NO305157B1 - FremgangsmÕte for fremstilling av en katalysator pÕ aluminiumoksyd-basis, samt fremgangsmÕte for fremstilling av hydrokarboner - Google Patents

FremgangsmÕte for fremstilling av en katalysator pÕ aluminiumoksyd-basis, samt fremgangsmÕte for fremstilling av hydrokarboner Download PDF

Info

Publication number
NO305157B1
NO305157B1 NO911719A NO911719A NO305157B1 NO 305157 B1 NO305157 B1 NO 305157B1 NO 911719 A NO911719 A NO 911719A NO 911719 A NO911719 A NO 911719A NO 305157 B1 NO305157 B1 NO 305157B1
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
alumina
mixture
cobalt
catalyst
source
Prior art date
Application number
NO911719A
Other languages
English (en)
Other versions
NO911719D0 (no
NO911719L (no
Inventor
Annie Hendrika Joustra
Bob Scheffer
Original Assignee
Shell Int Research
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 Shell Int Research filed Critical Shell Int Research
Publication of NO911719D0 publication Critical patent/NO911719D0/no
Publication of NO911719L publication Critical patent/NO911719L/no
Publication of NO305157B1 publication Critical patent/NO305157B1/no

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G2/00Production of liquid hydrocarbon mixtures of undefined composition from oxides of carbon
    • C10G2/30Production of liquid hydrocarbon mixtures of undefined composition from oxides of carbon from carbon monoxide with hydrogen
    • C10G2/32Production of liquid hydrocarbon mixtures of undefined composition from oxides of carbon from carbon monoxide with hydrogen with the use of catalysts
    • C10G2/33Production of liquid hydrocarbon mixtures of undefined composition from oxides of carbon from carbon monoxide with hydrogen with the use of catalysts characterised by the catalyst used
    • C10G2/331Production of liquid hydrocarbon mixtures of undefined composition from oxides of carbon from carbon monoxide with hydrogen with the use of catalysts characterised by the catalyst used containing group VIII-metals
    • C10G2/332Production of liquid hydrocarbon mixtures of undefined composition from oxides of carbon from carbon monoxide with hydrogen with the use of catalysts characterised by the catalyst used containing group VIII-metals of the iron-group
    • 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
    • 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
    • B01J23/75Cobalt
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/0009Use of binding agents; Moulding; Pressing; Powdering; Granulating; Addition of materials ameliorating the mechanical properties of the product catalyst
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G3/00Production of liquid hydrocarbon mixtures from oxygen-containing organic materials, e.g. fatty oils, fatty acids
    • C10G3/42Catalytic treatment
    • C10G3/44Catalytic treatment characterised by the catalyst used
    • C10G3/45Catalytic treatment characterised by the catalyst used containing iron group metals or compounds thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G3/00Production of liquid hydrocarbon mixtures from oxygen-containing organic materials, e.g. fatty oils, fatty acids
    • C10G3/42Catalytic treatment
    • C10G3/44Catalytic treatment characterised by the catalyst used
    • C10G3/48Catalytic treatment characterised by the catalyst used further characterised by the catalyst support
    • C10G3/49Catalytic treatment characterised by the catalyst used further characterised by the catalyst support containing crystalline aluminosilicates, e.g. molecular sieves
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J21/00Catalysts comprising the elements, oxides, or hydroxides of magnesium, boron, aluminium, carbon, silicon, titanium, zirconium, or hafnium
    • B01J21/02Boron or aluminium; Oxides or hydroxides thereof
    • B01J21/04Alumina
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J21/00Catalysts comprising the elements, oxides, or hydroxides of magnesium, boron, aluminium, carbon, silicon, titanium, zirconium, or hafnium
    • B01J21/06Silicon, titanium, zirconium or hafnium; Oxides or hydroxides 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
    • B01J21/00Catalysts comprising the elements, oxides, or hydroxides of magnesium, boron, aluminium, carbon, silicon, titanium, zirconium, or hafnium
    • B01J21/06Silicon, titanium, zirconium or hafnium; Oxides or hydroxides thereof
    • B01J21/066Zirconium or hafnium; Oxides or hydroxides thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G2300/00Aspects relating to hydrocarbon processing covered by groups C10G1/00 - C10G99/00
    • C10G2300/10Feedstock materials
    • C10G2300/1022Fischer-Tropsch products
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G2400/00Products obtained by processes covered by groups C10G9/00 - C10G69/14
    • C10G2400/20C2-C4 olefins
    • 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
    • Y02P30/00Technologies relating to oil refining and petrochemical industry
    • Y02P30/20Technologies relating to oil refining and petrochemical industry using bio-feedstock

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Transition And Organic Metals Composition Catalysts For Addition Polymerization (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)

