NO167260B - Katalysator til syntese av alkoholblandinger som inneholder metanol og hoeyere alkoholer - Google Patents

Katalysator til syntese av alkoholblandinger som inneholder metanol og hoeyere alkoholer Download PDF

Info

Publication number
NO167260B
NO167260B NO850404A NO850404A NO167260B NO 167260 B NO167260 B NO 167260B NO 850404 A NO850404 A NO 850404A NO 850404 A NO850404 A NO 850404A NO 167260 B NO167260 B NO 167260B
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
catalyst according
catalyst
oxide
precursor
synthesis
Prior art date
Application number
NO850404A
Other languages
English (en)
Other versions
NO167260C (no
NO850404L (no
Inventor
Michael Sshneider
Karl Kochlpefl
Ortwin Bock
Original Assignee
Sued Chemie Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sued Chemie Ag filed Critical Sued Chemie Ag
Publication of NO850404L publication Critical patent/NO850404L/no
Publication of NO167260B publication Critical patent/NO167260B/no
Publication of NO167260C publication Critical patent/NO167260C/no

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C29/00Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring
    • C07C29/15Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by reduction of oxides of carbon exclusively
    • C07C29/151Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by reduction of oxides of carbon exclusively with hydrogen or hydrogen-containing gases
    • C07C29/153Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by reduction of oxides of carbon exclusively with hydrogen or hydrogen-containing gases characterised by the catalyst used
    • C07C29/154Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by reduction of oxides of carbon exclusively with hydrogen or hydrogen-containing gases characterised by the catalyst used containing copper, silver, gold, or compounds thereof
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/70Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
    • B01J23/76Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
    • B01J23/80Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36 with zinc, cadmium or mercury
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B1/00Engines characterised by fuel-air mixture compression
    • F02B1/02Engines characterised by fuel-air mixture compression with positive ignition
    • F02B1/04Engines characterised by fuel-air mixture compression with positive ignition with fuel-air mixture admission into cylinder
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/52Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en katalysator ved syntese av alkoholblandinger inneholdende metanol og høyere alkoholer utfra CO og H2, som inneholder i form av en oksydforløper a) kobberoksyd og sinkoksyd, som ved reduksjon av i det minste en del av kobberoksydet kan overføres i den katalytisk virksomme bestanddel,
b) aluminiumoksyd som termostabiliserende substans og
c) minst et alkalikarbonat, henholdsvis alkalioksyd.
Slike katalysatorer er f.eks. kjent fra DE-OS 30 05 551. Ved
disse katalysatorer begunstiges dannelsen av høyere alkoholer ved en tilsetning av alkalioksyder, spesielt av kaliumoksyd. Alkoholblandinger bestående av metanol og høyere alifatiske alkoholer, spesielt med propanoler og butanoler, kan anvendes alene som drivstoff eller i blanding med bensin for drift av Otto-motorer. Blandes slike blandinger med bensin finner det ikke sted noe faseskille p.g.a. nærværet av høyere alkoholer når tilfeldig vann i liten mengde kommer inn i bensinen henholdsvis når alko-holblandingen inneholder en liten mengde vann.
Den mekanisme hvorved de høyere alkoholer dannes ved siden av metanol, er ennå ikke nøyaktig kjent. Man antar at ved reaksjonen mellom CO og H20 på katalysatoroverflaten dannes -CH2OH-grupper. Disse overflategrupper overføres gjennom alkali (A) i metylat-overflategruppene -CH2OA, på hvilke CO adderes under dannelse av acetat-overflategrupper-CH2-CO-OA.
Disse grupper reduseres med hydrogen til -CH2-CH2-OH-overflatetyper. Disse typer danner på den ene side etanol med hydrogen, på den annen side med alkali etylat-overflategruppene -CH2-CH2-OA, som analogt med metylatoverflate-gruppene ved addisjon av CO overføres i høyere alkoholer. Sannsynligvis spiller også aldehydene en rolle ved syntesen av høyere alkoholer, hvorved dannelsen av høyere alifatiske alkoholer ved forgrenede karbonkjeder såsom f.eks. i-butanol kan forklares.
