KR20120131852A - Preparing method of Catalysts for the Fischer-Tropsch synthesis - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A manufacturing method of a fisher-tropsch reactive catalyst is provided to increase the activity of the catalyst by easily transferring resultant products and reactive products on the surface of the catalyst. CONSTITUTION: A manufacturing method of a fisher-tropsch reactive catalyst includes the following steps: a precursor solution of a reforming agent is impregnated into a support, and the impregnated product is dried and plasticized to reform the surface of the support; a cobalt precursor solution is impregnated on the surface reformed support, and the impregnated product is dried and plasticized to immerse cobalt; an enhancer precursor solution is impregnated on the cobalt carried support, and the impregnated product is dried and plasticized to become a catalyst; the catalyst is washed with a polar solvent to prepare suspension in which catalyst particles and microparticles of 10um or less separated from the surfaces of the catalyst particles are floated; and the catalyst particles are precipitated to remove the microparticles.

Description

피셔-트롭쉬 반응용 촉매의 제조방법{Preparing method of Catalysts for the Fischer-Tropsch synthesis}Preparation method of catalysts for the Fischer-Tropsch synthesis}

본 발명은 합성가스(syngas)를 이용하여 액체탄화수소를 제조하기 위한 피셔-트롭쉬 반응용 촉매의 제조방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a method for preparing a Fischer-Tropsch reaction catalyst for producing liquid hydrocarbons using syngas.

최근의 급변하는 유가 상승 문제에 대처하기 위한 대안책으로서 각광 받고 있는 GTL(Gas-to-Liquids) 기술의 개발에 있어서 피셔-트롭쉬(Fischer-Tropsch, F-T) 반응용 촉매의 개선은 GTL 기술의 경쟁력 향상과 직결되고 있다. 특히, F-T 반응용 촉매의 개선에 따라서 GTL 공정의 열효율 및 카본 활용 효율을 향상시킬 수 있으며 F-T 반응 공정을 최적화하여 설계할 수도 있게 된다. 이와 같은 F-T 반응을 위해서는 철, 코발트 계열 등의 촉매가 주로 사용되는데, 코발트 계열 촉매의 특징은 철 계열 촉매에 비해 200 배 이상 고가인 단점이 있으나, 높은 활성과 긴 수명 그리고 이산화탄소 생성이 낮으면서 액체 파라핀계 탄화수소의 생성 수율이 높은 장점을 지니고 있다. 그러나, 고온에서는 메탄을 다량 생산하는 문제가 있어 저온 촉매로만 사용이 가능하며, 고가의 코발트를 사용하기 때문에 알루미나, 실리카, 티타니아 등의 고표면적의 안정적인 지지체 위에 잘 분산시켜야 하며, 소량의 Pt, Ru, Re 등의 귀금속 조촉매가 추가로 첨가된 형태로 사용되고 있는 실정이다. 철 계열 촉매의 특징은 F-T 촉매 중 가장 저가이고, 고온에서 메탄 생성이 낮고, 탄화수소 중 올레핀의 선택성이 높고, 제품은 연료로의 용도 이외에 경질 올레핀이나 알파올레핀으로서 화학 산업 원료로 사용되며, 탄화수소 이외에도 알코올, 알데히드, 케톤 등의 부산물이 많이 생성된다.The improvement of the catalyst for Fischer-Tropsch (FT) reactions in the development of Gas-to-Liquids (GTL) technology, which is in the spotlight as an alternative to cope with the recent rapidly rising oil price problem, is a competitive advantage of the GTL technology. It is directly related to the improvement. In particular, according to the improvement of the catalyst for the F-T reaction can improve the thermal efficiency and carbon utilization efficiency of the GTL process, it is also possible to optimize the design of the F-T reaction process. Iron and cobalt-based catalysts are mainly used for the FT reaction, but the characteristics of the cobalt-based catalysts are 200 times more expensive than iron-based catalysts, but they have high activity, long life, and low carbon dioxide. The yield of paraffinic hydrocarbons is high. However, at a high temperature, there is a problem of producing a large amount of methane, so it can be used only as a low temperature catalyst. Since expensive cobalt is used, it must be well dispersed on a high surface area stable support such as alumina, silica, and titania. It is a situation that is used in the form of addition of a noble metal promoter, such as, Re. Iron-based catalysts feature the lowest cost of FT catalysts, low methane production at high temperatures, high selectivity of olefins in hydrocarbons, and products are used as raw materials for the chemical industry as light olefins or alpha olefins in addition to their use as fuels. Many by-products such as alcohols, aldehydes and ketones are produced.

일반적으로 피셔-트롭쉬 합성용 촉매는 크게 세가지 방법으로 제조한다. 첫 번째는 함침법(impregnation)으로서, 촉매 전구체를 녹인 용액을 표면적이 큰 알루미나, 실리카, 티타니아와 같은 촉매 지지체에 함침시킨 후 건조와 소성 과정을 거쳐 촉매를 제조한다. 함침법 중 초기습식함침법(incipient wetness impregnation)은 가장 널리 사용되는 방법으로서 촉매 지지체의 세공 부피에 해당하는 함침 용액을 담지하여 제조하며 방법이 간단한 장점이 있다. 이 방법은 주로 피셔-트롭쉬 반응용 코발트계 촉매 제조시 사용하고 있다. 두 번째는 공침법(coprecipitaion)으로서 촉매, 증진제(promoter) 및 지지체 전구체가 함께 녹아 있는 용액에 침전제 용액을 가하여 촉매성분과 지지체를 공침시키는 것으로 침전제로는 암모니아나 가성소다(NaOH)와 같은 염기성 용액 또는 탄산암모늄, 탄산나트륨 등과 같은 탄산염을 사용한다. 피셔-트롭쉬 반응용 철계 촉매 제조시 이 방법을 주로 사용하고 있다. 세 번째는 졸-겔법(sol-gel)으로서 촉매 전구체를 비교적 끓는점이 높은 유기 용매에 녹인 후 여기에 지지체 성분의 알콕사이드를 섞은 다음, 이를 천천히 가수분해 시킴으로서 분산도가 우수한 촉매를 제조할 수 있다.In general, the Fischer-Tropsch synthesis catalyst is largely prepared by three methods. The first method is impregnation, in which a catalyst prepared by dissolving a catalyst precursor is impregnated into a catalyst support such as alumina, silica, and titania having a large surface area, followed by drying and calcining. Among the impregnation methods, incipient wetness impregnation is the most widely used method and is prepared by supporting an impregnation solution corresponding to the pore volume of the catalyst support. This method is mainly used in the preparation of cobalt-based catalysts for Fischer-Tropsch reactions. The second is coprecipitaion, in which a precipitant solution is added to a solution in which a catalyst, a promoter, and a support precursor are dissolved together. The precipitant is co-precipitated with a catalyst component and a basic solution such as ammonia or sodium hydroxide (NaOH). Or carbonates such as ammonium carbonate, sodium carbonate and the like. This method is mainly used in the preparation of iron-based catalysts for Fischer-Tropsch reactions. The third is a sol-gel method, in which a catalyst precursor is dissolved in a relatively high boiling point organic solvent, mixed with an alkoxide of a support component, and then slowly hydrolyzed to prepare a catalyst having excellent dispersion.