Description

Den foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte for fremstilling av en katalysator på aluminiumoksidbasis, samt en fremgangsmåte for fremstilling av hydrokarboner.
Fremstilling av hydrocarboner fra blandinger bestående av hydrogen og karbonmonoksid i nærvær av en katalysator ved forhøyet temperatur og trykk er kjent fra litteraturen som Fischer-Tropsch-syntesen. En ofte anvendt katalysator for denne hydrokarbonsyntese omfatter kobolt, jern og/eller nikkel, en aktivator og et bærermateriale. Disse katalysatorer kan passende fremstilles ved å avsette de aktive komponenter på bærermaterialet ved hjelp av kjente teknikker som utfell-ing, impregnering, knaing og smelting.
I det siste er det funnet en klasse Fischer-Tropsch-katalysatorer med den egenskap at de gir en hydrokarbonbland-ing som omfatter hovedsakelig ikke-forgrenede paraffiner og svært få olefiner og oksygenholdige forbindelser. En vesentlig del av hydrokarbonene i denne blanding koker ved høyere temperatur enn paraffin- og gassoljefraksjonene fremstilt ved konvensjonell atmosfærisk destillasjon av rå mineralolje (de såkalte midlere destillater, kokeområde 150-360 °C). Det er påvist at den høytkokende delen av dette produkt kan konver-teres med høyt utbytte til midlere destillater ved hjelp av hydrokrakking. Utgangsmaterialet for hydrokrakking velges slik at det i det minste inneholder en fraksjon med laveste kokepunkt liggende over høyeste kokepunkt til det tyngste midlere destillat ønsket som sluttprodukt. Hydrokrakking av produktet foregår typisk med svært lavt hydrogenforbruk og gir midlere destillater som har et betraktelig bedre flytepunkt enn det som oppnås ved direkte syntese av midlere destillater ved bruk av Fischer-Tropsch hydrokarbonsynteseprosessen.
Typiske Fischer-Tropsch-katalysatorer av ovennevnte klasse omfatter silisiumoksid, alumina eller silisiumoksid/- alumina som bærermateriale, og med anvendelse av kobolt, jern eller nikkel sammen med en aktivator valgt fra gruppene Ila, Illb, IVb og Vb i det Periodiske system, f.eks. zirkonium, titan, krom eller magnesium. Ved fremstillingen av disse katalysatorer blir det katalytisk aktive metall, dvs. kobolt, jern eller nikkel, samt aktivatoren, avsatt på bærermaterialet, hvoretter den oppnådde katalysator blir kalsinert. Katalysa toren blir aktivert før endelig bruk i Fischer-Tropsch-syntesen ved å redusere de katalytiske forbindelsers oksider til metall.
Anvendelse av alumina som bærermateriale har avdekket flere ulemper. For det første har det vist seg nødvendig å tilsette rutenium og/eller platina/palladium under fremstillingen av aluminabaserte katalysatorer for lettere å kunne redusere det katalytiske metall til et akseptabelt nivå. Likevel har det vært nødvendig med relativt høye reduksjonstemperatur-er for slike katalysatorer. Prisen på de tilsatte metaller er svært høy og den er prohibitiv for industriell tilvirkning av slike katalysatorer.
For det andre er det kjent innen faget at katalysatorer av ovennevnte klasse, spesielt de som består av kobolt på bærer av alumina, viser en lavere aktivitet ved hydrogener-ing av karbonmonoksid enn lignende katalysatorer som består av kobolt på bærer av silisiumoksid (Journal of Catalysis, vol. 85, p.78-88, 1984).
Svært uventet har forskning nå avslørt at ulempene nevnt ovenfor kan overkommes dersom man ved fremstilling av denne type katalysator bruker et aluminabasert ekstrudat som er koekstrudert med en kobolt-, jern- eller nikkelkilde. Det viser seg at måten aktivatoren blir inkorporert i ekstrudatet på ikke er kritisk, og den kan koekstruderes sammen med alumina og kobolt-, jern- eller nikkelkilden, eller den kan avsettes på de aluminiumbaserte ekstrudater med konvensjonelle metoder. De fremstilte ekstrudater viste god knusestyrke og de er svært godt egnet for fremstilling av Fischer-Tropsch-katalysatorer med høy aktivitet, selektivitet og stabilitet. Vid-ere kan disse katalysatorer enkelt reduseres ved temperaturer under 300 °C, fortrinnsvis ved 260-270 °C, hvorved reduksjon in situ er industrielt mulig.
Med foreliggende oppfinnelse tilveiebringes således en fremgangsmåte for fremstilling av en katalysator ved å redusere en katalysator-forløper oppnådd ved kalsinering av et alumina-basert ekstrudat, kjennetegnet ved at den omfatter følgende trinn: i) fremstilling av en ekstruderbar blanding av en alumina-forløper, en kobolt-, jern- eller nikkelkilde og
et løsningsmiddel,
ii) ekstrudering av blandingen, og
iii) tørking av det således formede ekstrudat.