Ved katalysatorene ifølge DE-OS 30 05 551 ligger maksimal-utbyttet av høyere alkoholer ved et innhold av kalium (beregnet som K2O) på 1,7 vekt-%. Det foretrukne området ligger mellom 1,7 og 2,5 vekt-%, hvorunder atomforholdet Cu/Zn fortrinnsvis ligger mellom 0,4 og 1,9.
Ved alkalisering fremskaffes ikke bare nye aktive sentere som muliggjør syntese av høyere alkoholer, men samtidig blokkeres også aktivsentrene for metanoldannelsen. Det økende alkaliinnholdet i katalysatoren fører følgelig til en reduksjon i metanolutbyttet.
Man har imidlertid funnet at alkalisering av metanolsyn-tesekatalysatorer som inneholder kobberoksyd og sinkoksyd fører til en raskere vekst av Cu-krystallittene og derved til en gradvis deaktivering. Denne uheldige virkning er desto mer utpreget jo sterkere alkalisert metanolsyntese-katalysatoren er.
Oppfinnelsens oppgave ligger i å tilveiebringe katalysatorer av den innledningsvis definerte art, med hvilke høye utbytter av høyere alkoholer kan oppnås med et forholdsvis lavt alkalioksydinnhold (ved hvilket veksten av Cu-krystallittene ennå ikke er utpreget).
Overraskende har man funnet at ikke bare alkaliseringen, men også porøsiteten til oksydkatalysatorforløperen spiller en avgjørende rolle ved syntesen av høyere alkoholer utfra CO og H2. Man har funnet at utbyttet av høyere alkoholer er proporsjonal med volumene av porer med et tverrsnitt mindre enn ca. 14 nm generelt.
Gjenstanden for oppfinnelsen er følgelig en katalysator av den innledningsvis nevnte art som er karakterisert ved at oksydforløperen har en andel porer med et tverrsnitt mellom 14 og 7,5 nm på 20 til 70 % av totalvolumet, alkaliinnholdet utgjør 13 til 130xl0~6 gramatomer alkalimetall pr. gram oksydforløper og aluminiumoksydbestanddelene er fremstilt ut fra et kolloidalt fordelt aluminiumhydroksyd (aluminiumhydroksydsol eller -gel).
Man antar at alkalioksydene, henholdsvis karbonatene, fortrinnsvis befinner seg inne i porene. Andelen av porer med et tverrsnitt mellom 14 og 7,5 nm er fortrinnsvis 25 til 55% av hele porevolumet. Den mekanisme ifølge hvilken det kolloidalt fordelte aluminiumhydroksyd påvirker porediameteren er ikke kjent. Partikkelstørrelsen til det kolloidalt fordelte aluminiumoksyd er ikke spesielt kritisk. Kolloidalt fordelte aluminiumhydroksyder i form av de tilsvarende soler eller geler er tilgjengelig i handelen, men kan f.eks. også fremstilles ved peptisering av nyfremstilt aluminiummetahydrat (Al(OH)O) med fortynnet salpetersyre. Med "aluminiumhydroksyd" menes innenfor foreliggende oppfinnelse alle hydratiserte former av aluminiumoksyd uav-hengig av hydratiseringsgraden forutsatt at partiklene foreligger kolloidalt fordelt. Generelt omfattes alumi-niumhydratene av formelen (A1203.nH20), hvorunder n ligger mellom ca. 0,1 og 3 og generelt også kan være høyere, når man også tar hensyn til hydrathylsens adsorptivt bundne vannmolekyler.
Porediameteren bestemmes ved kvikksølvporøsimetrimetoden (sml. f.eks. R. Anderson, Experimental Methods in Catalytic Research, Academic Press, New York, 1968). Ifølge denne metode presses kvikksølv på den formede oksydkatalysator-forløper. Trykket (P) som er nødvendig for å overvinne kapillardepresjonen i forløperens porer, er ifølge Wash-burnligning omvendt proporsjonal med porediameteren (d):
(7 er en proporsjonalitetskonstant; Øc er kvikksølvets kontaktvinkel).
Katalysatoren ifølge oppfinnelsen er definert i form av sin oksydforløper da det er hensiktsmessigere å bestemme porediameteren på denne, fordi katalysatoren som aktiveres ved reduksjon er ømfintlig overfor luftoksygen. Porefor-delingen endrer seg under reduksjonen bare uvesentlig.
Katalysatoren ifølge oppfinnelsen har generelt et atomforhold Cu/Zn på 1,3 til 3,8 : 1, fortrinnsvis på 2,2 til 2,9
: 1. Dette atomforhold er generelt større enn atomforholdet til katalysatorene ifølge DE-OS 30 05 551, som generelt er mellom 0,4 til 1,9 : 1. Ifølge oppfinnelsen kan altså andelen av kobberbestanddeler økes, hvorved en aktivitets-stigning oppnås. Da alkaliinnholdet p.g.a. porestrukturen ifølge oppfinnelsen kan være lavere, reduseres dannelsen av kobberkrystallitter som i og for seg er begunstiget med et høyere atomforhold Cu/Zn.
