NO328625B1 - Fremgangsmate for fremstilling av en katalysator og en katalysator fremstilt pa denne maten - Google Patents
Fremgangsmate for fremstilling av en katalysator og en katalysator fremstilt pa denne maten Download PDFInfo
- Publication number
- NO328625B1 NO328625B1 NO20045456A NO20045456A NO328625B1 NO 328625 B1 NO328625 B1 NO 328625B1 NO 20045456 A NO20045456 A NO 20045456A NO 20045456 A NO20045456 A NO 20045456A NO 328625 B1 NO328625 B1 NO 328625B1
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- iron
- catalyst
- slurry
- acid
- promoter
- Prior art date
Links
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 title claims abstract description 142
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title abstract description 15
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 170
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 77
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 73
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 38
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims abstract description 10
- 239000012798 spherical particle Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims description 49
- BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N methanoic acid Natural products OC=O BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 12
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 12
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 11
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 10
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 claims description 10
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 claims description 10
- OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 4-(3-methoxyphenyl)aniline Chemical compound COC1=CC=CC(C=2C=CC(N)=CC=2)=C1 OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical group [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N Oxalic acid Chemical compound OC(=O)C(O)=O MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 235000019253 formic acid Nutrition 0.000 claims description 9
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 7
- LCTONWCANYUPML-UHFFFAOYSA-N Pyruvic acid Chemical compound CC(=O)C(O)=O LCTONWCANYUPML-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-N dimethylselenoniopropionate Natural products CCC(O)=O XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000001354 calcination Methods 0.000 claims description 5
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 claims description 5
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 5
- AEMRFAOFKBGASW-UHFFFAOYSA-N Glycolic acid Chemical compound OCC(O)=O AEMRFAOFKBGASW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N Malonic acid Chemical compound OC(=O)CC(O)=O OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 claims description 4
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 4
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000011591 potassium Substances 0.000 claims description 4
- 238000001694 spray drying Methods 0.000 claims description 4
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 claims description 3
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical class 0.000 claims description 3
- 229910052792 caesium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- TVFDJXOCXUVLDH-UHFFFAOYSA-N caesium atom Chemical compound [Cs] TVFDJXOCXUVLDH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 235000006408 oxalic acid Nutrition 0.000 claims description 3
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 3
- 235000019260 propionic acid Nutrition 0.000 claims description 3
- 229940107700 pyruvic acid Drugs 0.000 claims description 3
- IUVKMZGDUIUOCP-BTNSXGMBSA-N quinbolone Chemical compound O([C@H]1CC[C@H]2[C@H]3[C@@H]([C@]4(C=CC(=O)C=C4CC3)C)CC[C@@]21C)C1=CCCC1 IUVKMZGDUIUOCP-BTNSXGMBSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052701 rubidium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- IGLNJRXAVVLDKE-UHFFFAOYSA-N rubidium atom Chemical compound [Rb] IGLNJRXAVVLDKE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims description 3
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N strontium atom Chemical compound [Sr] CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000003570 air Substances 0.000 claims description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N barium atom Chemical compound [Ba] DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims description 2
- 125000002843 carboxylic acid group Chemical group 0.000 claims description 2
- 150000001735 carboxylic acids Chemical class 0.000 claims description 2
- 239000008187 granular material Substances 0.000 claims description 2
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims description 2
- 150000001451 organic peroxides Chemical class 0.000 claims description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 23
- 229910001868 water Inorganic materials 0.000 abstract description 19
- 239000012692 Fe precursor Substances 0.000 abstract description 4
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 abstract description 4
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 36
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 24
- 235000013980 iron oxide Nutrition 0.000 description 19
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 13
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 12
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 12
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 8
- 238000005273 aeration Methods 0.000 description 7
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 7
- 239000000047 product Substances 0.000 description 7
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 7
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 7
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000012065 filter cake Substances 0.000 description 6
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 6
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 6
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 6
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 5
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 5
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 101100078144 Mus musculus Msrb1 gene Proteins 0.000 description 4
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N ammonia Natural products N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 description 4
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 4
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 4
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 4
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 4
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 4
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- MVFCKEFYUDZOCX-UHFFFAOYSA-N iron(2+);dinitrate Chemical compound [Fe+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O MVFCKEFYUDZOCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N iron(2+);oxygen(2-) Chemical class [O-2].[Fe+2] VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- VCJMYUPGQJHHFU-UHFFFAOYSA-N iron(3+);trinitrate Chemical compound [Fe+3].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O VCJMYUPGQJHHFU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- FGIUAXJPYTZDNR-UHFFFAOYSA-N potassium nitrate Chemical compound [K+].[O-][N+]([O-])=O FGIUAXJPYTZDNR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000010561 standard procedure Methods 0.000 description 4
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 4
- NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N Ammonium chloride Substances [NH4+].[Cl-] NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N Magnesium oxide Chemical compound [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N Nitric oxide Chemical compound O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- XTVVROIMIGLXTD-UHFFFAOYSA-N copper(II) nitrate Inorganic materials [Cu+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O XTVVROIMIGLXTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 3
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 3
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 3
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 3
- 150000002505 iron Chemical class 0.000 description 3
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 3
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 3
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 3
- 239000001993 wax Substances 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N Calcium oxide Chemical compound [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 description 2
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 2
- CUPCBVUMRUSXIU-UHFFFAOYSA-N [Fe].OOO Chemical compound [Fe].OOO CUPCBVUMRUSXIU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 229910021519 iron(III) oxide-hydroxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 2
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 2
- 238000005554 pickling Methods 0.000 description 2
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004323 potassium nitrate Substances 0.000 description 2
- 235000010333 potassium nitrate Nutrition 0.000 description 2
- CHWRSCGUEQEHOH-UHFFFAOYSA-N potassium oxide Chemical compound [O-2].[K+].[K+] CHWRSCGUEQEHOH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012716 precipitator Substances 0.000 description 2
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 2
- VWDWKYIASSYTQR-UHFFFAOYSA-N sodium nitrate Chemical compound [Na+].[O-][N+]([O-])=O VWDWKYIASSYTQR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 238000007514 turning Methods 0.000 description 2
- RPAJSBKBKSSMLJ-DFWYDOINSA-N (2s)-2-aminopentanedioic acid;hydrochloride Chemical class Cl.OC(=O)[C@@H](N)CCC(O)=O RPAJSBKBKSSMLJ-DFWYDOINSA-N 0.000 description 1
- PAWQVTBBRAZDMG-UHFFFAOYSA-N 2-(3-bromo-2-fluorophenyl)acetic acid Chemical compound OC(=O)CC1=CC=CC(Br)=C1F PAWQVTBBRAZDMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052692 Dysprosium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052691 Erbium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052693 Europium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910017356 Fe2C Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052688 Gadolinium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052689 Holmium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052765 Lutetium Inorganic materials 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002274 Nalgene Polymers 0.000 description 1