I en foretrukket utførelsesform av oppfinnelsen er en koboltkilde brukt ved fremstillingen av den ekstruderbare blanding.
Ekstrudatets grunnmasse består av en ekstrudert aluminagrunnsubstans som kan være aluminaer, aluminiumhydroksider, aluminahydroksider, eller blandinger av disse. Foretrukne aluminagrunnsubstanser er aluminiumhydroksider med frie hyd-roksylgrupper, som ved kalsinering blir omdannet til porøs alumina med god styrke mot knusning. Eksempler på aluminiumhydroksider er boehmitt, pseudoboehmitt, diaspor, gibbsitt, bayeritt og nordstranditt. De mest foretrukne grunnsubstanser er boehmitt og spesielt pseudoboehmitt. Ved kalsinering blir diaspor omdannet til a-alumina, mens boehmitt blir omdannet tilY~alumina, 6-alumina eller a-alumina, ved kalsinerings-temperaturer på henholdsvis 450-560 °C, 750-1000 °C og over 1000 °C. Pseudoboehmitt har en tendens til å danne fibere ved aldring og tørking. Overflatearealet til alumina kan være så høyt som 500 m<2>/g.
For å få en ekstruderbar blanding blir grunnsubstansen alumina blandet med kobolt-, jern- eller nikkelkilden og et løsningsmiddel. Hensikten med løsningsmidlet er å oppnå en intim blanding av grunnsubstansen alumina med kobolt-, jern-eller nikkelkilden. Det kan være et hvilket som helst egnet løsningsmiddel kjent i faget.
Egnede løsningsmidler som gir en ekstruderbar blanding eller deig, omfatter polare løsningsmidler som vann, lavere alkanoler som etanol og metanol, eller blandinger av disse. Mest hensiktsmessig benyttes vann som løsningsmiddel. Mengde anvendt løsningsmiddel må avpasses slik at blandingen får de riktige ekstruderingsegenskapene, dvs. at blandingen lett kan ekstruderes gjennom en passende silplate og gi ekstrudater som beholder sin form under tørkeprosessen. Typisk mengde løsningsmiddel i ekstruderbare blandinger er fra 20 vekt% til 120 vekt% basert på tørr vekt av grunnsubstansen alumina.
Den ekstruderbare blanding bør være i form av en deig. Dette oppnås ved peptisering av utgangsstoffet alumina. Egnede peptiserende midler for å oppnå en ekstruderbar blanding er vel kjent innen faget. Disse innbefatter svake syrer, som f.eks. maursyre, eddiksyre og propionsyre. Eddiksyre er et spesielt foretrukket peptiserende middel. Typiske mengder peptiserende middel tilstrekkelig til å danne en deig er 1-25 vekt% av tørrvekt på utgangsstoffet alumina. Fortrinnsvis ut-gjør peptiserende middel 3-20 vekt% av den ekstruderbare blandingen. Det har vist seg at ekstruderbare blandinger med en mengde peptiserende middel i øverste del av det foretrukne område, dvs. fra 10 til 20 vekt%, og spesielt rundt 15 vekt%, resulterer i spesielt sterke aluminabaserte ekstrudater.
Selv om alumina er foretrukket som grunnmasse i ekstrudatet, kan blandinger av alumina med titandioksid og/eller silisiumoksid og/eller zirkoniumoksid anvendes, forutsatt at blandingens ekstruderingsegenskaper ikke påvirkes negativt.
Et vesentlig trekk ved den foreliggende fremgangsmåte er koekstrudering av kobolt-, jern- eller nikkelkilden sammen med utgangsstoffet alumina. Kobolt-, jern- eller nikkelkilden kan vaere enhver forbindelse som gir en egnet ekstruderbar blanding sammen med utgangsstoffet alumina og løsningsmidlet, og som tillater kobolt-, jern- eller nikkelforbindelsen å bli redusert til metallisk grunnstoff. Eksempler på egnede kobolt-, jern- eller nikkelholdige forbindelser er uorganiske eller organiske salter, f.eks. nitrater, hydroksider og oksider. Eksempler på koboltkilder er koboltnitrat og kobolthydroksid. Vanligvis foretrekkes hydroksider som kobolt-, jern- eller nikkelkilde, fordi det flyktige spaltningsproduktet ved reduksjon (vann) er uproblematisk.
I alminnelighet velges mengden av kobolt-, jern-eller nikkelkilden slik at det fremstilte ekstrudatet inneholder 10-300 vektdeler kobolt, jern eller nikkel pr. 100 vektdeler alumina. Fortrinnsvis inneholder det ferdige ekstrudat 25-200 vektdeler kobolt, jern eller nikkel pr. 100 vektdeler alumina. Mer foretrukket er 40-140 vektdeler og mest foretrukket er 50-100 vektdeler.
Den ekstruderbare blandingens reologi kan forbedres ved å tilsette struktureringsmidler, som f.eks. polyakryl-amider solgt under handelsnavnet "Nalco" eller karboksymetyl-
cellulose solgt under handelsnavnet "Avicel".