Katalysatoren ifølge oppfinnelsen inneholder generelt 5 til 25 vekt-%, fortrinnsvis 14 til 18 vekt-% aluminiumoksyd (beregnet ut fra oksydforløperen). Aluminiumoksydet innføres i det minste hovedsakelig i form av det kolloidalt fordelte aluminiumhydroksyd. Aluminiumoksydet bevirket en øket termoresistens hos katalysatoren.
Katalysatoren ifølge oppfinnelsen inneholder som alkali-metaller fortrinnsvis kalium, rubidium og/eller cesium i mengder på ca. 13 - 130xl0~6, fortrinnsvis fra 50 -100 xl0~6 gramatom pr. gram oksydforløper. Disse mengder bevirker riktignok p.g.a. den foretrukne porestruktur hos katalysatoren ifølge oppfinnelsen en utbytteøkning av høyere alkoholer, men er så liten at forandringen i de fysikalske egenskapene til katalysatoren, f.eks. den foran allerede nevnte vekst av Cu-krystallitter og andre endringer i overflatestrukturen og porøsitet er vesentlig mindre enn ved katalysatoren ifølge teknikkens stand.
Som ytterligere termostabiliserende substanser ved siden av aluminiumoksydet kan katalysatoren ifølge oppfinnelsen inneholde opptil 10 vekt-%, fortrinnsvis 3 til 7 vekt-% Ce203 og/eller La203 (beregnet i forhold til oksydfor-løperen) .
Katalysatoren ifølge oppfinnelsen kan generelt fremstilles ved at man utfeller kobber- og sinkoksydbestanddelene (a) samt eventuelt Ce203 og/eller La203 som ytterligere termostabiliserende substanser ved tilsetning a en alkalisk reagerende substans fra en løsning av de tilsvarende salter i nærvær av kolloidalt fordelt aluminiumhydroksyd, vasker den erholdte felling, eventuelt kalsinerer, impregnerer med forbindelser av alaklimetallet, tørker og presser på i og for seg kjent måte til formede legemer.
Generelt anvender man løsninger av nitrater av Cu og Zn samt eventuelt av Ce og La og utfører fellingen fortrinnsvis med en vandig K2C03-løsning. Løsningens konsentrasjon er fortrinnsvis 5 til 20 vekt-%.
I stedet for ut fra nitratene kan man imidlertid også gå ut fra de tilsvarende metallformiater eller -acetater. Fellingen kan også utføres ved hjelp av en kaliumbikar-bonatløsning. Utfører man fellingen med K2C03 henholdsvis KHC03 behøver man ikke vaske ut fellingen spesielt grundig, da kalium likeledes fortrinnsvis anvendes, ved den etter-følgende alkalisering. Av denne grunn kan man selvfølgelig også utføre fellingen med rubidium- eller cesiumkarbonat henholdsvis -bikarbonat. Da allikevel en stor del av disse kationer fjernes ved utvasking, foretrekker man å gå ut fra billigere kaliumkarbonat, henholdsvis bikarbonat. Videre kan fellingen utføres med natriumkarbonat, henholdsvis natrium-bikarbonat, men ved denne metode må katalysatorforløperen etterpå vaskes forholdsvis grundig ut. Fellingen er også mulig med ammoniumkarbonat, henholdsvis -bikarbonat. Fellingen utføres generelt ved temperaturer fra 20 til 65°C og ved pH-områder i området fra 6,5 til 7,5. Generelt arbeider man ved romtemperatur (25°) og ved en konstant pH-verdi på 6,9 +- 0,1.
Fellingen kan utføres satsvis eller kontinuerlig. Fortrinnsvis utfører man fellingen ved kontinuerlig sammen-føring av løsningen som inneholder det kolloidalt fordelte aluminiumhydroksyd av nitrater av Cu og Zn samt eventuelt av Ce og La med vandig K2CO3-løsning.
Etter utfellingen kalsineres den vaskede felling av katalysatorer fortrinnsvis ved ca. 270 til 290°C, knuses eventuelt (i alminnelighet til mindre enn 1,0 mm) og gjøres alkalisk ved behandling med en løsning av alkalimetallfor-bindelse(r), fortrinnsvis under redusert trykk. Til dette formål kan man evakuere en beholder som inneholder katalysa-torforløperen til ca. 10 til 50 Torr og innføre løsningen av alkalimetallforbindelsene i beholderen. For alkalisering av den oksydiske forløper anvendes man fortrinnsvis hydroksydene, karbonatene, hydrogenkarbonatene, formiatene og/ eller acetatene av kalium, rubidium og/eller cesium. Generelt anvender man vandige alkoholiske løsninger for dette formål, selv om man også kan anvende vandige løsnin-ger. Fortrinnsvis anvender man vandig metanolisk eller vandig etanoliske løsninger.
Den alkaliserte katalysatorforløper presses etter tørkingen i alminnelighet på i og for seg kjent måte til formede legemer, f.eks. til tabletter på 4,5 x 3 mm, henholdsvis på 6x3 mm, hvorunder glidemidler som grafitt kan tilsettes.