- 229910052779 Neodymium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052777 Praseodymium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052773 Promethium Inorganic materials 0.000 description 1
- KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N Ruthenium Chemical compound [Ru] KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 240000004808 Saccharomyces cerevisiae Species 0.000 description 1
- 229910052772 Samarium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910052771 Terbium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052775 Thulium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910034327 TiC Inorganic materials 0.000 description 1
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N Trioxochromium Chemical compound O=[Cr](=O)=O WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052769 Ytterbium Inorganic materials 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 150000001299 aldehydes Chemical class 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 150000001336 alkenes Chemical class 0.000 description 1
- 239000012736 aqueous medium Substances 0.000 description 1
- 239000002585 base Substances 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- KOPBYBDAPCDYFK-UHFFFAOYSA-N caesium oxide Chemical compound [O-2].[Cs+].[Cs+] KOPBYBDAPCDYFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001942 caesium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001732 carboxylic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 229910001567 cementite Inorganic materials 0.000 description 1
- ZMIGMASIKSOYAM-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce] ZMIGMASIKSOYAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001805 chlorine compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 229910000423 chromium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 239000010431 corundum Substances 0.000 description 1
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 1
- 230000001627 detrimental effect Effects 0.000 description 1
- KBQHZAAAGSGFKK-UHFFFAOYSA-N dysprosium atom Chemical compound [Dy] KBQHZAAAGSGFKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UYAHIZSMUZPPFV-UHFFFAOYSA-N erbium Chemical compound [Er] UYAHIZSMUZPPFV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OGPBJKLSAFTDLK-UHFFFAOYSA-N europium atom Chemical compound [Eu] OGPBJKLSAFTDLK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 1
- 229960004887 ferric hydroxide Drugs 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- UIWYJDYFSGRHKR-UHFFFAOYSA-N gadolinium atom Chemical compound [Gd] UIWYJDYFSGRHKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 1
- 229910052595 hematite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011019 hematite Substances 0.000 description 1
- KJZYNXUDTRRSPN-UHFFFAOYSA-N holmium atom Chemical compound [Ho] KJZYNXUDTRRSPN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 238000005984 hydrogenation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003301 hydrolyzing effect Effects 0.000 description 1
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 1
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 description 1
- GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N iridium atom Chemical compound [Ir] GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FBAFATDZDUQKNH-UHFFFAOYSA-M iron chloride Chemical compound [Cl-].[Fe] FBAFATDZDUQKNH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 235000014413 iron hydroxide Nutrition 0.000 description 1
- 229910000358 iron sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- BAUYGSIQEAFULO-UHFFFAOYSA-L iron(2+) sulfate (anhydrous) Chemical compound [Fe+2].[O-]S([O-])(=O)=O BAUYGSIQEAFULO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- LIKBJVNGSGBSGK-UHFFFAOYSA-N iron(3+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Fe+3].[Fe+3] LIKBJVNGSGBSGK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IEECXTSVVFWGSE-UHFFFAOYSA-M iron(3+);oxygen(2-);hydroxide Chemical compound [OH-].[O-2].[Fe+3] IEECXTSVVFWGSE-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N iron(II,III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]O[Fe]=O SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NCNCGGDMXMBVIA-UHFFFAOYSA-L iron(ii) hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Fe+2] NCNCGGDMXMBVIA-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 150000002576 ketones Chemical class 0.000 description 1
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 description 1
- FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N lanthanum atom Chemical compound [La] FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012263 liquid product Substances 0.000 description 1
- OHSVLFRHMCKCQY-UHFFFAOYSA-N lutetium atom Chemical compound [Lu] OHSVLFRHMCKCQY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- NQBKFULMFQMZBE-UHFFFAOYSA-N n-bz-3-benzanthronylpyrazolanthron Chemical compound C12=CC=CC(C(=O)C=3C4=CC=CC=3)=C2C4=NN1C1=CC=C2C3=C1C1=CC=CC=C1C(=O)C3=CC=C2 NQBKFULMFQMZBE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N neodymium atom Chemical compound [Nd] QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SNICXCGAKADSCV-UHFFFAOYSA-N nicotine Chemical compound CN1CCCC1C1=CC=CN=C1 SNICXCGAKADSCV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002823 nitrates Chemical class 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- NDLPOXTZKUMGOV-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoferriooxy)iron hydrate Chemical compound O.O=[Fe]O[Fe]=O NDLPOXTZKUMGOV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- NOTVAPJNGZMVSD-UHFFFAOYSA-N potassium monoxide Inorganic materials [K]O[K] NOTVAPJNGZMVSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001950 potassium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- PUDIUYLPXJFUGB-UHFFFAOYSA-N praseodymium atom Chemical compound [Pr] PUDIUYLPXJFUGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- VQMWBBYLQSCNPO-UHFFFAOYSA-N promethium atom Chemical compound [Pm] VQMWBBYLQSCNPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 239000003870 refractory metal Substances 0.000 description 1
- 229910052702 rhenium Inorganic materials 0.000 description 1
- WUAPFZMCVAUBPE-UHFFFAOYSA-N rhenium atom Chemical compound [Re] WUAPFZMCVAUBPE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010948 rhodium Substances 0.000 description 1
- MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N rhodium atom Chemical compound [Rh] MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001952 rubidium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- CWBWCLMMHLCMAM-UHFFFAOYSA-M rubidium(1+);hydroxide Chemical compound [OH-].[Rb+].[Rb+] CWBWCLMMHLCMAM-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- KZUNJOHGWZRPMI-UHFFFAOYSA-N samarium atom Chemical compound [Sm] KZUNJOHGWZRPMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 229930195734 saturated hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 229910052706 scandium Inorganic materials 0.000 description 1
- SIXSYDAISGFNSX-UHFFFAOYSA-N scandium atom Chemical compound [Sc] SIXSYDAISGFNSX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004317 sodium nitrate Substances 0.000 description 1
- 235000010344 sodium nitrate Nutrition 0.000 description 1
- KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N sodium oxide Chemical compound [O-2].[Na+].[Na+] KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001948 sodium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000003467 sulfuric acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 229910021653 sulphate ion Inorganic materials 0.000 description 1
- GZCRRIHWUXGPOV-UHFFFAOYSA-N terbium atom Chemical compound [Tb] GZCRRIHWUXGPOV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
- 229930195735 unsaturated hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 238000001291 vacuum drying Methods 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
- GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N vanadium Chemical compound [V]#[V] GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 1
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 1
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
- NAWDYIZEMPQZHO-UHFFFAOYSA-N ytterbium Chemical compound [Yb] NAWDYIZEMPQZHO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 description 1
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING 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
- C10G2/00—Production of liquid hydrocarbon mixtures of undefined composition from oxides of carbon
- C10G2/30—Production of liquid hydrocarbon mixtures of undefined composition from oxides of carbon from carbon monoxide with hydrogen
- C10G2/32—Production of liquid hydrocarbon mixtures of undefined composition from oxides of carbon from carbon monoxide with hydrogen with the use of catalysts
- C10G2/33—Production 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
- C10G2/331—Production 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
- C10G2/332—Production 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
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/50—Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections
- G01R31/52—Testing for short-circuits, leakage current or ground faults
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
Det fremstilles en Fischer-Tropsch-katalysator omfattende jern og minst en akselerator via en fremgangsmåte som omfatter fremstilling av et jernstadie med høy renhet og som anvender en nominell mengde av vann i katalysatorfremstillingen. Katalysatorpartiklene fremstilt ut fra jernforstadiet med høy renhet har en essensiell sfærisk partikkelstørrelse, et relativt smalt partikkelstørrelsesfordelingsområde og et høyt overflateareal.
Description
Foreliggende oppfinnelse er en fremgangsmåte for fremstilling av en katalysator for anvendelse i Fischer-Tropsch-prosessen og katalysatoren fremstilt ved den oppfunne metoden. Katalysatoren ifølge den foreliggende oppfinnelsen omfatter jern og minst en promotor. Katalysatoren fremstilles via en fremgangsmåte som omfatter fremstilling av et jernforstadium med høy renhet og som anvender en nominell mengde vann i katalysatorproduksjonen. Katalysatorpartiklene fremstilt med jernforstadiet med høy renhet er essensielt frie for forurensninger og har essensielt sfærisk partikkelform og et relativt lite partikkelstørrelsesfordelingsområde.