For å forbedre den ekstruderbare blandingens flyte-genskaper i ekstruderen, kan det tilsettes et overflateaktivt stoff eller en polyelektrolytt. Det overflateaktive stoff eller polyelektrolytten senker blandingens viskositet, gir ekstrudatet en jevnere tekstur og underletter kuttingen av det ekstruderte produkt. Dessuten vil innlemmelse av slike forbindelser forbedre dannelsen av makroporer i det kalsinerte materiale, hvilket i sin tur kan forbedre sluttproduktenes katalytiske egenskaper. Egnede overflateaktive stoffer omfatter kationisk overflateaktive stoffer som f.eks. fettaminer, kvartære ammoniumforbindelser, alifatiske monokarboksylsyrer, etoksylerte alkylaminer, polyvinylpyridin, sulfoksonium-, sul-fonium-, fosfonium- og jodforbindelser, anioniske overflateaktive stoffer, som f.eks. alkylerte aromater, acykliske monokarboksylsyrer, fettsyrer, sulfonerte aromater, alkoholsulfåt-er, eteralkoholsulfater, sulfaterte fettstoffer og oljer, og fosfonsyresalter og ikke-ioniske overflateaktive stoffer som f.eks. polyoksyetylenalkylfenoler, polyoksyetylenalkylamider, polyoler og acetyleniske glykoler.
Den ekstruderbare blanding fremskaffes ved intim miksing av utgangsstoffet alumina, kobolt-, jern- eller nikkelkilden og løsningsmidlet. Typisk blandetid er 10-100 minutter, fortrinnsvis 35-80 minutter. Vanligvis har den ekstruderbare blanding et innhold av fast stoff på 15-65 vekt%, fortrinnsvis 25-55 vekt%.
Etter intim miksing kan blandingen ekstruderes med en konvensjonell skrueekstruder gjennom en dyseplate med åpninger av ønsket form og størrelse. De ekstruderte strenger blir kuttet i ønsket lengde og så tørket. Ekstrudatene kan gis en egnet tverrsnittsprofil, f.eks. sirkulær eller ribbeformet, eller utforminger som vist i US patentskrift nr. 4.028.227. Ekstrudater med tre ribber eller med hule sylindere er meget velegnede.
Ekstrudatene kan omfatte én eller flere aktivatorer valgt fra gruppen Ila, Illb, IVb og Vb i det Periodiske system, f.eks. zirkonium, titan, krom eller magnesium, i særdeleshet zirkonium. Rhenium kan også brukes som aktivator. Aktivatoren kan tilsettes ekstrudatet ved konvensjonelle av leiringsteknikker, eller ved innlemmelse i blandingen før ekstrudering. Dersom aktivatoren skal avleires på ekstrudatet, kan alle konvensjonelle avleiringsteknikker benyttes, f.eks. impregnering. Konvensjonelle avleiringsmetoder er vist i US patentskrift nr. 4.522.939. Fortrinnsvis blir aktivatoren tilsatt til den ekstruderbare blanding for å unngå et separat av-leiringstrinn og for at de nødvendige ekstrudater kan formes i én enkelt operasjon.
Enhver aktivatorkilde kan benyttes. Når aktivatorkilden tilsettes den ekstruderbare blanding, er det ønskelig at blandingens ekstruderingsegenskaper ikke påvirkes negativt. Både uorganiske og organiske aktivatorforbindelser er egnet for innblanding i den ekstruderbare blanding. Eksempler på egnede forbindelser er oksider, hydroksider og karbonater.Egnede zirkoniumforbindelser er zirkoniumhydroksid, zirkonium-karbonat og ammoniumzirkoniumkarbonat.
Selv om mengde anvendt aktivator avhenger av tilset-ningsmetoden (avleiring eller koekstrudering), ligger den vanligvis i området 0,1-100 vektdeler aktivator pr. 100 vektdeler alumina, fortrinnsvis 5-50 vektdeler.
Kalsineringen av det fremstilte aluminabaserte ekstrudat skjer vanligvis ved en temperatur i området fra 300 °C 1000 °C, fortrinnsvis ved 400-900 °C.
Etter kalsinering blir katalysatoren aktivert ved reduksjon, fortrinnsvis ved en reduksjonstemperatur på under 300 °C. Mest foretrukket er en reduksjonstemperatur i området 250-280 °C. Denne reduksjon kan foregå in situ, dvs. utført med katalysator i reaktoren. Reduksjonen utføres best ved å bringe katalysatoren i kontakt med hydrogen eller en hydrogen-holdig gass.
Med oppfinnelsen tilveiebringes også en fremgangsmåte for fremstilling av hydrokarboner, kjennetegnet ved at metanol og/eller en blanding av karbonmonoksid og hydrogen bringes i kontakt med en katalysator fremstilt ved en fremgangsmåte som beskrevet foran.
Fremstilling av hydrokarboner fra en tilførsel bestående av syntesegass, eventuelt i kombinasjon med metanol, innebærer at tilførselen må bringes i kontakt med den be-skrevne katalysator. Dette utføres vanligvis ved en temperatur på 100-600 °C, mer typisk 150-350 °C, foretrukket 180-270 °C, mest foretrukket 200-250 °C, og med et totalt absolutt trykk vanligvis på 1-200 bar, fortrinnsvis 10-70 bar. Volumhastig-heten er i alminnelighet 200-20.000 m<3>(STP) gasstilførsel/m<3>reaksjonssone/time. Begrepet "STP" benyttes her i betydningen standard temperatur (0 °C) og trykk (1 bar absolutt). Tilfør-selen omfatter fortrinnsvis hydrogen og karbonmonoksid i et molforhold på 0.9:1 til 3:1, fortrinnsvis 1:1 til 2,3:1.
Ved en foretrukket utførelsesform av fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse utføres fremstillingen av hydrokarboner fra karbonmonoksid og hydrogen som et første trinn i en to-trinns prosess for fremstilling av midlere destillater.
