416 Litern (110 Gallonen)) überfließen kann, in welchem das Mischen fortgesetzt wird. Nach dem Verbrauch der Eisennitratlösung wird die Zugabe der wässrigen Ammoniaklösung unterbrochen, wobei sich etwa 189 Liter (50 Gallonen) der Aufschlämmung im Überlauftank befinden.
Die Aufschlämmung wird zur Bildung eines Filtrats durch eine Filterpresse filtriert, und die Leitfähigkeit des Filtrats wird nach bekannten Standardverfahren gemessen. Das Filtrat oder der Filterkuchen wird mit Luft behandelt, bis es (er) fest ist. Der Filterkuchen wird in einen Edelstahltank mit einem Fassungsvermögen von etwa 416 Litern (110 Gallonen) gegeben, worauf etwa 136 Liter (36 Gallonen) erstionisiertes Wasser zugegeben werden. Der Filterkuchen und das Wasser werden gründlich miteinander vermischt, und die Filtration wird wiederholt. Die Wasch- und Filtrierschritte werden wiederholt, bis das Filtrat eine Leitfähigkeit von etwa 300 μS hat. (Dies kann beispielsweise etwa 7 Wasch- und 8 Filtrierschritte erfordern.)
Der Eisengehalt in der Aufschlämmung wird nach bekannten Standardverfahren bestimmt, worauf der Aufschlämmung Promotoren zugegeben werden. Auf jeweils etwa 100 g Eisen in der Aufschlämmung werden Cu(NO₃)₂. 2½ H₂O-Kristalle (erhältlich von Aldrich, Milwaukee, WI, US) oder eine Cu(NO₃)₂-Lösung (28 Gew.-volumen%; SCI-Werksmaterial) zur Einführung von etwa 0,5 g Kupfer und Kaliumnitrat (erhältlich von Aldrich, Milwaukee, WI, US) zur Einführung von etwa 0,2 g K₂O zugegeben. Falls die Promotoren als Kristalle zugegeben werden, können die Kristalle vor der Zugabe zu der Aufschlämmung in einer minimalen Menge Wasser gelöst werden.
Anschließend wird die Aufschlämmung mit einem Radzerstäuber (APV Anhydro Sprühtrockner) sprühgetrocknet. Die Eingangstemperatur beträgt etwa 260°C (500°F), und die Ausgangstemperatur wird bei etwa 149°C (300°F) gehalten. Eine mittlere Teilchengröße von 50 bis 60 μm (13.000 UpM) wird bevorzugt. Der sprühgetrocknete Katalysator wird dann 4 Stunden in einem Kastenofen bei etwa 662°F calciniert. Es werden etwa 9 kg (20 Pfund) Katalysator erhalten.
Beispiel 2: Es wird eine Probe des Fischer-Tropsch-Katalysators nach dem in Beispiel 1 angegebenen Vergleichsverfahren hergestellt, außer dass nach den Wasch- und Filtrierschritten etwa 25 ml Salpetersäure zu etwa 11,3 kg (25 Pfund) des Filterkuchens zugegeben und gründlich gemischt werden, so dass der Filterkuchen beim Rühren flüssig wird. Zur Erleichterung des Mischens kann Wasser zugesetzt werden. Der Feststoffgehalt der Lösung sollte zwischen etwa 15% und etwa 20% liegen. Anschließend wird der Eisengehalt bestimmt, die Promotoren werden zugesetzt und die Aufschlämmung wird, wie in Beispiel 1 beschrieben, sprühgetrocknet.
Beispiel 3: Es wird eine Probe des Fischer-Tropsch-Katalysators nach dem in Beispiel 1 angegebenen Vergleichsverfahren hergestellt, außer dass nach den Wasch- und Filtrierschritten das Produkt in einer Netzsch-Mühle mit SEPR, ER 120A 0,8/1,25 mm keramischen Perlen auf eine mittlere Teilchengröße von weniger als etwa 2 μm gemahlen wird. Anschließend wird der Eisengehalt bestimmt, die Promotoren werden zugesetzt und die Aufschlämmung wird, wie in Beispiel 1 beschrieben, sprühgetrocknet.
Beispiel 4: Es wird eine Probe des Fischer-Tropsch-Katalysators nach dem in Beispiel 2 angegebenen Vergleichsverfahren hergestellt, außer dass nach der Zugabe der Salpetersäure das Produkt in einer Netzsch-Mühle mit SEPR, ER 120A 0,8/1,25 mm keramischen Perlen auf eine mittlere Teilchengröße von weniger als etwa 2 μm gemahlen wird.