Den oksydiske katalysatorforløper deaktiveres normalt ved at den underkastes en reduserende etterbehandling. Denne kan skje umiddelbart i syntesereaktoren og utføres fortrinnsvis ved at man først reduserer ved hjelp av en liten mengde hydrogenholdig inertgass såsom nitrogen. Nitrogenet inneholder normalt først ca. 1,5 vol.-% H2. Herunder heves temperaturen f.eks. fra 100 til 235°C over et tidsrom på 16 timer. Deretter økes hydrogenandelen, hvorunder f.eks. man kan arbeide med 20 volum% H2 og resten N2 over et tidsrom på 3 timer i temperaturområdet fra 235 til 270°C. Avslutningen av den reduktive behandling kan skje med 99,9 %ig H2 over et tidsrom på 3 timer ved 270 til 300°C. Normalt aktiveres med en romhastighet på ca. 1000 til 2000 liter reduksjonsgass pr. time og liter katalysator.
En videre gjenstand for oppfinnelsen er anvendelsen av de foran beskrevne katalysatorer for syntese av alkoholblandinger inneholdende metanol og høyere alkoholer utfra CO og H2. Syntesen utføres normalt ved en temperatur på ca. 250 til 320°C, fortrinnsvis ved 280 til 300°C ved trykk på ca. 80 til 150 bar, fortrinnsvis ved ca. 100 bar og ved en romhastighet på ca. 1000 til 10000, fortrinnsvis fra 3000 til 5000 liter syntesegass pr. time og liter katalysator, hvorunder syntesegassen kan inneholde ca. 25 til 60, fortrinnsvis 30 til 50 volum% CO, ca. 0 til 2 vol.-% C02, ca. 0 til 4 vol.% N2 henholdsvis CH4 og som rest H2.
Fremstillingen og anvendelsen av katalysatoren anskuelig-gjøres ved de etterfølgende eksempler.
Eksempel 1 ( Sammenlicrnincrseksempel)
For fremstilling av katalysatorforløperen (Sammenlignings-katalysator) gikk man frem som følger: Som karbonatløsning tjente en løsning av 12 vekt-% K2 Co3 ionefritt vann. For fremstilling av metallnitratløsning ble 626,4 g Cu(N03)2 . <3>H20, 241,0 g Zn(N03)2 . 4H20 og 256,1 g A1(N03)3 . 9H20 oppløst i 2 liter ionefritt vann og fortynnet til 4 liter.
Den kontinuerlige fellingen skjedde i en fellingsapparatur bestående av en fellebeholder som rommet 600 ml utstyrt med et røreverk og en oppfangningsbeholder som rommet 25 liter. I fellebeholderen plasserte man først 400 ml ionefritt vann, tilsatt med noe metallnitratløsning og innstilte med karbonatløsning på en pH-verdi på 6,9 +0,1. Under stadig røring ble nå det samtidige tilløpet av metallnitrat- og karbonatløsning regulert slik at pH-verdien ble holdt på 6,9 +- 0,1 i fellingsbeholderen. Fellingen skjedde ved 25°C. Fellingstiden var 15 til 20 minutter.
Den erholdte suspensjon ble rørt ved romtemperatur ytterligere 3 0 minutter i oppfangningsbeholderen, så filtrert over et vakuumfilter og vasket flere ganger ved oppslemming 1 4 liter ionefritt vann på 50°C hver gang. Filterkakene ble så tørket ved 120°C og kalsinert i tynne sjikt 8 timer ved 280°C. Det kalsinerte produkt inneholdt 228 ppm K (bestemt ved atomabsorpsjonsspektrometri). 2 00 g av den kalsinerte og granulerte (<1 mm) katalysator-forløper ble under god gjennomblanding sprøytet med en løsning av 800 mg K2C03 i 10 ml H20 og 20 ml metanol og så satt under vakuum fra en vannstrålepumpe i 30 minutter. Det impregnerte produkt ble tørket ved 120°C.
Etter tilblanding av 2% naturgrafitt som glidemiddel ble produktet presset til tabletter med et tverrsnitt på 6 mm og en høyde på 3 mm. Tabell I viser de kjemiske og tabell II de fysikalsk-mekaniske data for den således erholdte katalysator 1.
Eksempel 2
Fremstilling av en katalysatorforløper ifølge oppfinnelsen
Som karbonatløsning anvendte man en løsning av 12 vekt% K2Co3 i ionefritt vann. For fremstilling av metallnitratløs-ningen ble 1253 g Cu(N03)2 . 3H20 og 482 g Zn(N03)2 • 4H20 oppløst i 4 liter ionefritt vann, hvorpå 696 g aluminiumhydroksydsol (med 10 vekt% Al2 03) ble tilsatt og man fortynnet til 8 liter med ionefritt vann.
Den kontinuerlige fellingen, utvaskingen og kalsineringen skjedde analogt med eksempel 1.
Den kalsinerte katalysatorforløperen inneholdt 260 ppm K.
200 g av den granulerte (<1 mm) katalysatorforløper ble under god gjennomblanding sprøytet med en løsning av 800 mg K2C03 i 10 ml H20 og 20 ml metanol og så satt under vannstrålevakuum i 30 minutter. Så ble produktet tørket ved 120°C.
Etter tilblandingen av 2% naturgrafitt som glidemiddel ble produktet presset til tabletter med en diameter på 6 mm og en høyde på 3 mm. Tabell I inneholder de kjemiske, tabell II de fysikalske-mekaniske data for den således fremstilte katalysator 2.
Eksempel 3