Som det andre trinn i prosessen blir hydrokarbonpro-duktet, eller i det minste den del av produktet som har et første kokepunkt over det endelige kokepunktet til den ønskede midlere destillat-fraksjon, underkastet en katalytisk hydrogenbehandling. Den katalytiske hydrogenbehandling blir gjerne utført ved å bringe hydrokarbonmaterialet fra første trinn i kontakt med hydrogen ved forhøyet temperatur og trykk i nærvær av en katalysator på bærer, bestående av ett eller flere metaller med hydrogenerende aktivitet.
Ved hydrogenbehandlingen benyttes fortrinnsvis en katalysator bestående av ett eller flere metaller fra gruppe VIII på en bærer. Spesielt foretrekkes en katalysator bestående av platina på en bærer hvor 13-15 vekt% er alumina og resten silisiumoksid. Foretrukne reaksjonsbetingelser ved hydrogenbehandlingen er temperaturer i området 175-400 °C, i særdeleshet 250-350 °C, et hydrogenpartialtrykk på 1-25 MPa, i særdeleshet 2,5-15 MPA, en volumhastighet på 0,1-5 kg/l/h, i særdeleshet 0,25-2 kg/l/h og et forhold hydrogen/olje på 100-5000 Nl/kg, i særdeleshet 250-2500 Nl/kg.
Fremstillingsprosessen for aluminabaserte ekstrudater og fremstillingen av katalysatorer basert på disse blir nær-mere beskrevet i de følgende eksempler.
Eksempel 1
Fremstilling av ekstrudatet.
Det ble fremstilt forskjellige ekstrudater med sam-
mensetninger som gitt i Tabell 1.
Pseudoboehmitt ble peptisert med fortynnet iseddik (3 vekt% på tørr basis). Deretter ble koboltkilden og zirkonium-kilden tilsatt i vilkårlig rekkefølge. Til slutt ble vann tilsatt i en sådan mengde at foreskrevet vekttap ved brenning (LOI) av den ekstruderte blandingen ble oppfylt. Disse kompo-nentene ble blandet intimt i en gitt tid. Til slutt ble struk-tureringsmidlet, AVICEL, tilsatt og eventuelt også et flytfor-bedrende middel.
Den fremstilte blandingen ble ekstrudert med en 1" Bonnet ekstruder med en 1,7 mm Delrin tre-fliket dyseform. Ekstrudatene med 3-fliket form ble tørket og kalsinert ved ca. 500 °C.
Alle ekstruderingsblandinger viste god til utmerket ekstruderbarhet.
Katalytisk virkning
De kalsinerte ekstrudater, nå kalt katalysatorer og angitt med samme nummerering, ble knust, fylt i en reaktor og tørket ved 260°C i nitrogenstrøm. Den tørkede katalystor ble redusert ved å øke mengde hydrogen i nitrogenstrømmen. Reduk-sjonstemperaturen var 260°C.
Etter reduksjon ble temperaturen senket til ca. 195°C og trykket gradvis øket til 26 bar.
Syntesegass ble ført inn i reaktoren med en volumhastighet på 800 Nl/l/h. Katalysatortemperaturen ble justert inntil omsetningen av H2+ CO var på 60-70%, tilsvarende et volum/tid-utbytte (STY) på ca. 100 g/l/h. Virkningen av disse katalysatorer, uttrykt som C5+-selektivitet, er gitt i Tabell
II.
Til sammenligning ble den katalytiske virkningen av to tidligere typer katalysatorer testet, nemlig en impregnert 25Co/lZr/100Si02-katalysator og en impregnert
25Co/lLa/0,5Ru/100 Al203-katalysator. Førstnevnte katalysator ble redusert ved 260°C, mens den sistnevnte ble redusert ved 350°C. Under tilsvarende syntesebetingelser var C5+-selek-tiviteten henholdsvis 90 vekt% og 88 vekt%. Dette viser føl-gelig at katalysatorene fremstilt ifølge foreliggende oppfinnelse ikke hadde de ulemper som var forbundet med tidligere
typer aluminabaserte katalysatorer diskutert ovenfor, men har faktisk vist forbedret aktivitet.
Eksempel 2
Ytterligere seks ekstrudater ble fremstilt ifølge utførelsen skissert i eksempel 1. Ekstrudatenes sammenset-ninger er vist i Tabell III.
Ekstrudatenes knusestyrke (N/m) ble testet. Verdiene er gitt i Tabell III. Disse viser at fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse kan anvendes til å fremstille aluminabaserte ekstrudater med svært høy knusestyrke. I særdeleshet viser dette at anvendelse av en mengde peptiserende middel i øvre del av det foretrukne området på 3-20% gir ekstrudater med særdeles høy knusestyrke.
Eksempel 2
Ytterligere seks ekstrudater ble fremstilt ifølge utførelsen skissert i eksempel 1. Ekstrudatenes sammenset-ninger er vist i Tabell III.
Ekstrudatenes knusestyrke (N/m) ble testet. Verdiene er gitt i Tabell III. Disse viser at fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse kan anvendes til å fremstille aluminabaserte ekstrudater med svært høy knusestyrke. I særdeleshet viser dette at anvendelse av en mengde peptiserende middel i øvre del av det foretrukne området på 3-20% gir ekstrudater med særdeles høy knusestyrke.

