JP2012501815A - 水素及び一酸化炭素を含むガスからアルコールを生産するための二金属mo/co触媒 - Google Patents

水素及び一酸化炭素を含むガスからアルコールを生産するための二金属mo/co触媒 Download PDF

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Abstract

例えば合成ガスのような、水素と一酸化炭素とを含む混合気体からアルコールを生産するための担持された触媒は、モリブデンとコバルトとの分子比を約2:1乃至約1:1、好ましくは約1.5:1として、コバルトとアルカリ金属分子との比を約1:0.08乃至約1:0.30、好ましくは約1:0.26乃至0.28として、モリブデン、コバルト、及び、プロモータアルカリ又はアルカリ土類金属の酸化物又は塩を含浸させた粒状不活性多孔質触媒基材の前駆物質から作られる。触媒は、還元環境において約600℃乃至約900℃、好ましくは約800℃で触媒前駆体材料を還元することによって「活性化」される。アルコールは、少なくともCOとHとを3:1乃至1:1の比率で含むガス混合物に、約240℃乃至約270℃で、1000乃至1200psiの圧力下において、触媒を含む反応器を通過させることによって得られる。
【選択図】なし

Description

関連出願の相互参照
本出願は、2008年7月3日に提出した米国仮特許出願第61/078,042号の優先権を主張する。
本発明は、最終的にアルコールを生成するためにCO及びHなどのガス成分の反応を容易にするのに特に有用な触媒の分野、及び、それらの調製及び使用に関する。米国特許第4825013号、第4752622号、第4882360号、第4831060号、第4752623号、第4607055号、第4607056号及び第4661525号が典型である。
本発明は、担持された触媒の前駆物質、担持された触媒、及び、そのような触媒の生産方法、並びに、それらの触媒を用いて、例えば合成ガスのような水素と一酸化炭素とを含む混合気体からアルコールを生産する方法に及ぶ。担持された触媒の前駆物質は、コバルトとモリブデンのモル比が約2:1乃至約1:1、好ましくは約1.5:1であり、アルカリ金属とコバルトのモル比が約1:0.08乃至約1:0.30、好ましくは約1:0.26乃至0.28で、モリブデン、コバルト、並びに、プロモータアルカリ又はアルカリ土類金属の酸化物又は塩を担持する粒状不活性多孔質触媒基材で構成される。
使用した塩が、その系の触媒作用、反応器、及び/又は、触媒反応の生成物を損なう生成物を生じることなく還元できる場合を除いて、触媒前駆体は、好ましくは、モリブデン、コバルト、及び、上記比率のプロモータ金属の塩を多孔質触媒支持材料に含浸させ、担持された塩を酸化物へ焼成することによって形成される。
触媒は、約600℃から約900℃、好ましくは800℃の還元条件において触媒前駆体材料を還元することによって、形成又は「活性化」される。
アルコールは、少なくともCO及びHを含むガス混合物を、約240℃乃至約270℃及び1000乃至1200psiの圧力で、触媒を含む反応器を通過させることによって生産される。
/CO比率は、1:1から3:1まで様々であり、好ましくはおよそ1乃至1.5:1、最も好ましくはおよそ1:1である。アルコールの収率は、メタノールと高アルコール(C OH)の比率が約0.9乃至1.0で、140乃至175g/kg.cat hに達し得る。生物資源ガス化物から合成ガスを生成する場合、乾燥した生物資源1トン当たり115ガロンのアルコールを生産することができる。これは、炭素利用率が67%であり、使用可能な発酵プロセスよりも高い。
本発明のこれら及びその他の目的、特徴並びに長所は、下記好ましい実施形態の説明を参照することによってさらに完全に理解及び認識されるであろう。
好ましい実施形態の説明
触媒
触媒前駆体調製