Fremstilling av en katalvsatorforløper ifølge oppfinnelsen 2 00 g av den i eksempel 2 beskrevne, granulerte katalysa-torforløper ble under god gjennomblanding sprøytet med en løsning av 1480 mg Rb2Co3 i 10 ml H20 og 20 ml metanoll og så satt under vannstrålevakuum i 30 minutter. Produktet ble så tørket ved 120°C.
Etter tilblanding av 2 % naturgrafitt ble produktet presset til tabletter med en diameter på 6 mm og en høyde på 3 mm.
Tabell I inneholder de kjemiske og tabell II de fysikalsk - mekaniske data for katalysatoren 3.
Eksempel 4
Fremstilling av en katalvsatorforløper ifølge o<p>pfinnelsen
200 g av den i eksempel 2 beskrevne, granulerte katalysa-torforløper ble under god gjennomblanding sprøytet med en løsning av 2 085 mg Cs2Co3 i 10 ml H20 og 20 ml metanol og så
satt under vannstrålevakuum i 30 minutter. Så ble produktet tørket ved 120°C.
Etter tilblandingen av 2% naturgrafitt ble produktet presset til tabletter med en diameter på 6 mm og en høyde på 3 mm.
Tabell I inneholder de kjemiske og tabell II de fysikalsk - mekaniske data for den således erholdte katalysator 4.
Eksempel 5
Fremstillin<g> av en katalvsatorforløper ifølge oppfinnelsen
Som karbonatløsning anvendte man en løsning av 12 vekt% K2Co3 i ionefritt vann. For fremstilling av metallnit-ratløsningen oppløste man 626,4 g Cu(1*03)2 • 3H2° 0<3 24l/° 9 Zn(N03)2 • 4H20 i 2 liter ionefritt vann, hvorpå 617 g aluminiumhydroksydsol (med 10 vekt% Al2 03) ble tilsatt, og man fortynnet til 4 liter med ionefritt vann.
Den kontinuerlige felling, utvaskingen og kalsineringen fant sted analogt med eksempel 1. Den kalsinerte katalysator-forløper inneholdt 315 ppm K.
200 g av katalysatorforløperen ble sprøytet med en løsning av 1300 mg K2Co3 i 30 ml H20 under god sammenblanding og så satt under vannstrålevakuum i 30 minutter. Så tørket man ved 120°C. Etter tilblanding av 2% naturgrafitt ble produktet presset til tabletter med en diameter på 6 mm og en høyde på 3 mm.
Tabell I inneholder de kjemiske og tabell II de fysikalsk - mekaniske data for katalysatoren 5.
Eksempel 6
Fremstilling av en katalvsatorforløper ifølge oppfinnelsen Som karbonatløsning anvendtes en løsning av 12 vekt% K2C03 i ionefritt vann. For fremstilling av metallnitratløsningen oppløste man 626,4 g Cu(N03)2 • 3H20, 241,0 g Zn (N03)2 . 4H20, 31,8 g Ce(N03)3 . 6H20 og 31,9 g La(N03)3- 6H20 i 2 liter ionefritt vann, hvorpå 377 g aluminiumhydroksydsol (med 10 vekt% Al203) ble tilsatt og man fortynnet til 4 liter.
Den kontinuerlige felling, utvaskingen og kalsineringen fant sted analogt med eksempel 1.
Den kalsinerte katalysatorforløper inneholder 280 ppm K.
200 g av katalysatorforløperen ble under god gjennomblanding sprøytet med en løsning av 800 mg K2Co3 i 10 ml H20 og 20 ml etanol og så satt under vannstålevakuum i 30 minutter. Så ble produktet tørket ved 120°C. Etter tilblanding av 2% naturgrafitt ble produktet presset til tabletter med en diameter på 6 mm og en høyde på 3 mm.
Tabell I inneholder de kjemiske og tabell II inneholder de fysikalsk-mekaniske data for den således erholdte katalysator 6.
Eksempel 7
( Anvendelseseksempel)
30 cm<3> av hver av de i eksempel 1 til 6 fremstilte ka-talysatorforløpere ble aktivert i en gjennomløpsreaktor (Autoclave Engineers, Erie, USA), med en innvendig gass-sirkulasjon, med en gass bestående av 1,5 vol% H2, resten N2' gjennom et tidsrom på 16 timer fra 100 til 235°C. Så fortsatte man aktiveringen med 20 vol% H2 (resten n2) i 3 timer fra 235 til 270°C og tilslutt gjennom et tidsrom på 3 timer med 99,9%ig H2 ved 270 til 300°C. Til slutt tilførte man syntesegass nr. 1 eller nr. 2
til reaktoren gjennom en gjennomløpsmåler, hvorunder et trykk på 100 bar og en romhastighet på 4000 liter SG/timer og liter katalysator ble innstilt. Reaksjonsproduktene ble så etter gjennomløp gjennom en vannkjøler (10°C) skilt i flytende og gassformige. De flytende reaksjonsproduktene ble sluppet ut med 8 timers mellomrom, veiet og analysert ved hjelp av gass/væskekromatografi og målt kvalitativt ved hjelp av en elektronisk integrator. De gassformige reak-sjonsprodukter ble etter kontinuerlig ekspansjon målt ved hjelp av et gasometer og analysert gasskromatografisk. Den kvantitative måling fant likeledes sted ved hjelp av en elektronisk integrator. Forsøksresultatene for de fremstilte katalysatorer 1 til 6 er sammenfattet i tabell III.