기포탑 슬러리 반응기용 피셔-트롭쉬 촉매는 슬러리상으로 반응에 관여하며, 반응기 내에서 촉매가 균일하게 유동하여 분포하기 위해서는 10 ~ 300 ㎛의 입자크기를 갖는 것이 바람직하다. 기포탑 슬러리 반응기용 코발트계 촉매의 지지체로는 알루미나와 실리카를 주로 사용하며, 알루미나 지지체의 경우, 지지체 안정제로 P, Si, La 및 B 등을 전처리하며, 실리카 지지체의 경우 Zr을 주로 전처리하여 사용한다. 지지체에 코발트 담지량은 10 ~ 30 중량%이며, 경우에 따라 Pt, Ru, Re 등의 귀금속을 촉매 증진제로 0.01 ~ 0.5 중량% 담지하여 사용하기도 한다.Fischer-Tropsch catalyst for bubble column slurry reactor is involved in the reaction in the slurry phase, it is preferable to have a particle size of 10 ~ 300 ㎛ in order to distribute the catalyst uniformly in the reactor. Alumina and silica are mainly used as a support for the cobalt catalyst for the bubble column slurry reactor, and P, Si, La, and B are pretreated as a support stabilizer for the alumina support, and Zr is mainly used for the silica support. do. The amount of cobalt supported on the support is 10 to 30% by weight, and in some cases, precious metals such as Pt, Ru, and Re may be supported by 0.01 to 0.5% by weight as a catalyst enhancer.

한편, 기포탑 슬러리 반응기에서 촉매는 격렬히 반응기내에서 유동하므로 촉매입자의 마찰에 의해 10 ㎛ 미만의 표면 미세입자들이 부서져 나올 수 있는데, 이들 미세입자들은 반응 생성물인 왁스를 필터를 사용하여 분리하고자 할 때 양이 많으면 필터에 부하가 걸려 분리효율을 떨어뜨리고, 반응기 내에서 접착제 역할을 하여 촉매입자를 응집시켜 유동에 의해 떠다니기에 힘든 큰 입자를 형성시키거나 반응기 내벽에 촉매를 덩어리로 붙게 만드는 부작용을 일으키는 문제가 있었다.
On the other hand, in the bubble column slurry reactor, the catalyst flows violently in the reactor, so that surface microparticles of less than 10 μm may be broken by friction of the catalyst particles, and these microparticles are to be separated by using a filter using a filter. When the amount is large, the filter is loaded to reduce the separation efficiency, and it acts as an adhesive in the reactor to agglomerate the catalyst particles to form large particles that are difficult to float by the flow or to agglomerate the catalyst on the inner wall of the reactor. There was a problem causing it.

이에, 본 발명자들은 기포탑 슬러리 반응기용 코발트계 피셔-트롭쉬 촉매입자를 반응에 적용하기 전에 미리 세척하여 촉매입자 표면에 물리적으로 붙어있는 10 ㎛ 미만의 미세입자들을 제거함으로서 앞서 언급한 미세입자들에 의한 부작용을 해결하고자 하였으며, 부가적으로 촉매를 세척함으로서 촉매활성이 보다 증진되는 효과를 알게 되어 본 발명을 완성하였다. 즉, 본 발명은 촉매 미세입자로 인한 촉매응집과 왁스 분리과정에서의 필터부하 문제를 해결하기 위한 피셔-트롭쉬 반응용 촉매의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
Accordingly, the present inventors have previously cleaned the cobalt-based Fischer-Tropsch catalyst particles for the bubble column slurry reactor to remove the microparticles of less than 10 ㎛ physically attached to the surface of the catalyst particles before applying them to the reaction. In order to solve the side effects caused by, additionally by washing the catalyst was found the effect that the catalytic activity is further enhanced to complete the present invention. That is, an object of the present invention is to provide a method for preparing a catalyst for Fischer-Tropsch reaction for solving the filter load problem in the catalyst agglomeration and wax separation due to the catalyst microparticles.

본 발명은 The present invention

지지체에 개질제 전구체 용액을 함침시킨 후 건조 및 소성하여 지지체의 표면을 개질하는 단계;Impregnating the support with a modifier precursor solution followed by drying and firing to modify the surface of the support;

상기 표면 개질된 지지체에 코발트 전구체 용액을 함침시킨 후 건조 및 소성하여 코발트를 담지하는 단계;Impregnating a cobalt precursor solution on the surface-modified support, followed by drying and firing to support cobalt;

상기 코발트가 담지된 지지체에 증진제 전구체 용액을 함침시킨 후 건조 및 소성하여 촉매를 제조하는 단계;Preparing a catalyst by impregnating a cobalt-supported support with a promoter precursor solution, followed by drying and calcining;

상기 촉매를 극성용매로 세척하여 촉매입자와, 촉매입자 표면에서 분리된 10 ㎛ 미만의 미세입자가 부유된 혼탁용액을 제조하는 단계; 및Washing the catalyst with a polar solvent to prepare a turbid solution in which catalyst particles and fine particles less than 10 μm separated from the surface of the catalyst particles are suspended; And

상기 혼탁용액 중의 촉매입자를 침강시키고, 미세입자가 부유된 여액을 경사(傾斜)함으로써 미세입자를 제거하는 단계;Depositing the catalyst particles in the turbid solution, and removing the fine particles by inclining the filtrate in which the fine particles are suspended;

를 포함하는 피셔-트롭쉬 반응용 촉매의 제조방법을 그 특징으로 한다.
It features a method for producing a catalyst for Fischer-Tropsch reaction comprising a.

본 발명에 의해 제조된 피셔-트롭쉬 반응용 촉매는 촉매에 물리적으로 붙어있는 10 ㎛ 미만의 미세입자를 미리 제거함으로서 기포탑 슬러리 반응기 내에서 생성되는 미세입자의 양을 줄일 수 있으며, 이에 따라 미세입자에 의한 촉매의 응집현상 및 생성물인 왁스를 필터를 사용하여 촉매입자로부터 분리할 때 미세입자로 인한 필터의 부하를 줄일 수 있다. 또한 촉매입자 표면에 붙어있는 미세입자를 제거함으로서 촉매 표면에서의 생성물과 반응물이 이동이 용이하게 되어 촉매의 활성이 증진되는 효과가 있다.
The catalyst for Fischer-Tropsch reaction prepared by the present invention can reduce the amount of microparticles generated in the bubble column slurry reactor by removing the microparticles of less than 10 ㎛ physically attached to the catalyst in advance, thereby fine Agglomeration of the catalyst by the particles and the separation of the product wax from the catalyst particles using the filter can reduce the load of the filter due to the fine particles. In addition, by removing the fine particles adhering to the surface of the catalyst particles it is easy to move the product and reactants on the surface of the catalyst has the effect of enhancing the activity of the catalyst.

