JPS6352936B2 - - Google Patents

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JPS6352936B2
JPS6352936B2 JP55094054A JP9405480A JPS6352936B2 JP S6352936 B2 JPS6352936 B2 JP S6352936B2 JP 55094054 A JP55094054 A JP 55094054A JP 9405480 A JP9405480 A JP 9405480A JP S6352936 B2 JPS6352936 B2 JP S6352936B2
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Adoriaan Maria Buyuurusuma Mikaeru
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    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
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    • 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
    • C07C1/044Catalysts; their physical properties characterised by the composition containing a metal of group 8 or a compound thereof containing iron
    • 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
    • B01J23/74Iron group metals
    • B01J23/745Iron
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    • C07C1/0445Preparation; Activation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C07C2521/00Catalysts comprising the elements, oxides or hydroxides of magnesium, boron, aluminium, carbon, silicon, titanium, zirconium or hafnium
    • C07C2521/02Boron or aluminium; Oxides or hydroxides thereof
    • C07C2521/04Alumina
    • 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
    • C07C2521/10Magnesium; Oxides or hydroxides thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
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Description

【発明の詳細な説明】
本発明は、フイツシヤ−トロプシユ触媒の製造
法に関する。 一酸化炭素と水素との混合物を昇温昇圧下で触
媒と接触させることによる、該混合物からの炭化
水素の製造は、文献においてフイツシヤ−トロプ
シユによる炭化水素合成と呼ばれている。この目
的にしばしば用いられる触媒は、鉄属からの1種
またはそれ以上の金属を1種またはそれ以上の促
進剤と一緒に、および時に担体物質を含有する。
フイツシヤ−トロプシユ触媒の製造は、原理的
に、三つの方法で即ち沈澱により、溶融により、
または含浸により行なわれ得る。沈澱による触媒
の製造は、簡単に言えば、鉄属からの金属の塩の
水溶液(所望するなら、促進剤の塩および担体物
質が添加されていてもよい)をアルカリ性にして
触媒を沈澱させることにある。1種またはそれ以
上の促進剤および担体物質をこの沈澱物に添加し
てもよい。溶融による触媒の製造は、例えば、鉄
触媒の場合、酸化鉄を1種またはそれ以上の促進
剤の酸化物と溶融することにより行なわれる。沈
澱経路も溶融経路も、フイツシヤ−トロプシユ触
媒の製造にとつてあまり魅力的処理操作ではな
く、何故なら、それらの再現性が小さいからであ
る。沈澱経路は多くの時間を要し、一方溶融経路
は多くのエネルギーを要する、という付加的な不
利がある。さらに、溶融によりおよび沈澱により
製造された触媒の触媒性質、特に活性および安定
性は、しばしば不満足である。フイツシヤ−トロ
プシユ触媒の製造のためのはるかに一層魅力的な
処理操作は含浸経路である。含浸経路は、実施す
るのが容易であり、充分な再現性の結果を生じ、
そして一般に、高い活性および安定性を有する触
媒をもたらす。含浸経路は、簡単に言えば、多孔
質担体を、鉄属からの1種またはそれ以上の金属
の塩の1種またはそれ以上の水溶液および1種ま
たはそれ以上の促進剤の1種またはそれ以上の水
溶液で含浸し、次いでその複合体を乾燥、〓焼お
よび還元することにある。アルカリ金属類、アル
カリ土類金属類、第B族からの金属類、Ti、
Zr、Th、V、MnおよびCuの如く多くの元素が、
含浸により製造される触媒に適した促進剤であ
る。含浸により製造される触媒のための担体物質
として、無定形並びに結晶性物質が用いられ得
る。適当な担体は、とりわけ、シリカ、アルミ