Fischer-Tropsch-syntesen involverer katalytisk omdannelse av syntesegass (en blanding av hovedsakelig karbonmonooksid og hydrogen) til et bredt spektrum av mettede og umettede hydrokarboner varierende fra metan til tung voks. Oksygenater slik som alkoholer, ketoner, aldehyder og karboksylsyrer kan også syntetiseres ved Fischer-Tropsch-syntesen. De første kommersielle Fischer-Tropsch-katalysatorene var koboltbaserte og ble anvendt så tidlig som 1935 i Tyskland. Tidlig i utviklingen av Fischer-Tropsch-syntesen var man interessert i utvikling av katalysatorer med mindre dyre metaller enn kobolt. Jern var et opplagt valg, imidlertid ble den kommersielle anvendelsen av jernbaserte Fischer-Tropsch-katalysatorer ikke fullført før i 1950-årene. Siden den tiden er jernbaserte Fischer-Tropsch-katalysatorer blitt anvendt med suksess i fast-sjikt, fluidisert sjikt og oppslemmet fasereaktorer i kommersiell skala i Syd-Afrika ved Sasol.
Aktiviteten og selektiviteten til jernbaserte Fischer-Tropsch-katalysatorer er blitt kraftig forbedret ved tilsetning av små mengder promotorer. Den klassiske jernbaserte Fischer-Tropsch-katalysatoren er akselerert med kobber og et gruppe I metall slik som natrium, kalium, rubidium, cesium eller kombinasjoner derav. Jernbaserte Fischer-Tropsch-katalysatorerer er kun aktive når de er blitt redusert med hydrogen, karbonmonooksid eller syntesegass. Kobber er blitt funnet å signifikant senke reduksjonstemperaturen til jernoksid og således hindre sintring av katalysatoren. Promotering med gruppe-I-metall slik som kalium senker surheten av jernoksidet og minsker derved selektiviteten til uønsket metan og øker alken og voksselektiviteten. Gruppe II metaller kan også anvendes, imidlertid er gruppe I metaller mer effektive promotorer. Bindemidler slik som SiC>2 og AI2O3 kan også anvendes for å øke den strukturelle integriteten og levetiden av jernbaserte katalysatorer, imidlertid er disse generelt sure og vil resultere i en økning i metanselektivitet.
Det har blitt anvendt adskillige metoder for fremstilling av jernbaserte Fischer-Tropsch-katalysatorer. De tidligste katalysatorene fremstilt av Fischer var jernvindinger ("turnings") behandlet med alkali. Ved høyt trykk ble det produsert et flytende produkt rik på oksygenerte forbindelser og ved lavere trykk hydrokarboner. Imidlertid ble de jernbaserte katalysatorene fremstilt på denne måten hurtig deaktivert.
Den mest vanlige fremgangsmåten for fremstilling av jernbaserte Fischer-Tropsch-katalysatorer er utfelling. Typisk behandles en oppløsning av et jernsalt slik som jern(IH)nitrat med en base slik som vandig ammoniakk eller natriumkarbonat. Det resulterende jernoksyhydroksidbunnfall vaskes og filtreres gjentatte ganger for å fjerne saltet, ammoniumnitrat eller natriumnitrat dannet under utfellingsprosessen. Den vaskede filterkaken tørkes deretter og kalsineres. Promoteringen av den utfelte jernkatalysatoren med kobber og et gruppe I metall kan gjøres på et hvilket som helst tidspunkt etter tørketrinnet og kalsineringstrinnet. Den endelige katalysatoren består vanligvis av en korondumfasejernoksid (a-Fe2C>3 eller hematitt) med høyt overflateareal.
Andre typer av jernbaserte katalysatorer omfatter smeltet jern, understøttet jern og sintret jern. Smeltede jernkatalysatorer fremstilles ved å smelte jernmalm og en eller flere promotorer slik som Si02, AI2O3, CaO, MgO og K2O. Den resulterende katalysatoren består vanligvis hovedsakelig av magnetitt (Fe3C>4) som har et meget lavt overflateareal. Aktive smeltet jernkatalysatorer kan kun oppnås ved reduksjon av oksidet til metallisk jern med hydrogen. Den reduserte katalysatoren kan ha et overflateareal på opptil omkring 10 til 15 m<2>/g. Smeltet jernkatalysatorer er kjennetegnet ved høy strukturell integritet og er som sådan velegnet for fluidisert sjiktoperasjoner (Sasol), imidlertid resulterer det relativt lave overflatearealet i en Fischer-Tropsch-katalysator med dårligere aktivitet sammenlignet med typiske utfelte jernkatalysatorer. Understøttede jernkatalysatorer blir vanligvis fremstilt ved impregnering av en oppløsning av et jernsalt på et ildfast metalloksid slik som AI2O3, Si02, TiC>2 eller Zr02. Impregneringen kan utføres ved innledende våthetsteknikker eller ved overskuddsfuktaing etterfulgt av vakuumtørking. Understøttet jernkatalysatorer kan ha Fischer-Tropsch-aktivitet tilsvarende til utfelte jernkatalysatorer på en jernmassebasis, imidlertid er de typisk dårligere på katalysatorvolumbasis. Understøttede jernkatalysatorer lider uunngåelig av surheten til metalloksidbæreme som øker selektiviteten til uønsket metan.
US3711426 beskriver en metode for fremstilling av en promotor-holdig jernoksid basert høytemperatur-skiftkatalysator som inneholder en hovedandel jernoksid og en mindre andel av en oksidpromotor som omfatter minst et kromoksid. Metoden omfatter å danne en jernoppslemning ved å tilsette en oksalsyreoppløsning og et alkalimetall til en uorganisk jernsaltløsning, og etterfølgende vaske og hydrolysere jernoppslemningen.
Utfelte jernkatalysatorer ansees generelt som overlegne Fischer-Tropsch-katalysatorer i forhold til de andre typer av jernkatalysatorer beskrevet heri. Hovedulempene ved fremstillingen av utfelte jernkatalysatorer omfatter høye kostnader, metoden er arbeidskrevende og biproduktene er skadelige for miljøet. Jernnitrat er den foretrukne jernkilden for utfelte jernkatalysatorer fordi klorid og svovelforurensning fra jernklorid eller jernsulfat vil ha en ødeleggende effekt på aktiviteten til den resulterende F-T katalysatoren. Jernnitrat fremstilles ved nedbrytning av jernmetall i salpetersyre som produserer nitrogenoksid som må oppsamles med en adsorpsjonsprosess. Dette nødvendige adsorpsjonstrinnet tilfører ytterligere kostnader til prosessen. Videre har utfellingsmetoden tendens til å resultere i dannelsen av meget viskøs og gelatinlignende jernhydroksid eller jernoksyhydratforstadium. Dette viskøse forstadium kan være veldig vanskelig å forme til en sfærisk og slitebestandig katalysator for fluidisert sjiktanvendelse.