도 1은 실시예 1 및 비교예 1에서 제조한 촉매입자의 주사전자현미경 사진으로서, (a)는 실시예 1에서 제조한 촉매입자, (b)는 이의 표면을 확대한 사진이며, (c)는 비교예 1에서 제조한 촉매입자, (d)는 이의 표면을 확대한 사진이다.
도 2는 세척에 의해 분리된 미세입자의 주사전자현미경 사진이다.
도 3은 실시예 1(a) 및 비교예 1(b)에서 제조한 촉매를 실험예에 따라 슬러리반응 후 촉매와 왁스를 반응기에서 꺼낸 후 얻은 사진이다. 실시예 1에서 제조된 촉매로 반응한 생성물의 사진 (a)에는 촉매입자가 왁스에서 침강되어 바닥에 대부분 존재하여 왁스층은 촉매가 포합되지 않고 깨끗하게 왁스와 촉매가 분리됨을 볼 수 있다. 반면 비교예 1에서 제조한 촉매를 반응 후 침강하여 얻은 촉매와 왁스의 사진(b)은 미세한 촉매입자가 완전히 가라앉지 않고 왁스층에 부유함을 알 수 있다.
1 is a scanning electron micrograph of the catalyst particles prepared in Example 1 and Comparative Example 1, (a) is a catalyst particle prepared in Example 1, (b) is an enlarged photograph of the surface thereof, (c) Is a catalyst particle prepared in Comparative Example 1, (d) is an enlarged photograph of the surface thereof.
2 is a scanning electron micrograph of the microparticles separated by washing.
3 is a photograph obtained after the catalyst prepared in Example 1 (a) and Comparative Example 1 (b) after the slurry reaction after the catalyst and wax in the reactor. In the photograph (a) of the product reacted with the catalyst prepared in Example 1, the catalyst particles are precipitated in the wax and mostly present at the bottom, so that the wax layer does not contain the catalyst and the wax and the catalyst are cleanly separated. On the other hand, the photocatalyst (b) of the catalyst and the wax obtained by precipitation of the catalyst prepared in Comparative Example 1 after the reaction can be seen that the fine catalyst particles do not completely sink, but float in the wax layer.

이하에서는 본 발명을 더욱 자세하게 설명하겠다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

본 발명은 기포탑 슬러리 반응기에 적용되는 코발트계 촉매의 표면에 물리적으로 붙어 있는 미세입자를 세척을 통해 제거한 피셔-트롭쉬 반응용 촉매의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for preparing a catalyst for Fischer-Tropsch reaction in which fine particles physically attached to the surface of a cobalt catalyst applied to a bubble column slurry reactor are removed by washing.

일반적으로 고정상 반응기나 유동층 반응기하에서 촉매입자에 붙어있는 미세입자는 공정상에 큰 문제를 일으키지 않으나 피셔-트롭쉬 기포탑슬러리 반응기(slurry bubble column reactor, SBCR)에서는 반응생성물인 액체 탄화수소를 촉매입자와 필터로 분리해내야 한다. 이때, 촉매 입자에 붙어 있는 미세입자는 촉매반응 중 부서져 나와 필터의 효율을 떨어뜨리므로 이의 생성을 조절하는 것이 필요하다. 많은 연구가 촉매입자의 물리적 강도를 증진시키고자 하는 것에 초점을 맞추었지만, 보다 쉬운 방법으로서 큰 촉매입자에 붙어있는 미세입자를 미리 제거하는 것만으로도 촉매반응 중 미세입자의 생성을 줄일 수 있다는 것을 알아내고 본 발명을 완성하였다.In general, the fine particles attached to the catalyst particles in a fixed bed reactor or a fluidized bed reactor do not cause a significant problem in the process, but in the Fischer-Tropsch bubble column reactor (SBCR), the reaction product liquid hydrocarbons are combined with the catalyst particles. It must be separated by a filter. At this time, the fine particles adhered to the catalyst particles are broken during the catalytic reaction to reduce the efficiency of the filter, it is necessary to control the production thereof. Although many studies have focused on improving the physical strength of catalyst particles, it is easier to realize that the removal of microparticles during catalysis can be reduced by simply removing the microparticles attached to the large catalyst particles. It was found and completed the present invention.

지지체에 개질제 전구체 용액을 함침시킨 후 건조 및 소성하여 지지체의 표면을 개질하는 단계에서, 지지체는 알루미나 또는 실리카를 사용할 수 있다. 알루미나는 입자크기가 45 ~ 90 ㎛인 것이 60%, 입자크기가 90 ~ 150 ㎛인 것이 40% 정도의 구형의 모양을 갖는 것을 사용하는 것이 좋으며, 실리카는 슬러리 반응기에서 충분히 유동화가 일어날 수 있는 50 ~ 300 ㎛의 입자크기를 갖는 것을 사용하는 것이 바람직하다. 이러한 지지체는 피셔-트롭쉬 반응 중 상변화를 일으켜 촉매의 비활성화를 가속시키거나 열적 안정성을 떨어뜨릴 수 있으므로, 개질제를 담지시켜 표면을 개질함으로써 활성 및 안정성을 증진시킨다. 사용가능한 개질제로는 지지체로 알루미나를 선택한 경우 인(P), 실리콘(Si), 란탄(La) 및 붕소(B) 중에서 선택한 1종 이상을 사용할 수 있으며, 이러한 개질제의 산화물, 아세트산염, 염산염, 질산염, 또는 이들의 혼합물의 형태인 전구체를 탈이온수, 알코올 등의 용매에 녹인 후 지지체에 함침시킨다. 또한, 지지체로 실리카를 선택한 경우 개질제는 알루미늄(Al), 지르코늄(Zr) 및 인(P) 중에서 선택한 1종 이상을 사용할 수 있으며, 마찬가지로 개질제의 산화물, 아세트산염, 염산염, 질산염, 또는 이들의 혼합물의 형태인 전구체를 탈이온수, 알코올 등의 용매에 녹여 지지체에 함침시킨다.In the step of modifying the surface of the support by impregnating the support with a modifier precursor solution and then drying and calcining, the support may use alumina or silica. It is preferable to use alumina having a spherical shape of 60% having a particle size of 45 to 90 μm and 40% having a particle size of 90 to 150 μm. Silica has 50 to sufficiently fluidize in a slurry reactor. It is preferable to use those having a particle size of ˜300 μm. Such supports can cause phase changes during Fischer-Tropsch reactions to accelerate catalyst deactivation or degrade thermal stability, thereby enhancing activity and stability by supporting a modifier to modify the surface. As a modifier to be used, when alumina is selected as the support, at least one selected from phosphorus (P), silicon (Si), lanthanum (La), and boron (B) may be used, and oxides, acetates, hydrochlorides, Precursors in the form of nitrates, or mixtures thereof, are dissolved in a solvent such as deionized water, alcohol, etc., and then impregnated into the support. In addition, when silica is selected as the support, the modifier may use one or more selected from aluminum (Al), zirconium (Zr), and phosphorus (P). Similarly, the oxide, acetate, hydrochloride, nitrate, or mixture thereof of the modifier may be used. The precursor in the form of is dissolved in a solvent such as deionized water or alcohol and impregnated into the support.