Claims (14)

1. Katalysator for syntese av alkoholblandinger inneholdende metanol og høyere alkoholer ut fra co og H2, hvilken i form av en oksydisk forløper inneholder a) kobberoksyd og sinkoksyd, som ved reduksjon av minst en del av kobberoksydet kan overføres i den katalytisk virksomme bestanddel, b) aluminiumoksyd som termostabiliserende substans og c) minst et alkalikarbonat, henholdsvis alkalioksyd, karakterisert ved at den oksydiske for-løper har en andel porer med et tverrsnitt mellom 14 og 7,5 nm på 20 til 70% av totalvolumet, alkaliinnholdet utgjør 13 - 130xl0~6 gramatomer alkalimetall pr. gram oksydisk forløper og aluminiumoksydbestanddelene er fremstilt fra et kolloidalt fordelt aluminiumhydroksyd (aluminiumhydroksydsol eller gel).
2. Katalysator ifølge krav 1, karakterisert ved at andelen porer med et tverrsnitt mellom 14 og 7,5 nm utgjør 25 til 55% av det totale porevolum.
3. Katalysator ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at atomforholdet Cu/Zn er 1,3 til 3,8 : 1, fortrinnsvis 2,2 til 2,9 : 1.
4. Katalysator ifølge et av kravene 1 til 3, karakterisert ved at den inneholder 5 til 25 vekt-%, fortrinnsvis 14 til 18 vekt-% aluminiumoksyd (i forhold til den oksydiske forløper).
5. Katalysator ifølge et av kravene 1 til 4, karakterisert ved at den inneholder 13 til 130xl0~6 gramatomer, fortrinnsvis 50 til 100xl0~6 gramatomer kalium, rubidium og/eller cesium pr. gram oksydisk forløper.
6. Katalysator ifølge et av kravene 1 til 5, karakterisert ved at den som ytterligere termostabiliserende substanser inneholder opptil 10 vekt-%, fortrinnsvis 3 til 7 vekt-% Ce2C>3 og/eller La2C>3 (i forhold til den oksydiske forløper).
7. Katalysator ifølge et av kravene 1 til 6, karakterisert ved at den inneholder kobber- og sinkoksyd-bestanddeler (a) samt eventuelt Ce203 og/eller La20"3 som ytterligere termostabiliserende substanser, utfelt ved å tilsette en alkalisk reagerende substans fra en løsning av de tilsvarende salter i nærvær av kollodialt fordelt aluminiumhydroksyd.
8. Katalysator ifølge et av kravene 1 til 7, karakterisert ved at den inneholder utfelte nitrater av Cu og Zn samt eventuelt av Ce og La fra en felling med en vandig K2C03-løsning med en konsentrasjon på fortrinnsvis 5 til 20 vekt%.
9. Katalysator ifølge et av kravene 1 til 8, karakterisert ved at den er fremstilt ved felling ved temperaturer fra 20 til 65°C og ved pH-verdier i området fra 6,5 til 7,5.
10. Katalysator ifølge et av kravene 1 til 9, karakterisert ved at den er fremstilt ved felling ved kontinuerlig sammenføring av løsningen som inneholder det kolloidalt fordelte aluminiumoksyd, nitrater av Cu og Zn samt eventuelt av Ce og La med vandig K2C03-løsning.
11. Katalysator ifølge et av kravene 1 til 10, karakterisert ved at den er fremstilt ved kalsinering av den vaskede felling av den oksydiske forløper ved 270 til 290°C, som eventuelt er knust og alkalisert ved behandling med en vandig eller vandig alkoholisk løsning av alkalimetallforbindelsen(e), fortrinnsvis under redusert trykk.
12. Katalysator ifølge et av kravene 1 til 11, karakterisert ved at den er fremstilt ved alkalisering av den oksydiske forløper under anvendelse av hydroksydene, karbonatene, hydrogenkarbonatene, formiatene og/eller acetatene av kalsium, rubidium og/eller cesium.
13. Anvendelse av katalysatoren ifølge et av kravene 1 til 12 ved syntese av alkoholblandinger inneholdende metanol og høyere alkoholer ut fra CO og H2.
14. Anvendelse ifølge krav 13, hvor syntesen utføres ved en temperatur på 250 til 350°C, ved et trykk på 80 til 150 bar og ved en romhastighet på 1000 til 10000 liter syntesegass pr. time og liter katalysator, hvorunder syntesegassen inneholder 25 til 60 vol-% CO, 0 til 4 vol-% C02, 0 til 4 vol-% av N2, henholdsvis CH4, og som rest H2.
NO850404A 1984-02-02 1985-02-01 Katalysator til syntese av alkoholblandinger som inneholder metanol og hoeyere alkoholer NO167260C (no)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19843403491 DE3403491A1 (de) 1984-02-02 1984-02-02 Katalysator zur synthese von methanol und hoehere alkohole enthaltenden alkoholgemischen