ナ、ジルコニア、ソリア、ボリア、およびそれら
の組合わせ例えばシリカ−アルミナおよびシリカ
−マグネシア、およびさらにゼオライト類例えば
モルデナイト、フアウジヤサイトおよびゼオライ
ト−オメガである。 含浸法により製造されたフイツシヤ−トロプシ
ユ触媒を用いて、1.0より小さいH2/COモル比を
有するH2/CO混合物からの炭化水素の製造に関
する広範な研究を行なつた。上記変換において、
これらの触媒の挙動は、次の因子に大きく依存す
る、ということがわかつた: (1) 鉄属からの金属の性質および使用負荷、 (2) 促進剤の性質および使用負荷、 (3) 担体の性質、および (4) 使用温度処理。 含浸により製造されたそれらが100重量部のア
ルミナ当たり0.5−5重量部の銅、1−5重量部
のカリウム、30−75重量部の鉄および5−40重量
部のマグネシウムを含有しかつ700ないし1200℃
の温度で〓焼された場合、1.0より小さいH2/CO
モル比を有するH2/CO混合物の変換に非常に高
活性および非常に高安性である、ということがわ
かつた。これらの触媒は新規な触媒である。 本発明は、それ故、新規な触媒の製造法であつ
て、アルミナ担体を、銅の塩、カリウムの塩、鉄
の塩およびマグネシウムの塩の、1種またはそれ
以上の水溶液で含浸し、次いでその複合体を乾燥
し、700ないし1200℃の温度で〓焼し、そして還
元することにより、100重量部のアルミナ当り0.5
−5重量部の銅、1−5重量部のカリウム、30−
75重量部の鉄および5−40重量部のマグネシウム
を含有する触媒を製造する方法に関する。これら
の触媒は、出発物質として1.0より小さいH2/CO
モル比を有するH2/CO混合物を用いて炭化水素
を製造するために使用され得る。 上記の適用に本発明により製造された触媒が使
用される場合、好ましい触媒は、100重量部のア
ルミナ当たり40−60重量部の鉄および7.5−30重
量部のマグネシウムを含有するものである。さら
に、鉄およびマグネシウムに加えて、還元促進剤
および選択促進剤を含有する触媒が好ましい。適
当な還元促進剤は銅である。適当な選択促進剤
は、カリウムである。 触媒の製造において、金属塩は、1つまたはそ
れ以上の工程で担体上に沈着され得る。含浸工程
と含浸工程との間に、その物質は乾燥され、そし
て任意に〓焼される。1工程より多い工程での含
浸は、高い金属負荷を有する触媒の製造にとつて
必要であり得る。金属塩類は、別々にまたは1種
の溶液から一緒に、担体上に沈着され得る。金属
塩を担体上に沈着させる魅力的方法は、担体の孔
容積と実質的に同じである容積を有する関係する
塩の水溶液と担体とを接触させる乾燥含浸法
(dry impregnation technique)である。担体に
よる水溶液の収着は、その混合物を加熱すること
により容易にされ得る。この方法が高い金属負荷
を有する触媒の製造のために選択される場合、1
回より多い乾燥含浸を行なうことおよびそれらの
個々の含浸工程の間に該物質を乾燥すること、お
よび任意に該物質を〓焼することが必要であり得
る。700−1200℃の〓焼温度を用いる要件は、還
元の直ぐ前に行なわれる〓焼にのみ当てはまる。
一層多くの〓焼が触媒の製造の際例えば数回の含
浸工程の間に行なわれる場合、これらの〓焼は、
所望するなら、一層低い温度で行なわれ得る。還
元の直ぐ前に行なわれる〓焼は、好ましくは、
750−850℃の温度で行なわれる。触媒の製造は、
還元で終了される。この還元は、昇温において、
水素質のガス(hydrogenous gas)例えば水素と
窒素との混合物を用いて行なわれる。還元は、好
ましくは、250−350℃の温度で行なわれる。 本発明により製造された触媒は、1.0より小さ
いH2/COモル比を有するH2/CO混合物からの
炭化水素の製造に著しく適している。このような
H2/CO混合物は、炭素含有物質の水蒸気ガス化
により、非常に適当に製造され得る。このような
物質の例は、褐炭、無煙炭、コークス、粗製鉱油
およびそれらの留分、およびタールサンドおよび
ビチユ−メンシエールから製造された油である。
水蒸気ガス化は、好ましくは、900ないし1500℃
の温度および10ないし50バールの圧力で行なわれ
る。 本発明によるフイツシヤ−トロプシユ触媒を用
いる、1.0より小さいH2/COモル比を有する
H2/CO混合物からの炭化素の製造は、好ましく
は、200ないし350℃特に250ないし350℃の温度、
10ないし70バール特に20ないし50バールの圧力、
および500ないし5000特に500ないし2500Nlガ
ス/触媒/hの空間速度で行なわれる。本発明
による炭化水素の製造は、関係触媒の固定床また
は移動床が存在する垂直にそなえつけた反応器を
通じて、供給物を上向きまたは下向き方向で接触
させることにより、非常に適当に行なわれ得る。 本発明を、次の例を引用して説明する。 例 11種の触媒(A−Hおよび1−3)を製造し、
そしてフイツシヤ−トロプシユによる炭化水素合
成のための試験を行なつた。触媒の製造は、次の
塩類及び硝酸鉄、硝酸マグネシウム、硝酸銅およ
び硝酸カリウムの1種またはそれ以上含有する水
溶液でアルミナまたはシリカ担体を含浸すること
により行なつた。含浸はすべて、乾燥含浸法を用
いた。触媒の還元は、3:1の容量比のH2/N2
混合物を用いて、1.6m/sの見かけガス速度で
大気圧において行なつた。個々の触媒の製造につ
いての詳細を下記に示す。 触媒A この触媒は、アルミナ担体を最初Mg(NO32
溶液で含浸し、次いで120℃で乾燥し、そして400
℃で2時間〓焼し、その後、Fe(NO33、Cu
(NO32およびKNO3の溶液で含浸し、次いで120
℃で乾燥し、400℃で2時間〓焼し、そして280℃