지지체에 개질제 전구체 용액을 함침시킨 다음 건조 및 소성을 통해 지지체의 표면을 개질하게 된다. 건조는 100 ~ 200℃ 의 온도에서 수행하는 것이 건조속도 및 공정 효율면에서 바람직하다. 또한, 소성은 300 ~ 800℃에서 수행하는 것이 바람직한데, 소성온도가 300℃ 미만이면 목적하는 표면 개질 효과를 얻기 어려우며, 800℃를 초과하는 경우 소결(sintering) 에 의한 미세 세공의 막힘현상으로 인해 지지체의 비표면적이 크게 감소할 수 있으므로 바람직하지 않다. 이러한 소성에 의해 담지되는 개질제의 지지체 담지량은 촉매 총 중량 기준으로 0.5 ~ 10 중량%가 바람직한데, 담지량이 0.5 중량% 미만일 경우 담지에 따른 효과상의 실익이 미미하며, 10 중량%를 초과하면 지지체의 미세 세공을 막게 되어 비표면적의 감소로 촉매의 활성이 오히려 떨어지는 문제가 있을 수 있다.The support is impregnated with a modifier precursor solution, followed by drying and firing to modify the surface of the support. The drying is preferably carried out at a temperature of 100 ~ 200 ℃ in terms of drying rate and process efficiency. In addition, the firing is preferably carried out at 300 ~ 800 ℃, if the firing temperature is less than 300 ℃ it is difficult to obtain the desired surface modification effect, if it exceeds 800 ℃ due to clogging of micropores by sintering (sintering) It is not preferable because the specific surface area of the support can be greatly reduced. The amount of the support of the modifier supported by the calcination is preferably 0.5 to 10% by weight based on the total weight of the catalyst. When the amount is less than 0.5% by weight, the beneficial effect of the support is insignificant. Blocking the fine pores may cause a problem that the activity of the catalyst rather falls due to the reduction of the specific surface area.

지지체의 표면을 개질시킨 후, 지지체에 코발트 전구체 용액을 함침시킨 후 건조 및 소성하여 코발트를 담지하는 단계를 수행한다. 상기 코발트 전구체로는 코발트의 질산염, 아세테이트염, 클로라이드염, 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있으며, 이를 탈이온수, 알코올 등의 용매에 녹인 후 지지체에 함침시킨다. 이후 100 ~ 200℃에서 건조시키고 300 ~ 800℃에서 소성을 실시하여 코발트를 지지체에 담지시킨다. 소성온도가 너무 낮으면 코발트 전구체 성분이 촉매에 잔존하여 부반응이 증가될 수 있으며, 소성온도가 너무 높으면 활성성분인 코발트의 소결에 의해 입자크기가 증가하여 분산성이 감소되거나 촉매의 비표면적이 감소될 수 있으므로 바람직하지 못하다. 코발트의 담지량은 촉매 총 중량 기준으로 15 ~ 30 중량%가 바람직한데, 담지량이 15 중량% 미만이면 촉매활성이 떨어지는 문제가 있을 수 있으며, 30 중량%를 초과하여 담지하면 촉매입자가 너무 커져 지지체의 미세 세공을 막아 활성이 떨어질 수 있다.After modifying the surface of the support, a step of impregnating a cobalt precursor solution into the support, followed by drying and firing to carry cobalt is carried out. Cobalt nitrate, acetate salt, chloride salt, or a mixture thereof may be used as the cobalt precursor, which is dissolved in a solvent such as deionized water or alcohol and impregnated in the support. After drying at 100 ~ 200 ℃ and firing at 300 ~ 800 ℃ to support the cobalt on the support. If the firing temperature is too low, the cobalt precursor component may remain in the catalyst to increase side reactions. If the firing temperature is too high, the particle size may increase due to the sintering of the active ingredient cobalt, thereby decreasing dispersibility or decreasing the specific surface area of the catalyst. It is not desirable because it can be. The supported amount of cobalt is preferably 15 to 30% by weight based on the total weight of the catalyst, but if the supported amount is less than 15% by weight, there may be a problem in that the catalytic activity is deteriorated. The fine pores may be blocked, leading to a decrease in activity.

지지체에 코발트를 담지시킨 후 증진제를 함침법에 의해 담지하여 촉매를 제조하는 단계를 수행한다. 상기 증진제는 백금, 루테늄(Ru) 및 레늄(Re) 중에서 선택한 1종 이상을 선택할 수 있으며, 증진제의 산화물, 아세트산염, 염산염, 질산염, 또는 이들의 혼합물 형태의 전구체를 용매에 녹여 용액을 지지체에 함침시킨다. 건조 및 소성 조건은 앞에서 설명한 코발트 담지 조건과 동일하며, 증진제의 담지량은 촉매 총 중량 기준으로 0.01 ~ 0.5 중량%가 좋다. 담지량이 0.01 중량% 미만이면 증진제 첨가에 따른 효과상의 실익이 미미하며, 0.5 중량%을 초과하여도 증량에 따른 효과상의 실익이 미미하므로 상기 범위를 담지하는 것이 좋다.After the cobalt is supported on the support, a catalyst is prepared by supporting the enhancer by impregnation. The promoter may be selected from one or more selected from platinum, ruthenium (Ru) and rhenium (Re), and the precursor, in the form of oxides, acetates, hydrochlorides, nitrates, or mixtures thereof, is dissolved in a solvent to provide a solution to the support. Impregnate Drying and firing conditions are the same as the cobalt loading conditions described above, the amount of the promoter is preferably 0.01 to 0.5% by weight based on the total weight of the catalyst. If the supported amount is less than 0.01% by weight, the beneficial effect of the addition of the enhancer is insignificant, and even if it exceeds 0.5% by weight, the effective benefit of the increase is insignificant.