Claims (12)

1. Fremgangsmåte for fremstilling av en katalysator ved å redusere en katalysator-forløper oppnådd ved kalsinering av et alumina-basert ekstrudat,karakterisert vedat den omfatter følgende trinn: i) fremstilling av en ekstruderbar blanding av en alumina- forløper, en kobolt-, jern- eller nikkelkilde og et løsningsmiddel, ii) ekstrudering av blandingen, og iii) tørking av det således formede ekstrudat.
2. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisert vedat reduksjonen utføres ved en temperatur under 300 °C.
3. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisert vedat reduksjonen utføres ved en temperatur i området 250-280 °C.
4. Fremgangsmåte ifølge krav 1-3,karakterisert vedat alumina-forløperen velges blant boehmitt, pseudoboehmitt, gibbsitt og blandinger av disse.
5. Fremgangsmåte ifølge krav 1-4,karakterisert vedat det som kobolt-, jern- eller nikkelkilde anvendes en forbindelse valgt blant karbonater, hydroksider, eller nitrater av kobolt, jern eller nikkel, eller blandinger av slike.
6. Fremgangsmåte ifølge krav 1-5,karakterisert vedat den ekstruderbare blanding omfatter en koboltkilde.
7. Fremgangsmåte ifølge krav 1-6,karakterisert vedat den ekstruderbare blanding også omfatter et peptiserende middel.
8. Fremgangsmåte ifølge krav 7,karakterisert vedat blandingen innbefatter som peptiserende middel 10-20 vekt% eddiksyre basert på vekten av tørt alumina.
9. Fremgangsmåte ifølge krav 1-8,karakterisert vedat den ekstruderbare blanding også omfatter en aktivatorkilde hvor aktivatoren er valgt blant gruppene Ila, Illb, IVb og Vb i det Periodiske system.
10. Fremgangsmåte ifølge krav 9,karakterisert vedat aktivatorkilden er en forbindelse valgt blant aktivatorens hydroksider, nitrater eller karbonater.
11. Fremgangsmåte ifølge krav 1-8,karakterisert vedat det før kalsinering avsettes en aktivatorkilde på det aluminabaserte ekstrudat hvor aktivatorkilden er valgt blant gruppene Ila, Illb, IVb og Vb i det Periodiske system.
12. Fremgangsmåte for fremstilling av hydrokarboner,karakterisert vedat metanol og/eller en blanding av karbonmonoksid og hydrogen bringes i kontakt med en katalysator fremstilt ved en fremgangsmåte ifølge krav 1-11.
NO911719A 1990-05-04 1991-05-02 FremgangsmÕte for fremstilling av en katalysator pÕ aluminiumoksyd-basis, samt fremgangsmÕte for fremstilling av hydrokarboner NO305157B1 (no)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB909010075A GB9010075D0 (en) 1990-05-04 1990-05-04 Process for the preparation of alumina based extrudates

Publications (3)

Publication Number Publication Date
NO911719D0 NO911719D0 (no) 1991-05-02
NO911719L NO911719L (no) 1991-11-05
NO305157B1 true NO305157B1 (no) 1999-04-12

Family

ID=10675492

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO911719A NO305157B1 (no) 1990-05-04 1991-05-02 FremgangsmÕte for fremstilling av en katalysator pÕ aluminiumoksyd-basis, samt fremgangsmÕte for fremstilling av hydrokarboner

Country Status (15)

Country Link
EP (1) EP0455307B1 (no)
JP (1) JP3248925B2 (no)
CN (1) CN1030898C (no)
AT (1) ATE109681T1 (no)
AU (1) AU649249B2 (no)
CA (1) CA2041686C (no)
DE (1) DE69103319T2 (no)
DK (1) DK0455307T3 (no)
ES (1) ES2059035T3 (no)
GB (1) GB9010075D0 (no)
MY (1) MY107435A (no)
NO (1) NO305157B1 (no)
NZ (1) NZ238026A (no)
RU (1) RU1836146C (no)
ZA (1) ZA913304B (no)