Beispiel 5: Es wird eine Probe des Fischer-Tropsch-Katalysators nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wie folgt hergestellt:
Ein Edelstahl-Lufteinblasrohr wird am Boden einer Nalgene-Trommel von 189 Litern (50 Gallonen) befestigt. Etwa 136 Liter (36 Gallonen) entionisiertes Wasser und etwa 7,5 kg (16,5 Pfund) Ameisensäure (90%, erhältlich von Specialty Chemical Co. LLC, Cleveland, TN, USA) werden in die Trommel gegeben und gründlich miteinander vermischt. Etwa 18 kg (40 Pfund) Eisenpulver (erhältlich von Pyron, Niagara Falls, NY, USA mit der Produktbezeichnung AC-325) werden der Ameisensäurelösung unter Rühren zugegeben. Das Eisenpulver wird so langsam zugegeben, dass die Reaktionstemperatur auf weniger als etwa 38°C (100°F) gehalten wird.
Nach der Zugabe des Eisenpulvers und der Bildung einer Aufschlämmung wird komprimierte Luft durch das Einblasrohr eingeführt. Die Luftzugabe wird bei einer Reaktionstemperatur von etwa 38°C (100°F) so lange fortgesetzt, bis praktisch das gesamte freie Eisen verbraucht ist, d.h. etwa 24 Stunden lang. Nicht umgesetztes Eisen kann durch Röntgenbeugung nachgewiesen werden.
Die Eisenaufschlämmung wird durch eine Netzsch-Mühle mit SEPR, ER 120A 0,8/1,25 mm keramischen Perlen auf eine mittlere Teilchengröße von weniger als etwa 2 μm vermahlen. Der Eisengehalt in der Aufschlämmung wird nach bekannten Standardverfahren bestimmt, und der Aufschlämmung werden Promotoren zugesetzt. Auf jeweils 100 g Eisen in der Aufschlämmung werden Cu(NO₃)₂·2½H₂O-Kristalle (erhältlich von Aldrich, Milwaukee, WI, US) oder eine Cu(NO₃)₂-Lösung (28 Gew.-volumen%; SCI-Werksmaterial) zur Einführung von etwa 0,5 g Kupfer, und Kaliumnitrat (erhältlich von Aldrich, Milwaukee, WI, US) zur Einführung von etwa 0,2 g K₂O zugegeben. Falls die Promotoren als Kristalle zugegeben werden, können die Kristalle vor der Zugabe zu der Aufschlämmung in einer minimalen Menge Wasser gelöst werden.
Anschließend wird die Aufschlämmung mit einem Radzerstäuber (APV Anhydro Sprühtrockner) sprühgetrocknet. Die Eingangstemperatur beträgt etwa 260°C (500°F), und die Ausgangstemperatur wird bei etwa 149°C (300°F) gehalten. Eine mittlere Teilchengröße von 50 bis 60 μm (13.000 UpM) wird bevorzugt. Der sprühgetrocknete Katalysator wird dann 4 Stunden in einem Kastenofen bei etwa 350°C (662°F) calciniert, und zur Entfernung von groben Teilchen (–150 μm oder –250 μm (–100 oder –60 Maschenweite) gesiebt. Es werden etwa 18,2 kg (40 Pfund) Katalysator erzeugt.
Beispiel 6: Es wird eine Probe des Fischer-Tropsch-Katalysators nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt, außer dass das Eisenpulver AC-325 durch Höganäs AB (Höganäs, Schweden) ASC-300 ersetzt und die Belüftungsdauer auf etwa 48 Stunden erhöht wird.
Beispiel 8: Es wird eine Probe des Fischer-Tropsch-Katalysators nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt, außer dass die Ameisensäure durch Essigsäure ersetzt und die Belüftungsdauer auf etwa 48 Stunden erhöht wird.
Beispiel 9: Es wird eine Probe des Fischer-Tropsch-Katalysators nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt, außer dass die Ameisensäure durch Oxalsäure ersetzt und die Belüftungsdauer auf etwa 36 Stunden erhöht wird.
Beispiel 10: Es wird eine Probe des Fischer-Tropsch-Katalysators nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt, außer dass die Ameisensäure durch Brenztraubensäure ersetzt und die Belüftungsdauer auf etwa 36 Stunden erhöht wird.