함침법에 의해 지지체에 개질제, 코발트, 증진제를 순차적으로 담지시키면 입자크기가 300 ㎛ 이하의 피셔-트롭쉬 반응용 촉매가 제조된다. 기포탑 슬러리 반응에서는 촉매입자를 부유시키기 위해 일정 크기의 입자를 사용해야 하는데, 기존에는 촉매입자를 고르기 위해 체(seive)를 사용하였다. 그러나, 체를 사용한 방법은 작은 입자와 큰 입자를 골라 내기에는 적합하나, 촉매입자에 물리적으로 붙어 있는 10 ㎛ 미만의 미세입자를 제거하기에는 한계가 있다. 앞에서 언급한 바와 같이 이러한 미세입자는 반응물의 필터 분리시 필터에 부하를 가중시키며, 촉매 입자를 뭉치게 하거나 반응기 내에 촉매를 붙게 만들어 반응효율을 떨어뜨리는 문제가 있다. 공침법에 의해 활성물질을 담지시켜 촉매를 제조할 경우 공침 이후 침전물을 회수하는 과정에서 세척이 필요하므로 미세입자를 미리 분리해 낼 수 있지만, 본 발명에서와 같이 기포탑반응기용 코발트계 피셔-트롭쉬 촉매는 고가인 코발트의 단위 무게당 활성을 증진하기 위하여 알루미나, 실리카 또는 티타니아와 같은 지지체에 코발트 용액을 함침하여 제조하여 사용한다. 본 발명에서와 같이 함침법을 이용하여 활성물질인 코발트를 15 ~ 30 중량%로 고함량 담지할 경우, 지지체 세공내에 코발트 전구체가 모두 들어갈 수 없어 지지체 표면에 10 ㎛미만의 미세입자가 생기게 된다. When the modifier, cobalt, and enhancer are sequentially supported on the support by the impregnation method, a catalyst for Fischer-Tropsch reaction having a particle size of 300 μm or less is prepared. In the bubble column slurry reaction, particles of a certain size must be used to float the catalyst particles. In the past, a sieve was used to select catalyst particles. However, the method using a sieve is suitable for selecting small particles and large particles, but there is a limit to removing fine particles smaller than 10 μm physically attached to the catalyst particles. As mentioned above, such fine particles add a load to the filter when the reactant is separated from the filter, and cause a problem of lowering the reaction efficiency by agglomerating the catalyst particles or attaching the catalyst in the reactor. When preparing the catalyst by supporting the active material by the coprecipitation method, since washing is required in the process of recovering the precipitate after the coprecipitation, fine particles can be separated in advance, but as in the present invention, a cobalt-based fischer-treat for a bubble column reactor The Ropsch catalyst is prepared by impregnating a cobalt solution on a support such as alumina, silica or titania to enhance the activity per unit weight of expensive cobalt. When the high content of cobalt as an active material is supported by 15 to 30% by weight using the impregnation method as in the present invention, all of the cobalt precursors cannot enter the pores of the support, resulting in fine particles of less than 10 μm on the surface of the support.

이러한 문제를 해결하기 위해 본 발명에서는 제조한 촉매를 극성용매로 세척하여 10 ㎛ 미만의 미세입자를 제거하는 단계를 포함한다. 세척에 의한 미세입자 제거는 제조한 촉매를 극성용매로 세척하여 촉매입자와, 촉매입자 표면에서 분리된 10 ㎛ 미만의 미세입자가 부유된 혼탁용액을 제조하는 단계; 및 이러한 혼탁용액 중의 촉매입자를 침강시키고, 미세입자가 부유된 여액을 경사(傾斜, decanting)함으로써 미세입자를 제거하는 단계; 로 이루어진다.In order to solve this problem, the present invention includes washing the prepared catalyst with a polar solvent to remove fine particles of less than 10 ㎛. Removing the fine particles by washing comprises the steps of washing the prepared catalyst with a polar solvent to prepare a turbid solution in which the catalyst particles and fine particles less than 10 ㎛ separated from the surface of the catalyst particles suspended; And depositing the catalyst particles in the turbid solution and removing the fine particles by decanting the filtrate in which the fine particles are suspended. .

일반적으로 세척에 의해 불순물을 제거할 때에는 여과방법을 사용한다. 그러나, 10 ㎛ 미만의 미세입자를 제거하기 위해 필터를 이용한 여과방법을 이용할 경우 필터에 부하가 발생하여 여과시간이 증가하는 등 효과적으로 미세입자를 걸러내기 어려우며, 이러한 문제는 대량 생산 공정에서 공정효율을 떨어뜨리는 문제를 발생시킨다. 본 발명에서는 10 ~ 300 ㎛의 촉매입자는 극성용매에 침강시키고 10 ㎛ 미만의 미세입자는 부유시킨 다음, 미세입자가 부유된 여액을 경사함으로써 효과적으로 미세입자를 제거한다.Generally, a filtration method is used to remove impurities by washing. However, when using a filtration method using a filter to remove fine particles of less than 10 ㎛ it is difficult to effectively filter out the fine particles, such as the load is generated in the filter to increase the filtration time, this problem is a process efficiency in the mass production process It causes dropping problems. In the present invention, 10 to 300 ㎛ catalyst particles are precipitated in the polar solvent, and less than 10 ㎛ fine particles are suspended, then fine particles are effectively suspended by inclining the filtrate suspended fine particles.

상기 극성용매로는 탈이온수, 메탄올, 에탄올, 프로판올 및 부탄올 중에서 선택한 1종 이상을 사용할 수 있다. 또한, 촉매입자 표면에서 미세입자를 떨어내기 위한 세척방법은 특별히 한정하지 않으며, 구체적으로 교반세척 또는 교반-초음파 세척을 사용할 수 있다. 극성용매로 촉매입자를 세척하면 촉매입자와, 촉매입자 표면에서 분리된 미세입자가 부유된 혼탁용액을 얻게 되며, 이를 20여분 간 방치하면 입자크기가 큰 촉매입자는 침강되고 미세입자는 여전히 극성용매에 부유된 상태로 존재하게 된다. 이러한 미세입자가 부유된 여액을 경사함으로써 미세입자를 제거한다. 이 때, 10 ㎛ 미만의 입자크기를 갖는 촉매입자도 동시에 제거가 가능함으로 입자크기가 10 ~ 300 ㎛ 의 피셔-트롭쉬 반응용 촉매만을 선별할 수 있다.As the polar solvent, one or more selected from deionized water, methanol, ethanol, propanol and butanol may be used. In addition, the washing method for dropping the fine particles from the surface of the catalyst particles is not particularly limited, and specifically, stirring washing or stirring-ultrasound washing may be used. When the catalyst particles are washed with a polar solvent, the catalyst particles and the suspended particles are suspended with fine particles separated from the surface of the catalyst particles. If left for 20 minutes, the catalyst particles having large particle sizes are precipitated and the fine particles are still polar solvents. Will remain in a suspended state. The microparticles are removed by tilting the filtrate in which these microparticles are suspended. At this time, the catalyst particles having a particle size of less than 10 ㎛ can be removed at the same time can be selected only for the Fischer-Tropsch reaction catalyst having a particle size of 10 ~ 300 ㎛.