好ましい実施形態において、モリブデン、コバルト、並びに、アルカリ又はアルカリ土類金属プロモータの塩は、多孔性不活性基材材料に順次装填される。モリブデン酸アンモニウムテトラハイドレードは好ましいモリブデン塩である。硝酸コバルトは好ましいコバルト塩である。最も好ましいプロモータはセシウムであり、セシウム蟻酸塩は好ましいセシウム塩である。
触媒基材として適切な例示的多孔性不活性材料は、粉末状、粒状、さもなければ、特殊化された炭素、二酸化チタン、二酸化ジルコニウム及びアルミナを含む。現在のところの好ましい基材は、アルミナ(Al)であり、好ましくは球状粒子の形態であり、約1.5から約2.0ミリメートル(平均径)、好ましくは約1.8ミリメートルの粒子径、1立方ミリメートル当たり約0.63グラムの密度、1グラム当たり約210mの表面積、及び、1グラム当たりの約0.75立方ミリメートルの細孔容積を有する。
触媒に用いるモリブデンとコバルトとプロモータ金属とのモル比は下記の通りである。
1乃至2:1:0.08乃至0.30、好ましくはおよそ1.5:1:0.26乃至0.28
アルミナを基材として用いる場合、約5.7乃至約11.4重量%のMo(Alに対するMoの重量を基準とする)を基材の上に載せて、基材中にある程度含浸させる。言いかえれば、基材100グラム当たり、約5.7から約11.4グラムのモリブデンを載せる。好ましくは、8.5乃至10重量%のモリブデンを基材の上に載せる。その他の塩は比例的に載せて上記分子比を得る。
3つの金属塩はそれぞれ、それ自身の水溶液に溶解させる。使用した基材の量に載せる必要量の塩を、その量の使用した基材が吸収する水の容積とほぼ同じ量の水に溶解させる。
好ましくは、まず、モリブデン酸アンモニウム溶液を基材に含浸させる。それを60℃で4時間、次いで、110℃で一晩乾燥させる。次いで、硝酸コバルト溶液を塗布し、同じ方法で基材を乾燥させる。モリブデン塩及びコバルト塩を基材に含浸させた後、その系を空気中において350℃で4時間焼成する。これによって金属塩が酸化物に変換される。この酸化物は、以下に示すように、反応器における還元によって順次その場で活性化される。
次いで、基材及びモリブデン−コバルトの混合物にセシウム塩を含浸させる。この系を同じ方法で再乾燥させる。蟻酸塩は、触媒及び反応器を損なう生成物を生じさせずに直接的に還元できる塩の例である。活性化の熱及び還元が、水及び抜け出す二酸化炭素を伴って、金属蟻酸塩を元素金属又は金属水素化物に還元するので、これは触媒活性化の前にセシウム蟻酸塩を焼成することは不要である。この水及び二酸化炭素は、反応器/触媒系又は触媒反応によって得られるアルコールを汚染しない。
触媒前駆体活性化
触媒前駆体は使用前に活性化する必要がある。触媒前駆体−基材の混合物をアルコールの生産に用いる反応器内に入れる。触媒前駆体/基材の混合物を、反応器中において、約600℃乃至約900℃、好ましくは約800℃で、ほぼ大気圧で、3/2の容積比の窒素と水素の気流下において加熱する。この処理を、約3時間乃至約10時間、好ましくは約5時間継続する。使用する還元ガス混合物の流速は、触媒前駆体と基材の混合物(15cc/分/ccの触媒前駆体基材)1cc当たり、1分当たりおよそ15ccである。この活性化工程の後に、触媒は、反応系に合成ガスを導入するの不活性ガス環境を用いて保護される。
理論に拘束されるものではないが、コバルト酸化物、酸化モリブデン及びセシウム蟻酸塩は、それによって、元素金属、及び/又は、金属水素化物又は合金に還元されると考えられる。したがって、得られる触媒は、約2乃至1:1:0.08乃至0.30、好ましくは約1.5:1:0.26乃至0.28の元素比で、元素のモリブデン、コバルト又は合金、並びに、アルカリ又はアルカリ土類金属及び/又はその水素化物を含む。この触媒は、アルミナなどの多孔性で、不活性の特殊化された材料に担持される。
この態様で触媒活性化を完了すれば、触媒及び反応器は使用可能な状態である。
反応器運転
水素及び一酸化炭素を含む混合気体を、以下の運転条件下の反応器を通過させる。商業上のガス化操作においては、熱、及び、一般的には過熱蒸気の存在下で塊を含む炭素の嫌気性分解によって生産された合成ガス混合物を用いることが好ましい。ガス状混合物中の一酸化炭素と水素の比率は、好ましくは約1乃至1.5:1である。