で還元することにより製造した 触媒B この触媒の製造は触媒Aの製造と実質的に同じ
ようにして行なつたが、400℃での第2〓焼後さ
らに〓焼を800℃で行なつたことが異なる。 触媒C この触媒の製造は触媒Aの製造と実質的に同じ
ようにして行なつたが、第2含浸においてFe、
CuおよびKの一層高濃度を有する溶液を用いた
こと、および第2〓焼を650℃で16時間行なつた
ことが異なる。 触媒D この触媒は、アルミナ担体をMg(NO32、Fe
(NO33、Cu(NO32およびKNO3の溶液で含浸
し、次いで120℃で乾燥し、400℃で2時間〓焼
し、そして280℃で還元することにより製造した。 触媒E この触媒の製造は触媒Dの製造と実質的に同じ
ようにして行なつたが、Fe、CuおよびKの一層
高濃度を有しかつMgを含有しない溶液を用いた
こと、および〓焼を800℃で14時間行なつたこと
が異なる。 触媒F この触莫の製造は触媒Dの製造と実質的に同じ
ようにして行なつたが、シリカを担体として用い
たこと、Fe、CuおよびKの一層高濃度を有する
溶液を用いたこと、および〓焼を800℃で14時間
行なつたことが異なる。 触媒G この触媒の製造は触媒Dの製造と実質的に同じ
ようにして行なつたが、Mg、Fe、CuおよびKの
一層高濃度を有する溶液を用いたこと、および〓
焼を800℃で14時間行なつたことが異なる。 触媒H この触媒の製造は触媒Aの製造と実質的に同じ
ようにして行なつたが、還元を400℃で行なつた
ことが異なる。 触媒1 この触媒の製造は触媒Aの製造と実質的に同じ
ようにして行なつたが、第2含浸においてFe、
CuおよびKの一層高濃度を有する溶液を用いた
こと、第2〓焼を800℃で16時間行なつたこと、
および還元を325℃で行なつたことが異なる。 触媒2 この触媒の製造は触媒Aの製造と実質的に同じ
ようにして行なつたが、第1含浸においてMgの
一層高濃度を有する溶液を用いたこと、第2含浸
においてFe、CuおよびKの一層高濃度を有する
溶液を用いたこと、第2〓焼を800℃で16時間行
なつたこと、および還元を300で行なつたことが
異なる。 触媒3 この触媒の製造は触媒Aの製造と実質的に同じ
ようにして行なつたが、第1含浸工程後の〓焼を
省いたこと、第2含浸においてFe、CuおよびK
の一層高濃度を有する溶液を用いたこと、第2含
浸後の〓焼を800℃で16時間行なつたこと、およ
び還元を325℃で行なつたことが異なる。 触媒の組成を表Aに示す。
【表】 出発物質としての0.5のH2/COモル比を有する
合成ガスからのフイツシヤ−トロプシユによる炭
化水素合成についての触媒A〜H並びに2および
3の試験は、50mlの容量を有する触媒床を含有す
る250ml反応器中で行なつた。該実験は、280℃の
温度、30バールの圧力、および1000Nl・l-1・h-1
の空間速度で行なつた。 これらの実験の結果を表Bに示す。
【表】
【表】 触媒1は、出発物質としての0.6のH2/COモル
比を有する合成ガスからのフイツシヤ−トロプシ
ユによる炭化水素合成について、3150時間試験さ
れた。その実験(実験11)は実験1−10と実質的
に同じようにして行なつたが、一層長時間実験を
続行し、その間温度および空間速度を変えたこと
が異なる。実験11の結果および使用反応条件を表
C示す。
【表】 表BおよびCに記載の実験のうち、実験9−11
のみ、本発明により製造された触媒を用いて行な
われた。これらの実験において、該触媒は、非常
に高活性および非常に高安定性の両方を示した。
実験1−8は、本発明の範囲外にある触媒を用い
て行なわれた。それらは、比較のために記載され
たものである。 触媒A、D、およびHの鉄含有率はあまりにも
低く、かつこれらの触媒が〓焼された温度はあま
りにも低かつた。実験1、4および8の結果は、
これらの触媒が低活性を有することを示してい
る。 触媒B、E、FおよびGは、それぞれ、あまり
にもわずかしか鉄を含有せず、マグネシウムを含
有せず、アルミナを含有せず、およびあまりにも
多くマグネシウムを含有していた。実験2、5、
6および7の結果は、これらの触媒が低活性を有
することを示している。 触媒Cが〓焼された温度はあまりにも低かつ
た。実験3の結果は、この触媒が実際に高活性を
有するが非常に低安定性を有することを示してい
る。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 アルミナ担体を、銅の塩、カリウムの塩、鉄
    の塩およびマグネシウムの塩の、1種またはそれ
    以上の水溶液で含浸し、次いでその複合体を乾燥
    し、700ないし1200℃の温度で〓焼し、そして還
    元することにより、100重量部のアルミナ当たり
    0.5−5重量部の銅、1−5重量部のカリウム、
    30−75重量部の鉄および5−40重量部のマグネシ
    ウムを含有する触媒を製造する、ことを特徴とす
    るフイツシヤートロプシユ触媒の製造法。 2 100重量部のアルミナ当たり40−60重量部の
    鉄および100重量部のアルミナ当たり7.5−30重量
    部のマグネシウムを含有する触媒を製造する、こ
    とを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の方
    法。
JP9405480A 1979-07-13 1980-07-11 Manufacture of fischerrtropsch catalyst Granted JPS5621647A (en)

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