본 발명에 따른 피셔-트롭쉬 반응용 촉매의 제조방법에 의하면, 함침법을 이용하여 제조한 촉매를 극성용매로 세척함으로써 촉매입자 표면에 물리적으로 붙어 있는 10 ㎛ 미만의 미세입자를 미리 효과적으로 제거할 수 있으므로, 기포탑 슬러리 반응시 생성물 분리과정에서의 필터부하 문제, 촉매의 응집현상 등을 크게 감소시킬 수 있다. 또한, 세척을 통해 미세입자를 제거함으로서 촉매 표면에서의 생성물과 반응물이 이동이 용이하게 되어 촉매의 활성을 향상시킬 수 있다.According to the method for preparing a catalyst for Fischer-Tropsch reaction according to the present invention, by cleaning the catalyst prepared by the impregnation method with a polar solvent to effectively remove the fine particles of less than 10 ㎛ physically attached to the surface of the catalyst particles in advance Therefore, it is possible to greatly reduce the filter load problem in the product separation process, the agglomeration of the catalyst, and the like during the bubble column slurry reaction. In addition, by removing the fine particles through the washing it is easy to move the product and reactants on the surface of the catalyst can improve the activity of the catalyst.

이하 본 발명을 실시예에 의거하여 더욱 상세히 설명하겠는바, 본 발명이 다음 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited by the following Examples.

[실시예]
[Example]

실시예 1Example 1

지지체인 감마-알루미나(입자 크기: 45 ~ 90 ㎛(60%), 90 ~ 150 ㎛(40%)) 1067 g에 인산(H3PO4, 85%) 81 g과 탈이온수 500 g을 섞은 용액을 함침시킨 후 회전증발기를 통해 용매을 제거한 다음, 120℃에서 건조하고 500℃에서 5시간 소성시켜 감마-알루미나의 표면을 개질하였다. 표면개질된 지지체는 질산코발트(Co(NO3)2ㅇ6H2O) 658.9 g을 에탄올 700 g에 녹인 용액을 함침시킨 한 후 회전증발기를 통해 용매를 제거하고 120℃에서 건조하고, 500℃에서 5시간 소성시켜 코발트를 담지하였다. 이러한 코발트의 담지과정은 2회 반복하여 실시하였다. 이후 루테늄니트로실니트레이트(Ru(NO)(NO3)3) 6.67 g을 탈이온수 450 g에 용해시킨 용액을 지지체에 함침시킨 후 회전증발기를 통해 용매를 제거하고 120℃에서 건조하고, 400℃에서 5시간 소성시켜 촉매를 제조하였다.1067 g of gamma-alumina (particle size: 45 to 90 μm (60%), 90 to 150 μm (40%)) as a support, 81 g of phosphoric acid (H 3 PO 4 , 85%) and 500 g of deionized water After impregnation, the solvent was removed through a rotary evaporator, dried at 120 ° C., and calcined at 500 ° C. for 5 hours to modify the surface of gamma-alumina. The surface-modified support was impregnated with a solution of 658.9 g of cobalt nitrate (Co (NO 3 ) 2 ㅇ 6H 2 O) in 700 g of ethanol, followed by removal of the solvent through a rotary evaporator, drying at 120 ° C., and at 500 ° C. It was calcined for 5 hours to carry cobalt. The supporting process of cobalt was repeated twice. Subsequently, a solution of 6.67 g of ruthenium nitrosilnitrate (Ru (NO) (NO 3 ) 3 ) dissolved in 450 g of deionized water was impregnated into the support, followed by removal of the solvent through a rotary evaporator, and drying at 120 ° C., and 400 ° C. The catalyst was prepared by firing at 5 hours.

제조한 촉매 500 g과 에탄올 2 L를 5 L 비이커에서 혼합하고 초음파세척기(Daihan Scientific, 200W, 40kHz)의 용기에 넣고 교반기로 교반하면서 초음파세척을 20분간 실시하여 촉매 표면에 붙은 10 ㎛ 미만의 미세입자를 떨어내었다. 촉매입자와 미세입자는 에탄올에 부유하게 되며, 이를 20분간 방치하면 약 10 ~ 300 ㎛ 크기의 촉매입자는 침강하나 미세입자는 여전히 부유하게 된다. 부유하는 여액을 버리고, 비이커에 남은 촉매 슬러리에 다시 에탄올 1 L를 넣어 교반 세척하고 20분간 방치하였다. 이후 여액을 버리고 미세입자가 제거된 촉매 슬러리를 여과를 통해 에탄올을 마저 제거하고 이를 건조함으로서 미세입자가 제거된 피셔-트롭쉬 반응용 촉매를 제조하였다. 미세입자를 제거한 촉매입자는 120℃에서 건조하여 무게를 측정하였다. 미세입자는 4000 Hz의 고속 원심분리기를 사용하여 회수하고 건조한 후 무게를 측정하였다. 촉매입자 및 미세입자의 무게는 하기 표 1에 나타내었다.
500 g of the prepared catalyst and 2 L of ethanol were mixed in a 5 L beaker, placed in a container of an ultrasonic cleaner (Daihan Scientific, 200 W, 40 kHz), and subjected to ultrasonic washing for 20 minutes while stirring with a stirrer to obtain a fine particle of less than 10 μm adhered to the surface of the catalyst. The particles were dropped. The catalyst particles and the fine particles are suspended in ethanol, and if left for 20 minutes, the catalyst particles having a size of about 10 to 300 μm are precipitated, but the fine particles are still suspended. The floating filtrate was discarded, 1 L of ethanol was added to the catalyst slurry remaining in the beaker, stirred and left to stand for 20 minutes. Then, the filtrate was discarded and the catalyst slurry in which the fine particles were removed was filtered to remove ethanol and dried, thereby preparing a catalyst for Fischer-Tropsch reaction in which the fine particles were removed. Catalyst particles from which fine particles were removed were dried at 120 ° C. and weighed. The fine particles were collected using a high speed centrifuge at 4000 Hz, dried and weighed. The weights of the catalyst particles and the microparticles are shown in Table 1 below.

실시예 2Example 2

상기 실시예 1와 동일하게 실시하되, 교반-초음파 세척이 아닌 교반 세척을 20분간 실시하였다.
The same procedure as in Example 1 was carried out, but stirring was performed for 20 minutes instead of stirring-ultrasonic washing.

실시예 3Example 3

상기 실시예 1과 같이 동일하게 실시하되, 세척용 극성용매로 에탄올 대신 탈이온수를 사용하였다.
In the same manner as in Example 1, deionized water was used instead of ethanol as a polar solvent for washing.