Beispiel 11: Es wird eine Probe des Fischer-Tropsch-Katalysators nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt, außer dass die Ameisensäure durch Glykolsäure ersetzt und die Belüftungsdauer auf etwa 32 Stunden erhöht wird.
Beispiel 12: Es wird eine Probe des Fischer-Tropsch-Katalysators nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt, außer dass die Ameisensäure durch Propionsäure ersetzt und die Belüftungsdauer auf etwa 37 Stunden erhöht wird.

Wir vorstehend angeführt, ist die erfindungsgemäß verwendete Menge an Wasser deutlich geringer als die bei einem bekannten Fällungsverfahren verwendete Menge an Wasser. Dies kann beispielsweise durch Vergleich der in Beispiel 4 (Fällungsverfahren) und Beispiel 5 (erfindungsgemäßes Verfahren) verwendeten Menge an Wasser demonstriert werden. Wie in Tabelle 1 gezeigt, erfordert die Herstellung des Katalysators nach dem Verfahren von Beispiel 4 die Zugabe von etwa 2,2 Tonnen (4836 Pfund) Wasser. Die Herstellung des Katalysators nach dem Verfahren von Beispiel 5 erfordert etwa 136 kg (300 Pfund) Wasser, oder etwa 16 Mal weniger Wasser als nach dem Verfahren von Beispiel 4.

Tabelle 1
Beispiel 4					Beispiel 5
Eingang	kg	Pfund	Mol	Pfund-Mol	Eingang	kg	Mol	Pfund	Pfund-Mol
Eisennitrat Fe(NO₃)₃	78,6	173,20	0,32	0,72	Eisen (Fe)	18,14	40,00	0,32	0,72
Ammoniak-Quelle (NH₄OH)	32,4	71,56	0,93	2,04	Ameisensäure (CH₂O₂)	7,48	16,50	0,16	0,36
Wasser zum Verdünnen (H₂O)	379,10	835,77	21,06	46,43	Wasser (H₂O)	135,97	229,77	7,55	16,65
Waschwasser (H₂O)	1814,49	4000,26	100,81	222,24	Sauerstoff(O₂)	7,80	17,19	0,24	1,07
Salpetersäure (HNO₃)	0,25	0,54	0,004	0,01
Gesamt	2304,85	5081,33	123,12	271,44	Gesamt	169,40	37346	8,27	18,80
Ausgang	kg	Pfund	Mol	Pfund-Mol	Ausgang	kg	Pfund	Mol	Pfund-Mol
Eisenoxid (Fe₂O₃)	25,94	57,19	0,16	0,72	Eisenoxid (Fe₂O₃)	25,94	57,19	0,16	0,72
Ammoniumnitrat (NH₄NO₃)	74,16	163,57	0,93	2,04	Abwasser (H₂O)	0,00	0,00	0,00	0,00
Abwasser (H₂O)	2084,19	4594,86	255,27	255,27	Wasserdampf (H₂O)	135,97	299,77	7,55	16,65
Wasserdampf (H₂O)	118,18	260,54	14,47	14,47	Wasserstoff(H₂)	0,33	0,72	0,17	0,36
NO₂	2,34	5,17	0,05	0,11	CO₂	7,16	15,78	0,16	0,36
Gesamt	2304,85	5081,33	270,88	272,62	Gesamt	169,40	373,46	8,04	18,09
Gesamt-Eingang H₂O-Verbrauch	2193,59	4836,03	121,87	268,67	Gesamt-Eingang H₂O-Verbrauch	135,97	299,77	7,55	16,65
Gesamt-Ausgang H₂O	2202,37	4855,40	122,35	269,40	Gesamt-Ausgang H₂O	135,77	299,77	7,55	16,65

Da bei dem erfindungsgemäßen Verfahren weniger Wasser eingeleitet werden muss als beim Fällungsverfahren, wird weiterhin deutlich weniger Abwasser erzeugt. Beispielsweise werden nach Beispiel 5 135,97 kg (299.77 Pfund) Abwasser erzeugt, im Vergleich zu Beispiel 4, wo 2,2 Tonnen (4855 Pfund) Abwasser erzeugt werden. Außerdem ist das Abwasser aus dem erfindungsgemäßen Verfahren sauberer, da es praktisch keine Sulfate, Nitrate oder Chloride enthält.