En fremgangsmåte for fremstilling av jernbaserte Fischer-Tropsch-katalysatorer som reduserer eller eliminerer vaskingen og filtreringstrinnet og har minimal emisjon til miljøet ville være fordelaktig. En logisk prosess ut fra et kommersielt synspunkt ville være å akselerere, forme, tørke og kalsinere et kommersielt tilgjengelig jernoksid som har høy renhet og høyt overflateareal. Kommersielle jernoksider er lett tilgjengelig. Imidlertid er de vanligvis fremstilt ved behandling av stål med saltsyre eller svovelsyre. Disse jernoksider inneholder signifikante mengder urenheter inklusiv klor og svovel som gjør dem uanvendelige som råmaterialer for Fischer-Tropsch-katalysatorer. Som det er kjent fra kjent teknikk kan urenhetene til de kommersielle jernoksidene (rød eller gul jernoksider) reduseres til meget lavt nivå ved beiseprosessen under meget høye temperaturer. Imidlertid på grunn av de ekstreme betingelsene for beiseprosessen er overflatearealet til jernoksidet generelt mindre enn 10 m<2>/g hvilket gjør jernoksidet uegnet for katalysatoranvendelser.
Sammendrag av den foreliggende oppfinnelsen
Foreliggende oppfinnelse tilveiebringer en fremgangsmåte for fremstilling av en katalysator for omdannelse av minst en komponent i syntesegass, hvor katalysatoren omfatter fra 35 til 70 vekt-% jern og fra 0,002 til 40 vekt-% av en promotor kjennetegnet ved at fremgangsmåten omfatter:
a) å fremstille en vandig organisk syreoppløsning,
b) tilsette jernmetall til nevnte syreoppløsning,
c) å tvinge et oksidasjonsmiddel gjennom syreoppløsningen inntil jerntallet er oppbrukt og en jernoppslemming er dannet, d) male jernoppslemmingen til medianpartikkelstørrelse på mindre enn omkring 2 um, e) å tilsette minst en promotor til den oppmalte jernoppslemmingen for å danne en produktoppslemming, nevnte promotor tilsettes ved en slik konsentrasjon
slik at produktoppslemmingen har et faststoffinnhold fra omkring 10% til omkring 40% inklusiv promotoren,
f) å spraytørke oppslemmingen for å danne partikler, og
g) å kalsinere partiklene for å danne katalysatoren.
Videre tilveiebringes en katalysator for omdannelse av minst en komponent av
syntesegass, kjennetegnet ved at katalysatoren fremstilles ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, hvor katalysatoren omfatter fra 35 vekt-% til 70 vekt-% jern og fra 0,002 vekt-% til 40 vekt-% av en promotor.
Således tilveiebringes en Fischer-Tropsch-katalysator omfattende jern og minst en promotor via en fremgangsmåte som omfatter fremstillingen av et jernoksid med høy renhet fra jernmetall. Katalysatorpartiklene fremstilt av jernoksidet med høy renhet er essensielt fri for forurensninger, spesielt halogener, nitrogen og svovel og har en essensiell sfærisk partikkelform, et relativt smalt partikkelstørrelsesfordelingsområde og overflatearealer på opptil ca. 100 m<2>/g, egnet for forskjellige katalysatoranvendelser.
Fremgangsmåten omfatter å reagere jernmetall med en mild organisk syre og luft i nærvær av en minimal mengde vann. Mengden av vannforbruket i denne oppfinnelsen er signifikant mindre enn den anvendt i en konvensjonell utfellingsmetode og som resultat derav dannes et minimum eller intet spillevann inneholdende sulfat, nitrat eller klorid ved denne fremgangsmåten. Den resulterende jernoksid oppslemmingen males deretter og promotorer tilsettes. Oppslemmingen spraytørkes for å danne den ferdige katalysatoren. Fordi fremgangsmåten anvender jernmetall, kan nivået av potensielle forurensninger slik som svovel og klor, holdes på et minimum ved å starte med rent metall. Videre ved å starte med jernmetall er der ingen restmaterialer som må fjernes ved vasking av jemoksidfiltratet slik at mengden av spillvann er signifikant lavere enn ved katalysatorutfelling ifølge kjent teknikk. Ytterligere fordi det ikke er nødvendig å vaske og filtrere oppslemmingen gjentatte ganger, er produksjonstiden kortere enn ved katalysatorfremstillinger ifølge kjent teknikk.
Kort beskrivelse av figurene
Figur 1 er et sekundært elektronbilde til en scanningselektronmikrograf, forstørrelse 100 X (målt når bildet produseres på et 21,59 x 27,94 cm ark papir), av en katalysator omfattende jernoksid, katalysatoren er fremstilt ved utfellingsfrerngangsmåten ifølge kjent teknikk som beskrevet i eksempel 1; og
figur 2 er et sekundært elektronbilde til en scanningselektronmikrograf, forstørrelse 100 X (målt når bildet produseres på et 21,59 x 27,94 cm ark papir), av en katalysator omfattende jernoksid, katalysatoren er fremstilt ved fremgangsmåten ifølge den foreliggende oppfinnelsen som beskrevet i eksempel 2.
Detaljert beskrivelse av foretrukne utførelsesformer
Katalysatoren ifølge den foreliggende oppfinnelsen er tiltenkt anvendt ved Fischer-Tropsch (F-T) prosessen. Katalysatorsammensetningen tilsvarer F-T katalysatorer ifølge kjent teknikk og omfatter jern og minst en promotor. Imidlertid er fremgangsmåten ved hvilken katalysatoren er fremstilt ny og katalysatoren ifølge den foreliggende oppfinnelsen omfatter færre urenheter slik som svovel og klor og kan fremstilles mer effektivt enn F-T katalysatorer ifølge kjent teknikk. Fischer-Tropsch-prosessen er en overflate katalysert polymerisasjonsprosess som omdanner syntesegass (blanding av hydrogengass og karbonmonooksid) til hydrokarboner med et bredt område av kjedelengder og funksjonalitet. Typisk omfatter katalysatorene anvendt i Fischer-Tropsch-prosessen minst et metall som er en effektiv karbonmonooksidadsorber og som er effektiv for hydrogeneringsreaksjoner slik som jern, kobolt og nikkel. Katalysatorer omfattende jern eller kobolt foretrekkes for fremstillingen av et spektrum av hydrokarboner, nikkelbaserte katalysatorer har tendens til å produsere store mengder metan og rutiniumbaserte katalysatorer genererer overveidende metan eller høyt smeltende vokser avhengig av reaksjonsbetingelsene. Katalysatoren ifølge den foreliggende oppfinnelsen omfatter fra omkring 35 vekt-% til omkring 70 vekt-%, basert på totalkatalysatorvekten, inklusiv jernet og i en mer foretrukket utførelsesform omfatter katalysatoren fra omkring 56 vekt-% til omkring 70 vekt-% jern.
Fischer-Tropsch-katalysatorer, spesielt jernkatalysatorene omfatter vanligvis også minst en promotor som tilsettes for å forbedre utvalgte egenskaper til katalysatoren eller for å modifisere katalysatoraktiviteten og/eller selektiviteten. Imidlertid er tilsetningen av en promotor ikke påkrevet for å fremstille katalysatorpartiklene med en essensiell sfærisk form og en relativt smal partikkelstørrelsesfordeling. For jernbaserte katalysatorer lærer den kjente teknikken at kobber, alkalimetallene og jordalkalimetallene slik som natrium, kalium, rubidium, cesium, magnesium, kalsium, strontium, barium og kombinasjoner derav er effektive oksilatorer. Andre metaller kan substitueres etter ønske av brukeren for å modifisere katalysatoregenskapene eller for å modifisere katalysatorens aktivitet og/eller selektivitet. For eksempel er det blitt fremstilt Fischer-Tropsch-katalysatorer med promotorer valgt fra gruppen bestående av bor, cerium, krom, kobber, iridium, jern, lantan, mangan, molybden, palladium, platina, rhenium, rhodium, ruthenium, strontium, tungsten, vanadium, sink, natriumoksid, kaliumoksid, rubidiumoksid, cesiumoksid, magnesiumoksid, titanoksid, zirkoniumoksid og andre sjeldne jordmetaller slik som scandium, yttrium, praseodym, neodym, promethium, samarium, europium, gadolinium, terbium, dysprosium, holmium, erbium, thulium, ytterbium, lutetium og kombinasjoner derav. Promotorer tilsettes generelt i mindre konsentrasjoner enn jernet og i den foreliggende oppfinnelsen utgjør promotorene fortrinnsvis fra omkring 0,002 vekt-% til omkring 40 vekt-% og mer foretrukket omfatter de fra omkring 0,01 vekt-% til omkring 1 vekt-% av den totale katalysatorvekten.