反応器は、約240℃乃至約270℃、好ましくは最高260℃の比較的低温で運転する。理論上は高圧が必要であるが、工程のコストを考慮して、例えば、約1000乃至約1200psigの低圧を使用することが好ましい。使用するガスの時間毎空間速度(GHSV)は、約4000乃至約6000h−1である。温度が低いほど及び圧力が高いほど、このプロセスにおいてより多くのアルコールが生成される。
実施例
表1−6に記載されている以下の実施例は、本発明の触媒によって達成された結果、及び、触媒の活性及びアルコールに対する反応選択性についてのCo、Mo及びCsを載せること及び比率の効果を示している。すべての実施例において、ガスを含む反応物が反応器を1回通過することをベースとして実験を行った。商業運転において行われるようなガスの再利用は行わなかった。
表中のアルコール/BDT(絶乾生物資源のトン)のガロンの計算を以下のように行った。
1.試験時間中に系中に導入されたCOのモル(A)を測定した。
2.反応器から排出されたCO(B)のモルを測定した。
3.試験中に生産されたアルコールのガロン(G)を測定した。
4.G/[A−B]によって、変換された炭素(COとして)アルコール/モルのガロンがわかる。
5.商業上のプロセスでは、反応器を通過するガスを再利用することによって、生物資源の1トンに由来する一酸化炭素が最終的にはすべて変換されると仮定される。
6.従って、経験に基づいて、1トンのガス化された乾燥生物資源(BDT−絶乾トン)からCOとしての667ポンドの炭素が生産されるだろうと仮定して、G/[A−B]の比を用いて、炭素の量に由来するアルコールのガロンが計算できる。この計算は、1BDTの生物資源(湿気及び灰を含まない)が通常1000ポンドの炭素を含むので、ガス化装置の理論的効率が66.7%であると仮定している。
表の第2欄中の「COの変換%」は、反応器を通過することによって他の生成物に変換されたCOの重量パーセントを意味する。
第3欄中の「アルコールの選択性Cモル%」は、示されているアルコールに変換された炭素のモル%を意味する。
1.同じ式の触媒を用いた結果
試験触媒:使用した触媒は、Mo:Co:Cs比が1:1:0.27である。Moを5.7重量%で好ましいアルミナ基板に装填した(アルミナ基板100グラム当たり5.7グラムのMo)。
試験条件
温度:265℃
圧力:1200psi
GHSV:4269−4321h−1
合成ガス:CO/H=1:1
試験時間:反応が安定した後、その試験を5時間又は60時間のいずれかにわたって行った。
コンデンサ:
#1、(60時間の運転の)最初の21時間に回収した液体生成物
#2、(60時間の運転の)最後の13時間に回収された液体生成物
表1 5時間の試験及び60時間の試験についての結果概要
Figure 2012501815
*5時間にわたって試験した触媒の同じ調合物
**60時間の運転の後に5時間にわたって試験した同じ触媒
表1の結果から、最初の21時間により高い変換率及び選択性が得られ、その後に、徐々に反応が安定化したことが示された。反応系を中断して再開した場合、変換率及び選択性(列5、表1)のいずれもが、先のレベルと同等又はより高くなった。これによって試験期間中に触媒が非活性化されないことが示された。
上記実験結果に基づいて、表1の結果についての平均G値及びアルコール生産性は以下のようである。
アルコール生産性:119.9g/kgcat.h
G値:95.6ガロン/BDT
2.触媒活性及びアルコール選択性に対するCo添加の効果
試験触媒:
使用するMoの量を変化させて様々なMo:Co比を与えた
5.7重量%のMoを好ましいアルミナ基板の上に載せ、2.2重量%のCsを載せた
試験条件
示されているもの以外は、温度:260℃乃至272℃、圧力:1200Psi、GHSV:4300h−1である。
合成ガス:CO/H=1:1
試験時間:5時間
表2 触媒の活性及びアルコール選択性に対するCo添加による効果
Figure 2012501815