Die 1 und 2 stellen Rasterelektronenmikroskop-Aufnahmen des nach den Beispielen 1 bzw. 6 hergestellten Katalysators dar. Bekanntlich kann die Teilchenform die physikalischen Eigenschaften des Katalysators beeinflussen, wie beispielsweise die Teilchenfestigkeit und die Abriebfestigkeit. Sphärische Teilchen haben meistens eine größere Teilchenfestigkeit und sind abriebfester als nicht-sphärische Teilchen. Die Teilchengröße kann Katalysatoreigenschaften, wie die Strömungsverteilung und den Druckabfall beeinflussen; für den technischen Betrieb werden Teilchen innerhalb eines relativ engen Bereichs bevorzugt. Wie in 2 dargestellt ist, hat der mit Eisenpulver hergestellte Katalysator eine praktisch sphärische Teilchenform und eine relativ enge Teilchengrößenverteilung. Zum Vergleich (1) hat der nach dem bekannten Fällungsverfahren hergestellte Katalysator unterschiedliche Formen und Teilchengrößen.
Der erfindungsgemäße Katalysator ist zur Verwendung im Fischer-Tropsch-Verfahren bestimmt und hat eine Zusammensetzung ähnlich der von bekannten F-T-Katalysatoren. Das Verfahren zur Herstellung des Katalysators verwendet jedoch weniger Wasser, erzeugt weniger Abwasser, ist effizienter und erzeugt ein fertiges Produkt, das praktisch frei von Verunreinigungen ist und das eine im Wesentlichen sphärische Teilchenform und eine relativ enge Teilchengrößenverteilung aufweist. Natürlich können die Zusammensetzung des Katalysators und die spezifischen Herstellungsbedingungen verändert werden, ohne dass der Rahmen dieser Entwicklung verlassen wird.

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Katalysators zur Konvertierung mindestens eines Bestandteils von Synthesegas, wobei der Katalysator 35 Gew.-% bis 70 Gew.-% Eisen und etwa 0,002 Gew.-% bis 40 Gew.-% eines Promotors enthält, wobei das Verfahren umfasst: a) Herstellung eines wässrigen Lösung einer organischen Säure; b) Zugabe von metallischem Eisen zu der sauren Lösung; c) Hindurchdrücken eines Oxidationsmittels durch die saure Lösung, bis das metallische Eisen verbraucht ist und eine Eisen-Aufschlämmung (iron slurry) gebildet wird; d) Mahlen der Eisen-Aufschlämmung auf eine mittlere Teilchengröße von weniger als 2 μm; e) Zugabe mindestens eines Promotors zu der gemahlenen Eisen-Aufschlämmung, um eine Produkt-Aufschlämmung zu erhalten, wobei der Promotor in einer solchen Konzentration zugegeben wird, dass die erhaltene Pro dukt-Aufschlämmung einschließlich des Promotors einen Feststoffgehalt zwischen 10% und 40% hat; f) Sprühtrocknen der Aufschlämmung, um Teilchen zu bilden; und g) Calcinieren der Teilchen, um den Katalysator zu bilden.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die organische Säure eine Carbonsäure mit mindestens einer sauren Carboxylgruppe und einem pKa-Wert bei Raumtemperatur von 0,5 bis 6 ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die organische Säure ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Ameisensäure, Essigsäure, Glykolsäure, Oxalsäure, Brenztraubensäure, Äpfelsäure, Propionsäure und Kombinationen davon.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das metallische Eisen als Pulver, Granulat, in Kugelform, als Späne oder in anderer Form mit einem mittleren Durchmesser von etwa 1 μm bis etwa 500 μm vorliegt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Promotor ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Kupfer, einem Alkalimetall, einem Erdalkalimetall und Kombinationen davon.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei das Alkalimetall ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Natrium, Kalium, Rubidium, Cäsium und Kombinationen davon.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei das Erdalkalimetall ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Magnesium, Calcium, Strontium, Barium und Kombinationen davon.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Aufschlämmung mit einem Drehscheiben-Zerstäuber sprühgetrocknet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Oxidationsmittel Luft, komprimierte Luft, Sauerstoff, Wasserstoffperoxid, ein organisches Peroxid, Ozon und eine Kombination davon ist.
Katalysator zur Konvertierung mindestens eines Bestandteils von Synthesegas, wobei der Katalysator nach einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9 hergestellt wird, und wobei der Katalysator 35 Gew.-% bis 70 Gew.-% Eisen und etwa 0,002 Gew.-% bis 40 Gew.-% eines Promotors enthält.
Katalysator nach Anspruch 10, wobei der Katalysator eine im wesentlichen sphärische Teilchenform und einen relativ kleinen Teilchengrößen-Verteilungsbereich hat.