Den fysikalske strukturen av Fischer-Tropsch-katalysatoren påvirker også katalysatoraktiviteten og som i kjent teknikk kan valget av det passende katalysatordesignet for en bestemt type av reaktor føre til relativt høye produksjonsrater og relativt lave vedlikeholdskostnader for en kommersiell produsent. Katalysatorens strukturelle og mekaniske egenskaper inklusiv partikkelstyrke og slitebestandighet avhenger av den kjemiske stabiliteten til katalysatoren og påvirkes av katalysatorpartiklenes størrelse og form. Katalysatorpartiklenes form og størrelse kan også påvirke egenskaper slik som flytfordeling og trykktap.
I den foreliggende oppfinnelsen er katalysatorsammensetningen tilsvarende til den til Fischer-Tropsch-katalysatorer fra kjent teknikk imidlertid resulterer fremgangsmåtene ved hvilken katalysatoren fremstilles i en katalysator som er essensielt fri for forurensninger og som har en essensielt sfærisk partikkelstørrelse, et relativt smalt partikkelsesfordelingsområde og et høyt overflateareal. Bredt presentert omfatter fremgangsmåten for fremstilling av en foretrukket utførelsesform av katalysatorne ifølge den foreliggende oppfinnelsen direkte behandling av jernmetall med en mild organisk syre og luft for å danne en jeraoksidoppslemming, deretter intensivt maling av oppslemmingen til en liten mikrostørrelse, deretter tilsetning av en eller flere promotorer til oppslemmingen og deretter spraytørking av oppslemmingen med en hjulforstøver. Vann tilsettes kun til prosessen etter behov for å tillate sammenblanding av materialene. (Som anvendt heri refererer betegnelsen "forurensninger" til grunnstoffer eller forbindelser som er kjent fra kjent teknikk å ha en skadelig påvirkning på yteevnen til Fischer-Tropsch-katalysatoren. Noen vanlig gjenkjente forurensninger er svovel og klor.)
Mer spesifikt for å fremstille Fischer-Tropsch-katalysatoren ifølge den foreliggende oppfinnelse reageres jernmetall med en mild organisk syre i vandig medium ved omgivelsenes betingelser og blandingen luftes deretter. Jernmetallet kan være et pulver, granulat, sfærisk, spon eller andre former med en gjennomsnittlig diameter på fra omkring 1 um til omkring 500 [im. I en utførelsesform er jernmetallet på en mikrosfærisk form med en gjennomsnittlig diameter fra omkring 40 um til omkring 150 um. Videre bør jernmetallet essensielt være forurensningssvikt, selv om spor av karbon, mangan, nikkel, kobber, silisium og kombinasjonen derav kan være tilstede. (Som anvendt heri er "spor" definer som mindre enn 1,5 vekt-% for alle elementene i kombinasjon.) Den organiske syren er fortrinnsvis en karboksylsyre med minst en karboksylsyregruppe med en pKa ved omgivelsestemperatur på fra omkring 0,5 til omkring 6. For eksempel maursyre, eddiksyre, pyrodruesyre, malonsyre og propionsyre kan anvendes i reaksjonen.
Den organiske syren tilsettes til deionisert vann ved omrøring for å danne en syreoppløsning. Ved omgivelsestemperatur og under omrøring eller blanding tilsettes jernmetallet langsomt til syreoppløsningen. Når jernet reagerer med syren, øker reaksjonstemperaturen men hastigheten av tilsetningen bør være passende langsom slik at temperaturen ikke overstiger ca. 37,8°C. Det antas at når jernmetall tilsettes til den organiske syreoppløsningen oksideres jernet av syren og hydrogengass (H2) dannes. Hydrogengassen kan fortynnes i en ventilasjonsanordning med luft til en konsentrasjon på mindre enn omkring 4%, dvs. under eksplosjonsgrensen eller den kan sendes til en etter brenner for gjenvinning av varmen for bruk i tørking eller kalsinering. Etter jernmetallet er blandet i syreoppløsningen tilsettes et ytterligere oksidasjonsmiddel slik som luft, komprimert luft, oksygen, hydrogenperoksid, et organisk peroksid, ozon eller kombinasjon derav til oppløsningen. I en utførelsesform er oksidasjonsmidlet komprimert luft som presses gjennom oppløsningen via en rustfri stål luftspreder montert inn i blandetanken, imidlertid kjennes et flertall av andre anordninger innen fagfeltet som kan anvendes for å boble luft gjennom jern/syreoppløsningen. Luftstrømmen fortsettes og reaksjonstemperaturen holdes på mindre enn omkring 37,8°C inntil essensielt alt fritt jern er oppbrukt og en jernoppslemming er dannet. Oppslemmingen antas å omfatte jernoksidhydrat, jernoksid, jernhydroksid, jernoksyhydroksid eller en kombinasjon derav. Total jernnedbrytaingstid kan variere fra omkring 24 timer til omkring 48 timer eller lengre avhengig av jernkilden. Under reaksjonsforløpet skifter oppslemmingen farge fra grå til brun. Typisk vil fargeskiftet være synlig fra omkring 45 minutter til omkring 6 timer etter at luftstrømmen starter. Ureagert jern kan detekteres ved røntgendiffraksjonsmønsteret.
Jernoppslemmingen males til en liten partikkelstørrelse slik som en median partikkelstørrelse på mindre enn omkring 40 um, fortrinnsvis en partikkelstørrelse på mindre enn omkring 10 um. I eksemplene presentert heri anvendes en Netzsch-mølle med SEPR, ER 120A 0,8/1,25 mm keramikkperler. Imidlertid kjennes adskillige forskjellige malingsteknikker fra kjent teknikk og kan anvendes i stedet for Netzsch-møllen.
Jeminnholdet i oppslemmingen bestemmes anvendende standardteknikker kjent fra kjent teknikk og promotorer tilsettes til oppslemmingen. De spesifikke promotorene tilsettes og konsentrasjonen ved hvilken promotorene tilsettes kan variere avhengig av anvendelsen. Hvis promotorene tilsettes som krystaller, kan krystallene bli oppløst i en liten mengde vann før tilsetning til oppslemmingen. Etter tilsetningen av promotorene bør produktoppslemmingen ha et faststoffinnhold på fra omkring 10% til omkring 40%.
Oppslemmingen spraytørkes deretter i en hjulforstøver. Innløpstemperaturen settes til omkring 260°C og utløpstemperaturen opprettholdes ved omkring 149°C. En median partikkelstørrelse på fra omkring 50 um til 80 um (hjulhastighet på omkring 13.000 rpm) foretrekkes. Etter spraytørkingen er overflatearealet til katalysatoren fra omkring 10 m<2>/g til omkring 40 m<2>/g. Den spraytørkede katalysatoren kalsineres deretter og sikres for å fjerne store partikler. Etter kalsinering i en boksovn satt til omkring 350°C i omkring 4 timer har katalysatoren et overflateareal på fra omkring 10 m<2>/g til omkring 8 m<2>/g. Den spraytørkede katalysatoren har en essensielt sfærisk form.