*温度:321℃、#239℃、GHSV:5980h−1、−−−トレース
5.7重量%のMo及び2.2重量%のCsを含む(Coを含まない)触媒は、260℃乃至270℃の温度の全域で活性でない。それは320℃のはるかに高温において17%のCO転化率を有していたが、極微量のみのアルコールが生成物中に存在していた。Co添加を1.75重量%まで増加させると、両方の活性及びアルコールの選択性が明らかに上昇した。添加を3.5重量%に増加すると、アルコール生産性が120g/kgcat.hに達し、アルコール(G値)の収率が、90ガロン/BDTに達した。Coを5.3重量%に増加すると、活性及び選択性のいずれもが低下した。
3.触媒活性及びアルコール選択性に対するMo添加の効果
試験触媒:使用するMoの量を変化させて様々なMo:Co比にした。3.5重量%のCoを好ましいアルミナ基板に載せ;2.2重量%のCsを載せた。
試験条件
示されているもの以外は、温度:241℃乃至255℃、圧力:1200psi、GHSV:5759乃至6000h−1であった。
合成ガス:CO/H=1:1
試験時間:5時間
表3 触媒の活性及びアルコール選択性に対するMo添加の効果
Figure 2012501815

*GHSV:4127h−1
載せるMoの重量%を0から17.1%まで変化させると、初めに反応選択性及びアルコール生産がMo添加の増加につれて上昇し、11.4重量%のMo添加時に最高水準に達した。約11.4%より高くなると、選択性及び生産量がMo添加の持続的増加につれて低下した。Moを含まない触媒は、同じ温度及び圧力においても、また、さらに低いGHSV及びより高い温度でも活性ではなかった。したがって、Mo及びCoの両者、又は、これらの合金は、適用した条件において触媒が活性となるために重要な役割を果たす。
4.触媒の活性及び反応選択性に対するMo/Co比の効果
試験触媒:触媒に対するMoの比率を変化させた。2.2重量%のCsを基材の上に載せた。
試験条件
示されているもの以外は、温度:250℃、圧力:1200psi、GHSV:4330h−1であった。
合成ガス:CO/H=1:1
試験時間:5時間
表4 触媒能力に対するMo/Co比の効果
Figure 2012501815

*温度:221℃
Mo、Coの両方の添加、及び、Mo/Coの比は、触媒能力に影響する。Mo又はCoのいずれかを含まない触媒が適用した条件において活性でないという事実は、MoとCoとのある合金が基材の表面に形成されており、これがおそらく支持されている金属の活性触媒状態であることを示している。
5.合成ガスからアルコールを合成するMo/Co/Cs/Alのパフォーマンスに対するCs添加の影響
使用した触媒:Mo、Co添加量は、基材に対して8.5重量%、3.5重量%である。
Cs添加を基材に対して0乃至3.6重量%まで様々である。
試験条件
試験温度:237−250℃
圧力:1200pisg
GHSV:6000h−1
合成ガス:CO/H=1:1
試験時間:5時間
表5 合成ガスからアルコールを合成することにおけるMo/Co/Cs/Alの能力に対するCsの効果
Figure 2012501815
アルコールに対する反応の選択性は、Csの増加と共に増加し、0.73%乃至2.2%のCsを添加するときに最適化される。これらのレベルを越えてCs添加を増やし続けると、選択性及びアルコールの生産が低下するであろう。Cs添加が0.73%乃至2.2%であるときに、G値は、生物資源の97.6乃至106.6ガロン/BDTである。
6.Cs添加の機能として得られたアルコールの分布
表6は、上記表5に示されている試験から得られたアルコールの分布を示している。
表6 Cs添加の機能として得られたアルコールの分布

Figure 2012501815
メタノール選択性はCs添加の増加につれて減少するが、エタノール及び他の高級アルコールはCsの添加量が増えるにつれて増加する。これは、ベースのプロモータが高級アルコールの選択性を増大させるであろうことを示した。選択性及び液体中のアルコール分布を組み合わせて、最も高い可変マージン(VM)は、Cs添加が2.2重量%のときの1ガロン当たり1.71ドルである。可変マージンは、原材料コストと生産したアルコールの売却価格との差である。以下の販売価格(メタノール$1.50/ガロン、エタノール$2.30/ガロン、プロパノール及び高級アルコール$3.00/ガロン)を加重平均販売価格計算に用いた。使用する原料コストは、乾燥物1トン当たり35ドルの生物資源の価格における、生物資源から、水素と一酸化炭素とを含む合成ガスへの熱変換を想定している。
前記のものが本発明の好ましい実施形態であること、及び、等価物の理論を含む特許法の原理に従って解釈及び適用されるように以下の特許請求の範囲内で様々な変更及び修正をなすことができることは、当然に理解される。

Claims (16)