Publications (3)

Publication Number Publication Date
NO850404L NO850404L (no) 1985-08-05
NO167260B true NO167260B (no) 1991-07-15
NO167260C NO167260C (no) 1991-10-23

Family

ID=6226484

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO850404A NO167260C (no) 1984-02-02 1985-02-01 Katalysator til syntese av alkoholblandinger som inneholder metanol og hoeyere alkoholer

Country Status (9)

Country Link
US (1) US4598061A (no)
EP (1) EP0152809B1 (no)
JP (1) JPS60179145A (no)
AT (1) ATE49138T1 (no)
CA (1) CA1236819A (no)
DE (2) DE3403491A1 (no)
DK (1) DK46385A (no)
NO (1) NO167260C (no)
ZA (1) ZA85806B (no)

Families Citing this family (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4562174A (en) * 1984-05-21 1985-12-31 Alberta Gas Chemicals Ltd. Catalyst for the production of alkanols
EP0234745B1 (en) * 1986-01-29 1991-06-12 Dyson Refractories Limited Catalysts
FR2601262B1 (fr) * 1986-07-08 1992-06-12 Usinor Catalyseur de synthese du methanol et son application a la synthese du methanol.
US4762817A (en) * 1986-11-03 1988-08-09 Union Carbide Corporation Aldehyde hydrogenation catalyst
US4876402A (en) * 1986-11-03 1989-10-24 Union Carbide Chemicals And Plastics Company Inc. Improved aldehyde hydrogenation process
JP2535876B2 (ja) * 1987-02-27 1996-09-18 三菱瓦斯化学株式会社 混合アルコ−ル合成用流動触媒
US4751248A (en) * 1987-07-02 1988-06-14 Phillips Petroleum Company Preparation of alcohols from synthesis gas
DE3837308A1 (de) * 1988-11-03 1990-05-10 Basf Ag Kupferhaltiger katalysator zur tieftemperaturkonvertierung
US5089532A (en) * 1989-03-28 1992-02-18 Iowa State University Research Foundation, Inc. Catalyst, method of producing and using same for production of methanol and higher alcohols
US5134108A (en) * 1991-05-22 1992-07-28 Engelhard Corporation Process for preparing catalyst with copper or zinc and with chromium, molybdenum, tungsten, or vanadium, and product thereof
DE4127318A1 (de) * 1991-08-17 1993-02-18 Hoechst Ag Kupfer-zinkoxid-aluminiumoxid enthaltende katalysatoren
JPH0734867B2 (ja) * 1991-10-09 1995-04-19 花王株式会社 水素化用触媒及びその製造方法
DE4244273A1 (de) * 1992-12-28 1994-06-30 Hoechst Ag Kupferkatalysator
US5387570A (en) * 1993-05-07 1995-02-07 Exxon Research & Engineering Co. Catalysts for iso-alcohol synthesis from CO + H2
US5530168A (en) * 1994-10-03 1996-06-25 Air Products And Chemicals, Inc. Process for the synthesis of a C2 + Aliphatic alcohol in a slurry reactor comprising an in-situ catalyst impregnation step
US6114279A (en) * 1997-03-31 2000-09-05 Director-General Of Agency Of Industrial Science And Technology Catalyst for methanol synthesis and reforming
DE10160486A1 (de) * 2001-12-08 2003-06-12 Sued Chemie Ag Katalysator für die Methanolsynthese
DE10313702A1 (de) * 2003-03-27 2004-10-07 Basf Ag Katalysator und Verfahren zur Hydrierung von Carbonylverbindungen
DE102005020630A1 (de) * 2005-05-03 2006-11-23 Süd-Chemie AG Herstellung von Cu/Zn/Al-Katalysatoren über den Formiatweg
DE102005035762A1 (de) * 2005-07-29 2007-02-01 Süd-Chemie AG Hochporöse Schichten aus MOF-Materialien und Verfahren zur Herstellung derartiger Schichten
DE102005037893A1 (de) * 2005-08-10 2007-02-15 Süd-Chemie AG Verfahren zur Herstellung hochaktiver Metall/Metalloxid-Katalysatoren
CN100584456C (zh) * 2006-11-17 2010-01-27 南化集团研究院 用于合成气合成低碳醇的催化剂及其制备方法
DE102006061477B4 (de) * 2006-12-23 2019-04-04 Süd-Chemie Ip Gmbh & Co. Kg Verfahren zur Abtrennung und Reinigung von Feststoffen aus Suspensionen
JP5279239B2 (ja) * 2007-11-16 2013-09-04 国立大学法人九州大学 メタノール合成触媒の製造方法
US7964114B2 (en) * 2007-12-17 2011-06-21 Sud-Chemie Inc. Iron-based water gas shift catalyst
US20100236987A1 (en) * 2009-03-19 2010-09-23 Leslie Wayne Kreis Method for the integrated production and utilization of synthesis gas for production of mixed alcohols, for hydrocarbon recovery, and for gasoline/diesel refinery
DE102010021792B4 (de) * 2010-05-27 2022-03-31 Clariant Produkte (Deutschland) Gmbh Katalysatoren und Verfahren zu deren Herstellung
JP2012217886A (ja) * 2011-04-05 2012-11-12 Mitsubishi Heavy Ind Ltd エタノール合成触媒及びエタノール合成システム
DE102011086451A1 (de) 2011-11-16 2013-05-16 Süd-Chemie Ip Gmbh & Co. Kg Methanolsynthesekatalysator auf basis von kupfer, zink und aluminium
US9295978B2 (en) 2012-02-15 2016-03-29 Basf Corporation Catalyst and method for the direct synthesis of dimethyl ether from synthesis gas
WO2014044020A1 (zh) * 2012-09-18 2014-03-27 中国石油化工股份有限公司 一种联产环己醇和链烷醇的方法和装置
CN104841439B (zh) * 2015-04-30 2017-10-24 太原理工大学 一种Cu基CO加氢合成乙醇催化剂的制备方法
EP3305404A1 (en) 2016-10-10 2018-04-11 National Petrochemical Company Copper/zinc/aluminium catalyst for the methanol synthesis prepared from a binary zinc-aluminium precursor solution
EP4112169A1 (en) 2021-07-03 2023-01-04 Studiengesellschaft Kohle mbH Process for converting synthesis gas to higher alcohols