De følgende eksemplene illustrerer og forklarer den foreliggende oppfinnelsen, men må ikke anses som begrensende for den foreliggende oppfinnelsen i noen henseende. Eksempel 1 beskriver fremstillig av en Fischer-Tropsch-katalysator anvendende en konvensjonell utfellingsfremgangsmåte. Eksemplene 2-8 beskriver fremstilling av Fischer-Tropsch-katalysatorer anvendende minimal utslippsmetoden i overensstemmelse med den foreliggende oppfinnelsen.
Eksempel 1:
Et sammenligningseksempel av en Fischer-Tropsch-katalysator fremstilles ved en utfellingsfremgangsmåte ifølge kjent teknikk som følger: Omkring 14 kg jernoksid fremstilles ved tilsetning av omkring 133,55 kg jernnitratoppløsning (7 vekt-% Fe, kommersielt tilgjengelig fra Shepherd Chemical, Cincinnati, OH) til en 170 liter rustfri ståltank. Deionisert vann tilsettes inntil totalvolumet er ca. 159 liter. Jernnitratoppløsningen blandes grundig.
Jernnitratoppløsningen mates deretter med en matehastighet på ca. 890 cmVmin. inn i en omkring 8 liter rustfri stålutfellingstank med hull utskåret ved omkring 6,5 liter nivået. I det vesentlige samtidig mates en vandig ammoniakkoppløsning (29 vekt-%) ved den innledende matehastighet på omkring 400 cmVmin. inn i utfellingstanken. De kombinerte oppløsningene har oppholdstid på omkring 5 minutter i utfellingsbeholderen. Oppløsningen i utfellingsbeholderen blandes med en høy skjæreblander og den vandige ammoniakkoppløsningsmatehastigheten justeres slik at de kombinerte oppløsningene i utfellingsbeholderen har en pH på omkring 9,0. En oppslemming dannes og får lov til å strømme over fra utfellingstanken til en rustfri ståloverløpstank (med en kapasitet på omkring 4161) hvor den kontinuerlig blandes. Når jernnitratoppløsningen er oppbrukt, stoppes strømmen av vandig ammoniakkoppløsning og omkring 1891 oppslemming er tilstede i overløpstanken.
Oppslemmingen filtreres gjennom en filterpresse for å danne et filtrat og ledningsevnen av filtratet måles anvendende standardteknikker ifølge kjent teknikk. Filtratet eller fllterkaken behandles med luft inntil den er fast. Filterkaken fylles i en rustfri ståltank med en kapasitet på 4161 og omkring 1361 deionisert vann tilsettes. Filterkaken og vannet blandes grundig og filtreringsprosessen gjentas. Vaskingen og flltreringstrinnet gjentas inntil filtratet har en ledningsevne på omkring 300 uS. (Det kan kreve for eksempel omkring 7 vaskinger og 8 filtreringer).
Jerninnholdet i oppslemmingen bestemmes anvendende standardteknikker kjent fra kjent teknikk og promotorer tilsettes til oppslemmingen. Pr. omkring 100 gjern i oppslemmingen tilsettes Cu(N03)2 • 2Yi H2O krystaller (kommersielt tilgjengelig fra Aldrich, Milwaukee, WI) eller Cu(N03)2 oppløsning (28 vekt/volum % Cu (SCI fabrikkmateriale) for å gi omkring 0,5 g kobber og kaliumnitrat (kommersielt tilgjengelig fra Aldrich, Milwaukee, WI) tilsettes for å gi omkring 0,2 g K2O. Hvis promotorene tilsettes som krystaller kan krystallene bli oppløst i en liten mengde vann før tilsetning til oppslemmingen.
Oppslemmingen spraytørkes deretter i en hjulforstøver (APV Anhydro Spray Drier). Innløpstemperaturen er satt til omkring 260°C og utløpstemperaturen opprettholdes ved omkring 148°C. Medianpartikkelstørrelsen på 50 til 60 um (13.000 rpm) foretrekkes. Den spraytørkede katalysatoren kalsineres deretter ved omkring 350°C i 4 timer i en kasseovn. Omkring 9,1 kg katalysator fremstilles.
Eksempel 2:
En prøve av en Fischer-Tropsch-katalysator fremstilles ved sammenlignings-fremgangsmåten presentert i eksempel 1 bort sett fra at det etter vaskingen og filtreringstrinnet tilsettes omkring 25 cm<3> salpetersyre til omkring 11 kg av filterkaken og blandes grundig slik at filterkaken blir fluid ved omrøring. Vann kan tilsettes om nødvendig for å lette blandingen. Faststofifnnholdet i oppløsningen bør være fra omkring 15% til omkring 20%. Jerninnholdet bestemmes deretter, promotorene tilsettes og oppslemmingen spraytørkes som eksempel 1.
Eksempel 3:
En prøve av en Fischer-Tropsch-katalysator fremstilles ved sammenlignings-fremgangsmåten presentert i eksempel 1 bort sett fra at etter vasking- og filtreringstrinnet males produktet gjennom en Netzsch-mølle med SEPR, ER 120A, 0,8/1,25 mm keramiske perler til en medianpartikkelstørrelse på mindre enn omkring 2 um. Jerninnholdet bestemmes deretter, promotorene tilsettes og oppslemmingen spraytørkes som eksempel 1.
Eksempel 4:
En prøve av en Fischer-Tropsch-katalysator fremstilles ved sammenlignings-fremgangsmåten presentert i eksempel 2 bort sett fra at salpetersyre tilsettes, produktet males gjennom en Netzsch-mølle med SEPR, ER 120A, 0,8/1,25 mm keramiske perler til en medianpartikkelstørrelse på mindre enn omkring 2 um.
Eksempel 5:
En prøve av en Fischer-Tropsch-katalysator fremstilles ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen presentert heri som følger: En rustfri stålluftspreder anbringes i bunnen av en 1891 Nalgene trommel. Omkring 136 1 deionisert vann og omkring 7,48 kg maursyre (90% kommersielt tilgjengelig fra Speciality Chemical Co., LCC, Cleveland, TN USA) tilsettes til trommelen og blandes grundig. Omkring 18 kg jempulver (kommersielt tilgjengelig fra Pyron, Niagara Falls, NY, USA og merket med produktkode AC-325) tilsettes til maursyreoppløsningen under omrøring. Jernpulveret tilsettes langsomt nok til å opprettholde en reaksjonstemperatur på mindre enn omkring 37,8°C.
Etter at jernpulveret blir tilsatt og en oppslemming er dannet føres komprimert luft gjennom sprederen. Luftstrømningen fortsettes og reaksjonstemperaturen holdes ved omkring 37,8°C inntil i det vesentlige alt fritt jern er oppbrukt, eller i omkring 24 timer. Ureagert jern kan detekteres ved røntgendiffraksjon.