  1. およそ2乃至1:1:0.08乃至0.30の元素比で、特殊化された多孔性不活性材料に担持された、モリブデン、コバルト、又は、これらの合金、並びに、アルカリ又はアルカリ土類金属及び/又はこれらの水素化物を具えることを特徴とする担持された触媒。
  2. 前記元素比が約1.5:1:0.26乃至0.28であることを特徴とする請求項1に記載の担持された触媒。
  3. 前記基材が、特殊化された炭素、二酸化チタン、二酸化ジルコニウム及びアルミナの1つであることを特徴とする請求項2に記載の担持された触媒。
  4. 前記基材がアルミナ(Al)であることを特徴とする請求項3に記載の担持された触媒。
  5. 前記アルミナが球状粒子の形態であり、約1.5乃至約2.0ミリメートルの粒子サイズ(平均直径)、1立方ミリメートル当たり約0.63グラムの密度、1グラム当たり約210mの表面積、及び、1グラム当たり約0.75立方ミリメートルの細孔容積を有することを特徴とする請求項4に記載の担持された触媒。
  6. アルミナの粒子サイズが約1.8ミリメートルであることを特徴とする請求項5に記載の担持された触媒。
  7. 前記アルカリ又はアルカリ土類金属がセシウムであることを特徴とする請求項1に記載の担持された触媒。
  8. 前記基材に担持された約5.7乃至約11.4重量%のMoを具えることを特徴とする請求項1に記載の担持された触媒。
  9. 前記基材に担持された約1.75乃至約3.5重量%のCoを具えることを特徴とする請求項8に記載の担持された触媒。
  10. 前記担体に担持された約8.5乃至約10重量%のモリブデンを具えることを特徴とする請求項1に記載の担持された触媒。
  11. 前記担体に対して約0.73乃至約2.9重量%で前記基材の上に載せられたCsを具えることを特徴とする請求項1に記載の担持された触媒。
  12. 前記担体に対して約0.73乃至約2.2重量%で前記基材に載せられたCsを具えることを特徴とする請求項1に記載の担持された触媒。
  13. MoとCoとアルカリ又はアルカリ土類金属とが約2乃至1:1:0.08乃至0.30の元素比で、特殊化された多孔性不活性材料に担持された、モリブデンの塩又は酸化物、コバルト、並びに、アルカリ又はアルカリ土類金属プロモータを具えることを特徴とする担持された触媒のための前駆物質。
  14. MoとCoとアルカリ又はアルカリ土類金属とが約2乃至1:1:0.08乃至0.30の元素比で、モリブデンの塩又は酸化物、コバルト、並びに、アルカリ又はアルカリ土類金属プロモータを担持する特殊化された多孔性不活性材料を、還元雰囲気中において約600℃乃至約900℃の温度に約3時間乃至約7時間加熱するステップを具えることを特徴とする担持された触媒の生産方法。
  15. MoとCoとアルカリ又はアルカリ土類金属とが約2乃至1:1:0.08乃至0.30の元素比で、モリブデンの塩とコバルトの塩とアルカリ又はアルカリ土類金属のプロモータの塩とを特殊化された多孔性不活性材料に含浸させるステップと、
    少なくともMo及びCoを含浸させた塩を焼成し、得られた材料を還元雰囲気において約600℃乃至約900℃の温度に約3時間乃至約10時間加熱するステップと、
    を具えることを特徴とする担持された触媒の生産方法。
  16. 水素と一酸化炭素とを含むガスからアルコールを生産する方法であって、
    約240乃至約270℃の温度、約1000乃至約1200psigの圧力下、及び、約4000から約6000h−1のガス時間毎空間速度において、特殊化された多孔性不活性材料に担持されたモリブデン元素、コバルト元素、並びに、アルカリ又はアルカリ土類金属及び/又はそれらの水素化物を約2乃至1:1:0.08乃至0.30の元素比で含む担持された触媒を含む反応器に、ガスを通過させるステップと、を具えることを特徴とする方法。
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Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2233207A1 (en) * 2009-02-27 2010-09-29 Basf Se Process for the preparation of metal-carbon containing bodies
US10279328B2 (en) 2009-02-27 2019-05-07 Basf Corporation Process for the preparation of metal-carbon containing bodies
US20110207972A1 (en) * 2010-02-23 2011-08-25 Battelle Memorial Institute Catalysts and processes for the hydrogenolysis of glycerol and other organic compounds for producing polyols and propylene glycol
US8937202B2 (en) 2010-02-23 2015-01-20 Battelle Memorial Institute Processes and systems for the production of propylene glycol from glycerol
US8580152B2 (en) 2010-04-13 2013-11-12 Ineos Usa Llc Methods for gasification of carbonaceous materials
US8585789B2 (en) 2010-04-13 2013-11-19 Ineos Usa Llc Methods for gasification of carbonaceous materials
US8999021B2 (en) 2010-04-13 2015-04-07 Ineos Usa Llc Methods for gasification of carbonaceous materials
WO2012067765A1 (en) * 2010-11-19 2012-05-24 Dow Global Technologies Llc Low cobalt concentration cobalt molybdenum sulfide catalysts for alcohol production from synthesis gas
WO2012143131A1 (en) 2011-04-19 2012-10-26 Saudi Basic Industries Corporation Carbon supported cobalt and molybdenum catalyst
GB201109376D0 (en) * 2011-06-06 2011-07-20 Johnson Matthey Plc Water-gas shift catalyst
WO2013007345A1 (en) * 2011-07-08 2013-01-17 Saudi Basic Industries Corporation Improved carbon supported cobalt and molybdenum catalyst and use thereof for producing lower alcohols
US8815963B1 (en) * 2013-11-04 2014-08-26 Auxilium Green, LLC Catalyst composition formulated for synthesis of alcohols and method of preparing the same
AU2019219056B2 (en) * 2018-02-09 2024-04-18 Bp P.L.C. Fischer-Tropsch process, supported Fischer-Tropsch synthesis catalyst and uses thereof