실시예 4Example 4

지지체인 실리카겔(Fuji Q15, 150 ~ 250 ㎛, 구형) 500 g에 질산산화지르코니움(ZrO(NO3)2) 77.1 g과 탈이온수 600 g을 섞은 용액을 함침시킨 후 회전증발기를 통해 용매을 제거한 후 120℃에서 건조하고 500℃에서 5시간 소성시켜 실리카겔의 표면을 개질하였다. 표면개질된 지지체는 질산코발트(Co(NO3)2ㅇ6H2O) 358.5 g을 에탄올 550 g에 녹인 용액을 함침시킨 한 후 회전증발기를 통해 용매를 제거하고 120℃에서 건조하고, 500℃에서 5시간 소성시켜 코발트를 담지하였다. 이러한 코발트의 담지과정은 2회 반복하여 실시하였다. 이후 백금 디아민디니트리토(Pt(NH3)2(NO2)2) 48.73 g을 탈이온수 450 g에 용해시킨 용액을 지지체에 함침시킨 후 회전증발기를 통해 용매를 제거하고 120℃에서 건조하고, 400℃에서 5시간 소성시켜 촉매를 제조하였다.After impregnating a solution containing 77.1 g of zirconium nitrate (ZrO (NO 3 ) 2 ) and 600 g of deionized water in 500 g of silica gel (Fuji Q15, 150 to 250 μm, spherical), the solvent was removed through a rotary evaporator. After drying at 120 ℃ and calcined at 500 ℃ for 5 hours to modify the surface of the silica gel. The surface-modified support was impregnated with a solution of 358.5 g of cobalt nitrate (Co (NO 3 ) 2 ㅇ H 2 O) in 550 g of ethanol, followed by removal of the solvent through a rotary evaporator, drying at 120 ° C., and at 500 ° C. It was calcined for 5 hours to carry cobalt. The supporting process of cobalt was repeated twice. Then, a solution of 48.73 g of platinum diamine dinitrito (Pt (NH 3 ) 2 (NO 2 ) 2 ) dissolved in 450 g of deionized water was impregnated into the support, followed by removal of the solvent through a rotary evaporator, and drying at 120 ° C., The catalyst was prepared by baking at 400 ° C. for 5 hours.

이후의 촉매 세척과정은 상기 실시예 1과 같다.
After the catalyst washing process is the same as in Example 1.

비교예 1Comparative Example 1

상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 촉매의 세척과정을 생략하였다.
The same process as in Example 1, but the washing step of the catalyst was omitted.

비교예 2Comparative Example 2

상기 실시예 4와 동일하게 실시하되, 촉매의 세척과정을 생략하였다.In the same manner as in Example 4, but the washing step of the catalyst was omitted.

실험예 : 촉매의 슬러리 반응 실험Experimental Example: Slurry Reaction Experiment of Catalyst

상기 실시예 1 ~ 4 및 비교예 1 ~ 2에서 제조된 촉매를 외부에서 수소로 400℃에서 12시간 환원처리 한 후에 밀봉하여 슬러리 반응기에 도입하였다. 슬러리 반응기에 사용된 반응용 매체로는 스쿠알란(squalane) 300 mL를 사용하였으며, 촉매 5 g을 주입한 후에 2차로 반응기 내에서 220℃에서 12시간이상 환원 처리하여 주었다. 반응 조건은 반응온도 220 ~ 240℃, 반응압력 20 kg/㎠, 공간속도 2000 L/kgcatㅇhr-1 및 교반 속도는 2000 rpm의 조건에서 반응물인 일산화탄소 : 수소 : 이산화탄소 : 아르곤 (내부 표준물질)의 몰 비를 28.4 : 57.3 : 9.3 : 5의 비율로 고정하여 반응기로의 주입하여 피셔-트롭쉬(Fischer-Tropsch) 반응을 수행하였다. 슬러리 반응기 상에서 피셔-트롭쉬 반응은 220℃에서 120시간을 반응한 후에 240℃에서 추가로 120시간을 반응하여, 전체 240시간 반응하여 촉매의 뭉침 현상을 관찰하였다. 상기 반응으로 얻어진 생성물의 함량을 정리하여 다음 표 1에 나타내었는 바, 이의 결과는 촉매의 활성이 안정화되어 유지되는 영역에서의 10시간의 평균치를 사용하였다.The catalysts prepared in Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 2 were reduced with hydrogen at 400 ° C. for 12 hours and then sealed and introduced into the slurry reactor. As a reaction medium used in the slurry reactor, 300 mL of squalane was used, and 5 g of the catalyst was injected, followed by reduction treatment at 220 ° C. for 12 hours or more in the reactor. Reaction conditions are the reaction temperature 220 ~ 240 ℃, reaction pressure 20 kg / ㎠, space velocity 2000 L / kg cat ㅇ hr -1 and stirring speed is 2000 rpm reactant carbon monoxide: hydrogen: carbon dioxide: argon (internal standard) Fischer-Tropsch reaction was carried out by injection into the reactor at a molar ratio of 28.4: 57.3: 9.3: 5. The Fischer-Tropsch reaction on the slurry reactor was reacted for 120 hours at 220 ° C., followed by an additional 120 hours at 240 ° C., and reacted for a total of 240 hours to observe agglomeration of the catalyst. The content of the product obtained by the reaction is summarized in the following Table 1, the results of which used an average value of 10 hours in the region where the activity of the catalyst is stabilized and maintained.


구분

division
수세에 의한 입자의 분리 비율 (%)Separation rate of particles by washing with water (%) 반응실험결과Reaction test result 반응후
촉매응집
발생량(g)
After reaction
Catalytic agglomeration
Generation amount (g)
입자크기
10~300 ㎛
Particle size
10 ~ 300 ㎛
입자크기
10 ㎛ 미만
Particle size
Less than 10 ㎛
반응온도
(℃)
Reaction temperature
(℃)
CO 전환율
(%)
CO conversion rate
(%)
선택도(탄소몰%)
C1/ C2~C4/ C5 이상
Selectivity (mol% of carbon)
C1 / C2 ~ C4 / C5 or above
실시예 1Example 1 97.197.1 2.92.9 220220 42.742.7 2.9/ 3.8/ 93.32.9 / 3.8 / 93.3 0.210.21 240240 75.275.2 3.4/ 4.7/ 91.93.4 / 4.7 / 91.9 실시예 2Example 2 97.697.6 2.42.4 220220 41.641.6 2.7/ 3.6/ 93.72.7 / 3.6 / 93.7 0.310.31 240240 74.374.3 3.3/ 4.6/ 92.13.3 / 4.6 / 92.1 실시예 3Example 3 96.596.5 3.53.5 220220 42.142.1 2.9/ 4.7/ 92.42.9 / 4.7 / 92.4 0.170.17 240240 76.576.5 3.6/ 4.9/ 91.53.6 / 4.9 / 91.5 실시예 4Example 4 95.495.4 4.64.6 220220 38.438.4 4.9/ 5.6/ 89.54.9 / 5.6 / 89.5 0.360.36 240240 65.365.3 5.2/ 6.7/ 88.15.2 / 6.7 / 88.1 비교예 1Comparative Example 1 분리과정 없음No separation process 220220 37.537.5 5.2/ 6.6/ 88.25.2 / 6.6 / 88.2 1.411.41 240240 63.463.4 6.2/ 7.8/ 86.06.2 / 7.8 / 86.0 비교예 2Comparative Example 2 분리과정 없음No separation process 220220 26.826.8 6.4/ 7.6/ 86.06.4 / 7.6 / 86.0 1.751.75 240240 48.248.2 7.6/ 8.9/ 83.57.6 / 8.9 / 83.5