Jernoppslemmingen males gjennom en Netzsche mølle med SEPR, ER 120A 0,8/1,25 mmm kjeramiske perler til en medianpartikkelstørrelse på mindre enn omkring 2 um. Jerninnholdet i oppslemmingen bestemmes anvendende standardteknikker kjent fra kjent teknikk og promotorer tilsettes til oppslemmingen. Pr. omkring 100 gjern i oppslemmingen tilsettes Cu(NOa)2 ■ 2/2 H2O krystaller (kommersielt tilgjengelig fra Aldrich, Milwaukee, WI) eller Cu(N03)2 oppløsning (28 vekt/volum % Cu (SCI fabrikkmateriale) for å gi omkring 0,5 g kobber og kaliumnitrat (kommersielt tilgjengelig fra Aldrich, Milwaukee, WI) tilsettes for å gi omkring 0,2 g K2O. Hvis promotorene tilsettes som krystaller kan krystallene bli oppløst i en liten mengde vann før tilsetning til oppslemmingen.
Oppslemmingen spraytørkes deretter med en hjulforstøver (APV Anhydro Spray Drier). Innløpstemperaturen er satt til omkring 260°C og utløpstemperaturen opprettholdes ved omkring 148°C. En medianpartikkelstørrelse på 50 til 60 um (13.000 rpm) foretrekkes. Den spraytørkede katalysatoren kalsineres deretter ved omkring 350°C i 4 timer i en kasseovn, og siktes for å fjerne store partikler (-100 eller -60 mesh). Omkring 18 kg katalysator fremstilles.
Eksempel 6:
En prøve av en Fischer-Tropsch-katalysator fremstilles ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen presentert i eksempel 5 bort sett fra at jernpulveret AC-325 erstattes med Hoganas AB (Hoganas, Sverige) ASC-300 og belufmingstiden økes til omkring 48 timer.
Eksempel 7:
En prøve av en Fischer-Tropsch-katalysator fremstilles ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen presentert i eksempel 5 bort sett fra at jernpulveret AC-325 erstattes med Hoganås ASC-300 og belufmingstiden økes til omkring 48 timer.
Eksempel 8:
En prøve av en Fischer-Tropsch-katalysator fremstilles ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen presentert i eksempel 5 bort sett fra at maursyre erstattes eddiksyre og belufmingstiden økes til omkring 30 timer.
Eksempel 9:
En prøve av en Fischer-Tropsch-katalysator fremstilles ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen presentert i eksempel 5 bort sett fra at maursyre erstattes oksalsyre og belufmingstiden økes til omkring 36 timer.
Eksempel 10:
En prøve av en Fischer-Tropsch-katalysator fremstilles ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen presentert i eksempel 5 bort sett fra at maursyre erstattes pyrodruesyre og belufmingstiden økes til omkring 36 timer.
Eksempel 11:
En prøve av en Fischer-Tropsch-katalysator fremstilles ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen presentert i eksempel 5 bort sett fra at maursyre erstattes glykolsyre og belufmingstiden økes til omkring 32 timer.
Eksempel 12:
En prøve av en Fischer-Tropsch-katalysator fremstilles ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen presentert i eksempel 5 bort sett fra at maursyre erstattes propionsyre og belufmingstiden økes til omkring 37 timer. Som tidligere bemerket er mengden av vann som anvendes i den foreliggende oppfinnelsen signifikant mindre enn mengden som anvendes i en konvensjonell utfellingsfremgangsmåte. Dette kan demonstreres ved sammenligningseksempel av mengden av vann anvendt i eksempel 4 (utfellingsmetode) og eksempel 5 (fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen. Som vist i tabell I for å fremstille katalysatoren ifølge fremgangsmåten til eksempel 4 kreves en vanntilførsel på omkring 2194 kg. For å fremstille katalysatoren ved fremgangsmåten ifølge eksempel 5 kreves omkring 136 kg vann eller omkring 16 ganger mindre vann enn anvendt i fremgangsmåten i eksempel 4.
Videre fordi fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen krever tilført mindre vann til prosessen enn utfellingsfremgangsmåten, dannes signifikant mindre spillvann. For eksempel dannes i eksempel 5 135,98 kg spillvann sammenlignet med eksempel 4 som danner 2202 kg spillvann. Videre er spillvannet i den foreliggende oppfinnelsen renere idet det essensielt ikke inneholder sulfater, nitrater eller klorider.
Figur 1 og 2 er skanninelektronmikrografbilder av katalysatorer fremstilt i henholdsvis i eksempel 1 og 6. Som kjent fra kjent teknikk kan partikkelformen påvirke de fysikalske egenskapene til katalysatoren slik som partikkelstyrken og slitebestandighetene. Sfæriske partikler har tendens til større partikkelstyrke og er mer slitebestandige enn ikke-sfæriske partikler. Partikkelstørrelsen kan påvirke katalysatoregenskapene slik som flytfordeling og trykktap og til kommersiell drift foretrekkes partikler innenfor et relativt smalt område. Som vist i figur 2 har katalysatoren fremstilt fra jernpulveret en essensiell sfærisk form og har relativt smal partikkelstørrelsesfordelingsområde. Til sammenligning som vist på fig. 1, har katalysatoren fremstilt ved utfellingsfremgangsmåten ifølge kjent teknikk en variert form og partikkelstørrelse.
Katalysatoren ifølge den foreliggende oppfinnelsen er tiltenkt anvendelse i Fischer-Tropsch prosessen og har en sammensetning tilsvarende til F-T katalysatorer ifølge kjent teknikk. Imidlertid anvender fremgangsmåten ved hvilken katalysatoren fremstilles mindre vann, genererer mindre spillvann, er mer effektiv og fremstiller et ferdig produkt essensielt fritt for forurensninger og med en essensielt sfærisk partikkelstørrelse og et relativt lite partikkelstørrelsesfordelingsområde.
Claims (11)
1.
Fremgangsmåte for fremstilling av en katalysator for omdannelse av minst en komponent i syntesegass, hvor katalysatoren omfatter fra 35 til 70 vekt-% jern og fra 0,002 til 40 vekt-% av en promotor karakterisert ved at fremgangsmåten omfatter: a) å fremstille en vandig organisk syreoppløsning, b) tilsette j ernmetall til nevnte syreoppløsning, c) å tvinge et oksidasjonsmiddel gjennom syreoppløsningen inntil jerntallet er oppbrukt og en jernoppslemming er dannet, d) male jernoppslemmingen til medianpartikkelstørrelse på mindre enn omkring 2 um, e) å tilsette minst en promotor til den oppmalte jernoppslemmingen for å danne en produktoppslemming, nevnte promotor tilsettes ved en slik konsentrasjon slik at produktoppslemmingen har et faststoffinnhold fra omkring 10% til omkring 40% inklusiv promotoren, f) å spraytørke oppslemmingen for å danne partikler, og g) å kalsinere partiklene for å danne katalysatoren.
2.
Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at den organiske syren er en karboksylsyre med minst en karboksylsyregruppe med en pKa ved omgivelsestemperatur fra 0,5 til 6.
3.
Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at den organiske syren er valgt blant gruppen bestående av maursyre, eddiksyre, glykolsyre, oksalsyre, pyrodruesyre, malonsyre og propionsyre og en kombinasjon derav.
4.
Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at jernmetallet er på pulver, granulat, sfærisk, spon eller annen form med en gjennomsnittlig diameter på fra 1 nm til omkring 500 um.
5.
Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at promotoren er valgt blant gruppen bestående av kobber, et alkalimetall, et jordalkalimetall og kombinasjoner derav.
6.
Fremgangsmåte ifølge krav 5, karakterisert ved at alkalimetallet er valgt blant gruppen bestående av natrium, kalium, rubidium, cesium og kombinasjoner derav.
7.
Fremgangsmåte ifølge krav 5, karakterisert ved at jordalkalimetallet er valgt blant gruppen bestående av magnesium, kalsium, strontium, barium og kombinasjoner derav.