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6147429A (ja) * 1984-07-30 1986-03-07 ザ ダウ ケミカル カンパニー 合成ガスからのアルコールの製造方法
US4661525A (en) * 1984-03-28 1987-04-28 Texaco Inc. Process for producing lower aliphatic alcohols
JPS62186946A (ja) * 1986-02-04 1987-08-15 コ−ル・インダストリイ(パテンツ)リミテツド 触媒及びその使用方法
JPH06246135A (ja) * 1993-02-24 1994-09-06 Mitsui Mining Co Ltd 亜酸化窒素ガスの処理方法
JPH09150059A (ja) * 1995-11-30 1997-06-10 Cosmo Sogo Kenkyusho:Kk 炭化水素油用水素化脱硫触媒の製造方法
JP2009533431A (ja) * 2006-04-13 2009-09-17 ダウ グローバル テクノロジーズ インコーポレイティド 改善された炭素価の使用を伴う混合アルコール合成

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5881441A (ja) * 1981-11-11 1983-05-16 Nippon Shokubai Kagaku Kogyo Co Ltd 排ガス浄化用触媒の製法
US4752623A (en) 1984-07-30 1988-06-21 The Dow Chemical Company Mixed alcohols production from syngas
US4882360A (en) 1984-07-30 1989-11-21 The Dow Chemical Company Process for producing alcohols from synthesis gas
US4752622A (en) * 1984-07-30 1988-06-21 The Dow Chemical Company Process for producing alcohols from synthesis gas
US4831060A (en) 1984-07-30 1989-05-16 The Dow Chemical Company Mixed alcohols production from syngas
US4825013A (en) 1984-11-05 1989-04-25 The Dow Chemical Company Preparation of ethanol and higher alcohols from lower carbon number alcohols
US4607056A (en) 1985-07-03 1986-08-19 Texaco Inc. Mixed aliphatic alcohol production
US4607055A (en) 1985-07-03 1986-08-19 Texaco Inc. Aliphatic alcohol production
US7452844B2 (en) * 2001-05-08 2008-11-18 Süd-Chemie Inc High surface area, small crystallite size catalyst for Fischer-Tropsch synthesis
CN1259393C (zh) * 2003-10-24 2006-06-14 中国石油化工股份有限公司 一种加氢处理催化剂及其制备方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4661525A (en) * 1984-03-28 1987-04-28 Texaco Inc. Process for producing lower aliphatic alcohols
JPS6147429A (ja) * 1984-07-30 1986-03-07 ザ ダウ ケミカル カンパニー 合成ガスからのアルコールの製造方法
JPS62186946A (ja) * 1986-02-04 1987-08-15 コ−ル・インダストリイ(パテンツ)リミテツド 触媒及びその使用方法
JPH06246135A (ja) * 1993-02-24 1994-09-06 Mitsui Mining Co Ltd 亜酸化窒素ガスの処理方法
JPH09150059A (ja) * 1995-11-30 1997-06-10 Cosmo Sogo Kenkyusho:Kk 炭化水素油用水素化脱硫触媒の製造方法
JP2009533431A (ja) * 2006-04-13 2009-09-17 ダウ グローバル テクノロジーズ インコーポレイティド 改善された炭素価の使用を伴う混合アルコール合成

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JPN6013021771; JUN BAO ET AL: 'A highly active K-Co-Mo/C catalyst for mixed alcohol synthesis from CO + H2' CHEM. COMMUN. No.6, 20030306, p.746-747 *

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