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA1021354A (en) * 1972-04-20 1977-11-22 Alvin B. Stiles Methanol synthesis catalyst
US4107089A (en) * 1977-03-14 1978-08-15 Petr Grigorievich Bondar Catalyst for the synthesis of methanol and method for preparing same
DE3005551A1 (de) * 1980-02-14 1981-08-20 Süd-Chemie AG, 8000 München Katalysator zur synthese von methanol und hoehere alkohole enthaltenden alkoholgemischen
IT1140947B (it) * 1980-05-16 1986-10-10 Snam Progetti Processo per la produzione di una miscela di metanolo ed alcoli superiori "grado carburante"
IT1169281B (it) * 1981-12-02 1987-05-27 Assoreni & Snamprogetti Spa Sistema catalitico e procedimento per la produzione di miscele di metanolo ed alcoli superiori
DE3317725A1 (de) * 1983-05-16 1984-11-22 Süd-Chemie AG, 8000 München Katalysator fuer die methanolsynthese

Also Published As

Publication number Publication date
DE3575086D1 (de) 1990-02-08
ZA85806B (en) 1985-09-25
DK46385A (da) 1985-08-03
NO167260C (no) 1991-10-23
EP0152809B1 (de) 1990-01-03
EP0152809A2 (de) 1985-08-28
NO850404L (no) 1985-08-05
CA1236819A (en) 1988-05-17
ATE49138T1 (de) 1990-01-15
EP0152809A3 (en) 1987-06-24
DE3403491A1 (de) 1985-08-14
DK46385D0 (da) 1985-02-01
JPS60179145A (ja) 1985-09-13
US4598061A (en) 1986-07-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NO167260B (no) Katalysator til syntese av alkoholblandinger som inneholder metanol og hoeyere alkoholer
JP4062647B2 (ja) メタノールをスチーム改質するための触媒
CN101433842B (zh) 一种加氢催化剂及制备方法
US6455464B1 (en) Preparation and use of non-chrome catalysts for Cu/Cr catalyst applications
EP1052234B1 (en) Process for the synthesis of chemical industrial feedstock and high-octane fuel, and high-octane fuel composition
JP2624938B2 (ja) 銅触媒
US6689713B1 (en) Copper-containing catalyst and a process for the preparation thereof
SU1279516A3 (ru) Катализатор дл получени метанола и высших спиртов
Shimomura et al. Copper oxide-zinc oxide-alumina catalyst: The structure of a copper oxide-zinc oxide-alumina catalyst for methanol synthesis
Rao et al. Vapor phase selective hydrogenation of acetone to methyl isobutyl ketone (MIBK) over Ni/CeO 2 catalysts
US20140243562A1 (en) Hydrogenolysis of furfuryl alcohol to 1,2-pentanediol
CN102083745A (zh) 运行hts反应器的方法
US7754651B2 (en) Cu/Zn/Al catalyst for methanol synthesis
US4480122A (en) Process for producing methyl formate
CN106944060A (zh) 一种甲烷二氧化碳重整制合成气催化剂的制备方法
JPH0134651B2 (no)
US5053379A (en) High-activity nickel catalyst and process for preparation thereof
TWI267505B (en) Method for the catalytic conversion of alkylene carbonate with Mg, Al mixed (hydr)oxide catalyst and its use therefore
US5493064A (en) Noble metal large pore zeolyte catalyst for methanol-ethanol coupling
CN112264026A (zh) 一种高活性高选择性合成甲醇催化剂的制备方法
US4224190A (en) Catalyst for dehydrogenating organic compounds, in particular amines, thiols, and alcohols, and a process for its preparation
CN109422638B (zh) Abe发酵液转化制备酮类化合物方法
JPS647974B2 (no)
JP3730792B2 (ja) 炭化水素の異性化方法
JP3190034B2 (ja) 酸化物系触媒、その製造法、該触媒を用いたco▲下2▼の接触水素化方法、および該触媒を用いたco▲下2▼とh▲下2▼からの液状炭化水素の製造法