8.
Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at oppslemmingen spraytørkes med en hjulforstøver.
9.
Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at oksidasjonsmidlet er luft, komprimert luft, oksygen, hydrogenperoksid, et organisk peroksid, ozon og kombinasjoner derav.
10.
Katalysator for omdannelse av minst en komponent av syntesegass, karakterisert ved at katalysatoren fremstilles ved en fremgangsmåte som definert i et av kravene 1 til 9, hvor katalysatoren omfatter fra 35 vekt-% til 70 vekt-% jern og fra 0,002 vekt-% til 40 vekt-% av en promotor.
11.
Katalysator ifølge krav 10, karakterisert ved at den har en essensielt sfærisk partikkelform og et relativt lite partikkel-størrelsesfordelingsområde.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/US2002/015310 WO2003097236A1 (en) | 2002-05-15 | 2002-05-15 | Fischer-tropsch catalyst prepared with a high purity iron precursor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NO20045456L NO20045456L (no) | 2005-02-08 |
| NO328625B1 true NO328625B1 (no) | 2010-04-06 |
Family
ID=34102316
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NO20045456A NO328625B1 (no) | 2002-05-15 | 2004-12-15 | Fremgangsmate for fremstilling av en katalysator og en katalysator fremstilt pa denne maten |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1509323B1 (no) |
| JP (1) | JP4295719B2 (no) |
| AT (1) | ATE367861T1 (no) |
| AU (1) | AU2002309821B8 (no) |
| BR (1) | BR0215733A (no) |
| CA (1) | CA2485782C (no) |
| DE (1) | DE60221443T2 (no) |
| NO (1) | NO328625B1 (no) |
| ZA (1) | ZA200303778B (no) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7271126B2 (en) * | 2002-05-15 | 2007-09-18 | Sud-Chemie Inc. | Catalyst for the dehydrogenation of ethyl benzene to STYRENE prepared with a high purity iron precursor |
| 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 |
| US20070225382A1 (en) | 2005-10-14 | 2007-09-27 | Van Den Berg Robert E | Method for producing synthesis gas or a hydrocarbon product |
| JP4747339B2 (ja) * | 2006-06-30 | 2011-08-17 | 電源開発株式会社 | フィッシャートロプシュ合成反応用鉄系触媒及びその製造方法ならびにそれを使用した炭化水素の製造方法 |
| AU2007231719B2 (en) | 2006-11-01 | 2012-02-02 | Air Products And Chemicals, Inc. | Solid carbonaceous feed to liquid process |
| KR101501318B1 (ko) | 2008-11-07 | 2015-03-10 | 수드 케미 촉매주식회사 | 고농도의 ｃｏ₂ 존재하에 고성능의 알킬 방향족 화합물의 탈수소촉매 및 그의 제조방법 및 그것을 사용한 탈수소화 방법 |
| RU2443471C2 (ru) * | 2010-06-02 | 2012-02-27 | Учреждение Российской Академии Наук Ордена Трудового Красного Знамени Институт Нефтехимического Синтеза Им. А.В. Топчиева Ран (Инхс Ран) | Катализатор и способ получения алифатических углеводородов из оксида углерода и водорода в его присутствии |
| US20130165723A1 (en) * | 2011-12-22 | 2013-06-27 | Basf Se | Catalyst for the dehydrogenation of hydrocarbons |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1226876A (no) * | 1967-04-01 | 1971-03-31 | ||
| US3711426A (en) * | 1970-02-26 | 1973-01-16 | Topsoe H | Process for preparing a chromium-promoted iron oxide catalyst |
| US5863856A (en) * | 1997-04-22 | 1999-01-26 | Exxon Research And Engineering Company | Preparation of high activity catalysts the catalysts and their use |
| ITMI20020567A1 (it) * | 2002-03-18 | 2003-09-18 | Sud Chemie S R L | Processo per la preparazione di ossidi di ferro |
| US7271126B2 (en) * | 2002-05-15 | 2007-09-18 | Sud-Chemie Inc. | Catalyst for the dehydrogenation of ethyl benzene to STYRENE prepared with a high purity iron precursor |
-
2002
- 2002-05-15 EP EP02736844A patent/EP1509323B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2002-05-15 CA CA2485782A patent/CA2485782C/en not_active Expired - Fee Related
- 2002-05-15 JP JP2004504623A patent/JP4295719B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2002-05-15 AT AT02736844T patent/ATE367861T1/de not_active IP Right Cessation
- 2002-05-15 AU AU2002309821A patent/AU2002309821B8/en not_active Ceased
- 2002-05-15 DE DE60221443T patent/DE60221443T2/de not_active Expired - Lifetime
- 2002-05-15 BR BR0215733-0A patent/BR0215733A/pt not_active IP Right Cessation
-
2003
- 2003-05-15 ZA ZA200303778A patent/ZA200303778B/xx unknown
-
2004
- 2004-12-15 NO NO20045456A patent/NO328625B1/no not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP1509323A4 (en) | 2006-02-01 |
| JP4295719B2 (ja) | 2009-07-15 |
| ZA200303778B (en) | 2005-04-25 |
| JP2006510470A (ja) | 2006-03-30 |
| DE60221443T2 (de) | 2008-04-30 |
| ATE367861T1 (de) | 2007-08-15 |
| AU2002309821A1 (en) | 2003-12-02 |
| EP1509323A1 (en) | 2005-03-02 |
| NO20045456L (no) | 2005-02-08 |
| AU2002309821B2 (en) | 2008-06-26 |
| CA2485782A1 (en) | 2003-11-27 |
| EP1509323B1 (en) | 2007-07-25 |
| CA2485782C (en) | 2010-07-20 |
| DE60221443D1 (de) | 2007-09-06 |
| BR0215733A (pt) | 2005-02-22 |
| AU2002309821B8 (en) | 2008-07-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7199077B2 (en) | Fischer-tropsch catalyst prepared with a high purity iron precursor | |
| US7037876B2 (en) | High temperature shift catalyst prepared with a purity iron precursor | |
| JP4429063B2 (ja) | 合成ガスから炭化水素を製造する触媒と該触媒の製造方法及び炭化水素の製造方法 | |
| WO2006012152A2 (en) | Catalyst for the dehydrogenation of ethyl benzene to styrene prepared with a high purity iron precursor | |
| JP4698343B2 (ja) | 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 | |
| JPH08229399A (ja) | 助触媒を含む安定化酸化銅−酸化亜鉛触媒および製造方法 | |
| NO328625B1 (no) | Fremgangsmate for fremstilling av en katalysator og en katalysator fremstilt pa denne maten | |
| RU2299764C2 (ru) | Катализатор фишера-тропша, полученный при использовании высокочистого железосодержащего предшественника (варианты) | |
| WO2012068163A1 (en) | Stable slurry bed fischer-tropsch catalyst with high surface area and activity | |
| JP4773116B2 (ja) | 合成ガスから炭化水素を製造する触媒の製造方法、並びに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 | |
| US7566680B2 (en) | High surface area iron material prepared from a low surface area iron metal precursor | |
| EP1292654A2 (en) | Hydrocarbon synthesis catalyst and process | |
| JP7012595B2 (ja) | 二酸化炭素と水素から炭化水素を製造する触媒の製造方法、及び二酸化炭素と水素から炭化水素を製造する方法 | |
| EP1899055B1 (en) | High surface area iron material prepared from a low surface area iron metal precursor |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM1K | Lapsed by not paying the annual fees |