Families Citing this family (43)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB9108663D0 (en) * 1991-04-23 1991-06-12 Shell Int Research Process for the preparation of a catalyst or catalyst precursor
MY109378A (en) * 1992-08-18 1997-01-31 Shell Int Research Process for the preparation of a catalyst for a catalyst precursor
GB9221976D0 (en) * 1992-10-20 1992-12-02 Alcan Int Ltd Shaped articles of zirconia
FR2764208B1 (fr) * 1997-06-10 1999-07-16 Rhodia Chimie Sa Extrudes d'alumine, leurs procedes de preparation et leur utilisation comme catalyseurs ou supports de catalyseurs
ES2221235T3 (es) * 1997-12-30 2004-12-16 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Catalizador de fischer-trosch a base de cobalto.
US6262132B1 (en) * 1999-05-21 2001-07-17 Energy International Corporation Reducing fischer-tropsch catalyst attrition losses in high agitation reaction systems
US6465529B1 (en) * 2000-08-01 2002-10-15 Exxonmobil Research And Engineering Company Process for increasing cobalt catalyst hydrogenation activity via aqueous low temperature oxidation
US6508999B1 (en) * 2000-11-21 2003-01-21 Shell Oil Company Aluminum trihydroxide phase
MY139580A (en) 2002-06-07 2009-10-30 Shell Int Research Shaped catalyst particles for hydrocarbon synthesis
WO2004035511A2 (en) * 2002-10-16 2004-04-29 Conocophillips Company Fischer-tropsch processes and catalysts using stabilized supports
CN1713960A (zh) 2002-11-04 2005-12-28 国际壳牌研究有限公司 细长型颗粒及其作为催化剂或催化剂载体的用途
EP1590084A1 (en) 2002-12-20 2005-11-02 Conocophillips Company Attrition resistant bulk metal catalysts and methods of making and using same
MY142111A (en) 2004-04-16 2010-09-15 Nippon Oil Corp Catalyst for fischer-tropsch synthesis and process for producing hydrocarbons
US20060060510A1 (en) * 2004-09-17 2006-03-23 Bhan Opinder K High activity hydrodesulfurization catalyst, a method of making a high activity hydrodesulfurization catalyst, and a process for manufacturing an ultra-low sulfur distillate product
AU2005308788B2 (en) 2004-11-29 2009-04-30 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Catalytic process for the conversion of Co (II)hydroxide in Co (III)oxidehydroxide
JP4698343B2 (ja) * 2005-09-01 2011-06-08 新日本製鐵株式会社 合成ガスから炭化水素を製造する触媒とその触媒の製造方法、及び当該触媒を用いた合成ガスから炭化水素を製造する方法
EP2106293B1 (en) 2007-01-18 2016-03-30 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Catalyst, catalyst precursor, catalyst carrier, preparation and use of thereof in fischer-tropsch synthesis
JP5025301B2 (ja) * 2007-03-28 2012-09-12 Jx日鉱日石エネルギー株式会社 炭化水素の製造方法
CN101293662B (zh) * 2007-04-28 2011-03-30 中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院 一种γ-氧化铝的制备方法
US8273682B2 (en) 2009-12-16 2012-09-25 Lyondell Chemical Technology, L.P. Preparation of palladium-gold catalyst
US8329611B2 (en) 2009-12-16 2012-12-11 Lyondell Chemical Technology, L,P. Titania-containing extrudate
US8507720B2 (en) 2010-01-29 2013-08-13 Lyondell Chemical Technology, L.P. Titania-alumina supported palladium catalyst
JP5676120B2 (ja) 2010-02-26 2015-02-25 Jx日鉱日石エネルギー株式会社 活性化フィッシャー・トロプシュ合成触媒の製造方法及び炭化水素の製造方法
MY160868A (en) 2010-03-05 2017-03-31 Jx Nippon Oil & Energy Corp Fischer-tropsch synthesis catalyst, manufacturing method therefor, and hydrocarbon manufacturing method
JP5771358B2 (ja) 2010-03-05 2015-08-26 Jx日鉱日石エネルギー株式会社 再生フィッシャー・トロプシュ合成触媒の製造方法及び炭化水素の製造方法
US20110306748A1 (en) * 2010-06-11 2011-12-15 Daniel Travis Shay Titania-alumina-tungsta extrudate and its use
BR112013030533B1 (pt) 2011-04-28 2018-07-03 Sasol Technology (Proprietary) Limited Catalisadores
JP5698851B2 (ja) 2012-09-21 2015-04-08 Jx日鉱日石エネルギー株式会社 フィッシャー・トロプシュ合成用触媒及びその製造方法、並びに炭化水素の製造方法
JP6007167B2 (ja) 2013-11-18 2016-10-12 Jxエネルギー株式会社 フィッシャー・トロプシュ合成用触媒の製造方法及び炭化水素の製造方法
JP6497351B2 (ja) * 2016-04-15 2019-04-10 トヨタ自動車株式会社 排ガス浄化用触媒の製造方法
CN110691648A (zh) 2017-05-31 2020-01-14 古河电气工业株式会社 费托合成催化剂结构体、其制造方法、使用了该催化剂结构体的液态烃的制造方法及具有该催化剂结构体的烃制造装置
FR3076747B1 (fr) * 2018-01-15 2022-06-10 Ifp Energies Now Procede de preparation d'un catalyseur particulier d'hydrogenation selective et d'hydrogenation des aromatiques par malaxage
CN111867725A (zh) 2018-03-20 2020-10-30 国际壳牌研究有限公司 含钴催化剂的制备
US20200055024A1 (en) * 2018-08-14 2020-02-20 Uop Llc Hydroprocessing catalyst for heavy distillate streams, method of manufacture and application
JPWO2020116474A1 (ja) 2018-12-03 2021-10-21 古河電気工業株式会社 低級オレフィン含有ガスの製造装置および低級オレフィン含有ガスの製造方法
CN113164933A (zh) 2018-12-03 2021-07-23 国立大学法人北海道大学 功能性结构体的前体及功能性结构体
CN113165994A (zh) 2018-12-03 2021-07-23 古河电气工业株式会社 烃的制造装置及烃的制造方法
US12070740B2 (en) 2018-12-03 2024-08-27 Furukawa Electric Co., Ltd. Catalyst structure and method for producing same, and method for producing hydrocarbon by use of catalyst structure
US20220023848A1 (en) 2018-12-03 2022-01-27 Furukawa Electric Co., Ltd. Catalyst structure and method for producing same, and method for producing hydrocarbon by use of catalyst structure
US20220055967A1 (en) 2018-12-03 2022-02-24 Furukawa Electric Co., Ltd. Apparatus and method for producing hydrocarbons
WO2020116469A1 (ja) 2018-12-03 2020-06-11 国立大学法人北海道大学 機能性構造体
CN113751017B (zh) * 2020-06-05 2024-01-19 北京低碳清洁能源研究院 费托合成催化剂及其制备方法和应用
US12042785B1 (en) 2023-09-13 2024-07-23 Dimensional Energy, Inc. Fischer-Tropsch catalysts

