[发明专利]含钴催化剂的制备

说明书

本发明涉及含钴催化剂、作为中间产物的沉淀物、费‑托催化剂的制备以及由合成气生产通常气态、通常液态和任选地通常固态烃的方法。所述沉淀物和催化剂包含结晶Co(OH)(CO₃)_0.5，晶体为针状并且具有至少80m²/g的干燥沉淀物的表面积。

技术领域

本发明涉及含钴催化剂、作为中间产物的沉淀物、费-托催化剂(Fischer-Tropschcatalyst)的制备以及由合成气生产通常气态、通常液态和任选地通常固态烃的方法。

背景技术

已知许多文献描述了将(气态)含烃原料(尤其是甲烷、天然气和/或伴生气)催化转化为液态产物，特别是甲醇和液态烃(尤其是链烷烃)的方法。在此方面，经常提到偏远地区和/或离岸地区，在这些地区，例如通过管道或以液化天然气的形式直接使用天然气并不总是切实可行的。在气体产量和/或气田相对较少的情况下，这种情况更为明显。气体回注将增加石油生产的成本，并且在伴生气的情况下，可能会对原油生产造成不良影响。考虑到烃源的枯竭和空气污染，伴生气的燃烧已成为不受欢迎的选择。费-托法(Fischer-Tropschprocess)可以用作将含烃原料转化为液态和/或固态烃的一部分。通常，原料(例如天然气、伴生气和/或煤层气、煤)在第一步骤中被转化为氢气和一氧化碳的混合物(此混合物通常被称为合成气(synthesis gas/syngas))。然后将合成气送入反应器中，其中在高温和高压下通过合适的催化剂，在一个或多个步骤中将合成气转化成范围是从甲烷到包含多达200个碳原子，或在特定情况下甚至更多个碳原子的高分子量模块的化合物(和水)。

其它可以用于催化转化的含烃原料的实例为煤、生物质、垃圾、油渣和炼油厂的废气。

费-托合成中使用的催化剂通常包含基于负载材料的载体和元素周期表第VIII族的一种或多种金属，特别是来自钴或铁族的金属，任选地与一种或多种作为促进剂的金属氧化物和/或金属组合，所述金属氧化物和/或金属选自锆、钛、铬、钒和锰，特别是锰。此类催化剂在本领域已知并且已在例如WO 9700231 A和US 4595703的说明书中进行了描述。

通常，已经通过用一种或多种可溶性钴盐和一定量的溶剂浸渍多孔载体，然后干燥、煅烧和任选地活化来制备现有技术中的催化剂。在多孔载体的孔隙浸渍的情况下，通常可以从机械强挤出物开始。然而，通过单一浸渍步骤可获得的最大钴负载量受到载体的孔隙体积和钴盐的溶解度的限制。实际上，需要若干浸渍步骤以获得所需量的钴。对于商业规模的催化剂制备来说，需要此类多个步骤是非所必需的。

在现有技术中已经描述，还可以通过将氧化铝(EP 0 455 307)、二氧化硅(EP 0510 771)或氧化锆(EP 0 510 772)与可溶性或不溶性钴源研磨或捏合来制备合适的费-托催化剂。以这种方式，可能获得经挤出、干燥和煅烧的糊状物，以获得可用于费-托反应的催化剂或催化剂前体。特别是在使用不溶性钴源的情况下，可以通过相对简单的方法获得足够高的钴负载量，所述方法适用于商业规模。

费-托反应的一种催化剂是通过将可溶性或不可溶性钴源与二氧化钛一起研磨或捏合。在一种制备催化剂的方式中，氢氧化钴(Co(OH)2)可以用作起始材料。

氢氧化钴和二氧化钛的复合材料通过挤出成型，随后干燥和煅烧，并且接着放入费-托反应器中。在反应器中，氧化钴被还原成钴。

费-托催化剂领域中持续需要改进的催化剂，其具有良好活性的同时还具有良好C₅₊选择性。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有改进的活性的费-托催化剂。

出人意料地发现，根据本发明的用于制备含钴催化剂或催化剂前体、包含载体材料的沉淀物和包含载体材料的费-托催化剂或其前体的方法满足了此目的。

在本发明的一方面，所述方法包括以下步骤：