상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 세척 처리하여 10 ㎛ 미만의 미세입자를 제거한 실시예 1 ~ 4의 촉매는 세척하지 않은 비교예 1 ~ 2의 촉매보다 촉매응집 현상이 현저히 개선된 결과를 보였다. 또한 일산화탄소 전환율과 탄소수 5 이상의 생성물의 선택도는 높은 반면, 메탄의 선택도가 낮게 나타내 촉매 활성의 개선효과도 거둘 수 있음을 알 수 있다.As shown in Table 1, the catalysts of Examples 1 to 4 in which microparticles of less than 10 μm were removed by washing were significantly improved in catalyst aggregation than those of Comparative Examples 1 and 2, which were not washed. In addition, the carbon monoxide conversion rate and the selectivity of the product having a carbon number of 5 or more is high, but the selectivity of methane is low, it can be seen that the effect of improving the catalytic activity.

도 1은 실시예 1 및 비교예 1에서 제조한 촉매입자의 주사전자현미경 사진으로서, 세척과정을 생략한 촉매입자의 표면(d)는 미세입자들이 물리적으로 다량 붙어 있지만, 극성용매로 세척한 결과 이들 미세입자가 제거되어 촉매입자 표면(b)이 깨끗해진 것을 볼 수 있다. 따라서, 본 발명에서 제시한 세척방법이 미세입자 제거에 간편하면서도 효율적임을 알 수 있다.1 is a scanning electron micrograph of the catalyst particles prepared in Example 1 and Comparative Example 1, the surface (d) of the catalyst particles, the cleaning process is omitted, the fine particles are physically attached a large amount, but the result of washing with a polar solvent It can be seen that these fine particles were removed to clean the catalyst particle surface (b). Therefore, it can be seen that the washing method proposed in the present invention is simple and efficient in removing microparticles.

결국, 본 발명의 피셔-트롭쉬 반응용 촉매의 제조방법에 의하면 기포탑 슬러리 반응기에서 발생하는 필터부하, 촉매응집 등의 원인이 되는 10 ㎛ 미만의 미세입자를 제거한 촉매의 제조가 가능하며, 또한 이러한 미세입자를 미리 제거함으로써 촉매 활성을 증진시키는 효과가 있음을 확인할 수 있었다.As a result, according to the Fischer-Tropsch reaction catalyst production method of the present invention, it is possible to prepare a catalyst from which fine particles of less than 10 μm that cause filter load, catalyst agglomeration, etc., generated in a bubble column slurry reactor are possible. By removing these fine particles in advance it was confirmed that there is an effect to enhance the catalytic activity.

Claims (6)

지지체에 개질제 전구체 용액을 함침시킨 후 건조 및 소성하여 지지체의 표면을 개질하는 단계;
상기 표면 개질된 지지체에 코발트 전구체 용액을 함침시킨 후 건조 및 소성하여 코발트를 담지하는 단계;
상기 코발트가 담지된 지지체에 증진제 전구체 용액을 함침시킨 후 건조 및 소성하여 촉매를 제조하는 단계;
상기 촉매를 극성용매로 세척하여 촉매입자와, 촉매입자 표면에서 분리된 10 ㎛ 미만의 미세입자가 부유된 혼탁용액을 제조하는 단계; 및
상기 혼탁용액 중의 촉매입자를 침강시키고, 미세입자가 부유된 여액을 경사(傾斜)함으로써 미세입자를 제거하는 단계;
를 포함하는 피셔-트롭쉬 반응용 촉매의 제조방법.
Impregnating the support with a modifier precursor solution followed by drying and firing to modify the surface of the support;
Impregnating a cobalt precursor solution on the surface-modified support, followed by drying and firing to support cobalt;
Preparing a catalyst by impregnating a cobalt-supported support with a promoter precursor solution, followed by drying and calcining;
Washing the catalyst with a polar solvent to prepare a turbid solution in which catalyst particles and fine particles less than 10 μm separated from the surface of the catalyst particles are suspended; And
Depositing the catalyst particles in the turbid solution, and removing the fine particles by inclining the filtrate in which the fine particles are suspended;
Fischer-Tropsch reaction method for producing a catalyst comprising a.
제 1 항에 있어서, 상기 극성용매는 탈이온수, 메탄올, 에탄올, 프로판올 및 부탄올 중에서 선택한 1종 이상인 것을 특징으로 하는 피셔-트롭쉬 반응용 촉매의 제조방법.
The method of claim 1, wherein the polar solvent is at least one selected from deionized water, methanol, ethanol, propanol and butanol.
제 1 항에 있어서, 상기 피셔-트롭쉬 반응용 촉매는 입자크기가 10 ~ 300 ㎛인 것을 특징으로 하는 피셔-트롭쉬 반응용 촉매의 제조방법.
The method of claim 1, wherein the Fischer-Tropsch reaction catalyst has a particle size of 10 ~ 300 ㎛.
제 1 항에 있어서, 상기 코발트 전구체는 코발트의 질산염, 아세테이트 염 또는 이들의 혼합물이며, 증진제는 백금, 루테늄 및 레늄 중에서 선택한 1종 이상이고, 증진제 전구체는 증진제의 산화물, 아세트산염, 질산염 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 피셔-트롭쉬 반응용 촉매의 제조방법
According to claim 1, wherein the cobalt precursor is a nitrate, acetate salt of cobalt or a mixture thereof, the enhancer is at least one selected from platinum, ruthenium and rhenium, the enhancer precursor is an oxide, acetate, nitrate or the like of the enhancer Method for producing a catalyst for Fischer-Tropsch reaction, characterized in that the mixture
제 1 항에 있어서, 상기 지지체는 알루미나이고, 상기 개질제는 인, 실리콘, 란탄 및 붕소 중에서 선택한 1종 이상이며, 개질제 전구체는 개질제의 산화물, 아세트산염, 질산염 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 피셔-트롭쉬 반응용 촉매의 제조방법.
The fischer according to claim 1, wherein the support is alumina, the modifier is at least one selected from phosphorus, silicon, lanthanum and boron, and the modifier precursor is an oxide, acetate, nitrate, or a mixture thereof. -Preparation of the catalyst for the Tropsch reaction.
제 1 항에 있어서, 상기 지지체는 실리카이고, 상기 개질제는 알루미늄, 지르코늄 및 인 중에서 선택한 1종 이상이며, 개질제 전구체는 개질제의 산화물, 아세트산염, 질산염 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 피셔-트롭쉬 반응용 촉매의 제조방법.The method according to claim 1, wherein the support is silica, the modifier is at least one selected from aluminum, zirconium and phosphorus, and the modifier precursor is an oxide, acetate, nitrate or a mixture thereof of the modifier. Method for preparing a catalyst for the Ropsch reaction.
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