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4036784A (en) * 1975-05-30 1977-07-19 Uop Inc. Method of producing an extruded catalyst composition
US4388222A (en) * 1976-03-29 1983-06-14 Filtrol Corporation Ni/Co Mo P On titania-alumina hydrodesulfurizing catalyst
NL7614173A (en) * 1976-12-21 1978-06-23 Uop Inc Extruded metal oxide catalysts, useful in fuel oil desulphurisation - by mixing a refractory metal oxide with a peptising agent under high shear, extruding and calcining
US4124537A (en) * 1977-09-12 1978-11-07 Uop Inc. Coextruded catalytic composite
EP0199399B1 (en) * 1985-04-24 1990-08-22 Shell Internationale Researchmaatschappij B.V. Improved hydroconversion catalyst and process

Also Published As

Publication number Publication date
DE69103319T2 (de) 1994-12-01
DE69103319D1 (de) 1994-09-15
EP0455307A1 (en) 1991-11-06
ZA913304B (en) 1992-01-29
RU1836146C (ru) 1993-08-23
GB9010075D0 (en) 1990-06-27
NO911719D0 (no) 1991-05-02
CN1056069A (zh) 1991-11-13
CA2041686A1 (en) 1991-11-05
EP0455307B1 (en) 1994-08-10
NZ238026A (en) 1993-06-25
CN1030898C (zh) 1996-02-07
NO911719L (no) 1991-11-05
DK0455307T3 (da) 1994-09-26
ATE109681T1 (de) 1994-08-15
JP3248925B2 (ja) 2002-01-21
JPH04227847A (ja) 1992-08-17
AU7605791A (en) 1991-11-07
AU649249B2 (en) 1994-05-19
MY107435A (en) 1995-12-30
CA2041686C (en) 2001-10-16
ES2059035T3 (es) 1994-11-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NO305157B1 (no) FremgangsmÕte for fremstilling av en katalysator pÕ aluminiumoksyd-basis, samt fremgangsmÕte for fremstilling av hydrokarboner
RU2101324C1 (ru) Способ получения углеводородного топлива
US7670985B2 (en) Activated carbon supported cobalt based catalyst for directly converting of synthesis gas to mixed linear alpha-alcohols and paraffins
US6075062A (en) Catalytic composition suitable for the fischer-tropsch process
US4925995A (en) Process for preparing liquid hydrocarbons
US20060149107A1 (en) Process for the oligomerization of olefins in fischer-tropsch derived condensate feed
JPH0321694A (ja) 炭化水素の製造方法
US5073661A (en) Process for the preparation of hydrocarbons
ITMI970170A1 (it) Composizione catalitica utile nella reazione di fischer tropsch
EP1402947B1 (en) C7+paraffin isomerisation process and catalyst therefore
JP2006512434A (ja) 洗剤の製造方法
US9878314B2 (en) Catalyst for direct production of isoparaffins-rich synthetic oil and a method for preparing the catalyst
EP1597339B1 (en) A process for the preparation of detergent compounds
US9353320B2 (en) Optimized method for producing middle distillates from a feedstock originating from the Fischer-Tropsch process containing a limited quantity of oxygenated compounds
US20240002317A1 (en) Fischer-Tropsch Processes Producing Increased Amounts of Alcohols
CA3201248A1 (en) Fischer-tropsch processes with modified product selectivity
ITMI20001819A1 (it) Processo per la preparazione di distillati medi con migliorate proprieta&#39; a freddo.
JPH09255594A (ja) ワックスの製造法
EP2610325A1 (en) A process for the preparation of detergent compounds