FR2677992A1 - Procede de synthese d'hydrocarbures a partir de gaz de synthese en presence d'un catalyseur a base de cobalt. - Google Patents

Procede de synthese d'hydrocarbures a partir de gaz de synthese en presence d'un catalyseur a base de cobalt. Download PDF

Info

Publication number
FR2677992A1
FR2677992A1 FR9107634A FR9107634A FR2677992A1 FR 2677992 A1 FR2677992 A1 FR 2677992A1 FR 9107634 A FR9107634 A FR 9107634A FR 9107634 A FR9107634 A FR 9107634A FR 2677992 A1 FR2677992 A1 FR 2677992A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
catalyst
weight
cobalt
hydrocarbons
chosen
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Granted
Application number
FR9107634A
Other languages
English (en)
Other versions
FR2677992B1 (fr
Inventor
Chaumette Patrick
Verdon Catherine
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
IFP Energies Nouvelles IFPEN
Original Assignee
IFP Energies Nouvelles IFPEN
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 IFP Energies Nouvelles IFPEN filed Critical IFP Energies Nouvelles IFPEN
Priority to FR919107634A priority Critical patent/FR2677992B1/fr
Priority to DE4219690A priority patent/DE4219690C2/de
Priority to ITMI921478A priority patent/IT1263193B/it
Priority to MYPI92001035A priority patent/MY113562A/en
Priority to MYPI98003188A priority patent/MY122270A/en
Priority to GB9212921A priority patent/GB2258414B/en
Priority to MYPI98003187A priority patent/MY122299A/en
Priority to GB9522922A priority patent/GB2291819B/en
Priority to ZA924473A priority patent/ZA924473B/xx
Priority to GB9522921A priority patent/GB2291818B/en
Priority to NL9201084A priority patent/NL194864C/nl
Priority to BE9200575A priority patent/BE1006539A4/fr
Publication of FR2677992A1 publication Critical patent/FR2677992A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of FR2677992B1 publication Critical patent/FR2677992B1/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
    • B01J23/76—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
    • B01J23/84—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36 with arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
    • B01J23/85—Chromium, molybdenum or tungsten
    • B01J23/88—Molybdenum
    • B01J23/887—Molybdenum containing in addition other metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
    • B01J23/8872—Alkali or alkaline earth metals
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
    • B01J23/76—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
    • B01J23/84—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36 with arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
    • B01J23/85—Chromium, molybdenum or tungsten
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
    • B01J23/76—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
    • B01J23/84—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36 with arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
    • B01J23/85—Chromium, molybdenum or tungsten
    • B01J23/88—Molybdenum
    • B01J23/882—Molybdenum and cobalt
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
    • B01J23/76—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
    • B01J23/84—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36 with arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
    • B01J23/85—Chromium, molybdenum or tungsten
    • B01J23/88—Molybdenum
    • B01J23/887—Molybdenum containing in addition other metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
    • B01J23/8871—Rare earth metals or actinides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C1/00—Preparation of hydrocarbons from one or more compounds, none of them being a hydrocarbon
    • C07C1/02—Preparation of hydrocarbons from one or more compounds, none of them being a hydrocarbon from oxides of a carbon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C1/00—Preparation of hydrocarbons from one or more compounds, none of them being a hydrocarbon
    • C07C1/02—Preparation of hydrocarbons from one or more compounds, none of them being a hydrocarbon from oxides of a carbon
    • C07C1/04—Preparation of hydrocarbons from one or more compounds, none of them being a hydrocarbon from oxides of a carbon from carbon monoxide with hydrogen
    • C07C1/0425—Catalysts; their physical properties
    • C07C1/043—Catalysts; their physical properties characterised by the composition
    • C07C1/0435—Catalysts; their physical properties characterised by the composition containing a metal of group 8 or a compound thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C1/00—Preparation of hydrocarbons from one or more compounds, none of them being a hydrocarbon
    • C07C1/02—Preparation of hydrocarbons from one or more compounds, none of them being a hydrocarbon from oxides of a carbon
    • C07C1/04—Preparation of hydrocarbons from one or more compounds, none of them being a hydrocarbon from oxides of a carbon from carbon monoxide with hydrogen
    • C07C1/0425—Catalysts; their physical properties
    • C07C1/0445—Preparation; Activation
    • 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
    • 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
    • C10G2/333—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 platinum-group
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J21/00—Catalysts comprising the elements, oxides, or hydroxides of magnesium, boron, aluminium, carbon, silicon, titanium, zirconium, or hafnium
    • B01J21/06—Silicon, titanium, zirconium or hafnium; Oxides or hydroxides thereof
    • B01J21/08—Silica
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C2523/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group C07C2521/00
    • C07C2523/16—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group C07C2521/00 of arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
    • C07C2523/24—Chromium, molybdenum or tungsten
    • C07C2523/28—Molybdenum
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C2523/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group C07C2521/00
    • C07C2523/16—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group C07C2521/00 of arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
    • C07C2523/24—Chromium, molybdenum or tungsten
    • C07C2523/30—Tungsten
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C2523/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group C07C2521/00
    • C07C2523/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group C07C2521/00 of the iron group metals or copper
    • C07C2523/74—Iron group metals
    • C07C2523/75—Cobalt
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C2523/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group C07C2521/00
    • C07C2523/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group C07C2521/00 of the iron group metals or copper
    • C07C2523/76—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group C07C2521/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups C07C2523/02 - C07C2523/36
    • C07C2523/83—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group C07C2521/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups C07C2523/02 - C07C2523/36 with rare earths or actinides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C2523/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group C07C2521/00
    • C07C2523/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group C07C2521/00 of the iron group metals or copper
    • C07C2523/76—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group C07C2521/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups C07C2523/02 - C07C2523/36
    • C07C2523/84—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group C07C2521/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups C07C2523/02 - C07C2523/36 with arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
    • C07C2523/85—Chromium, molybdenum or tungsten
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C2523/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group C07C2521/00
    • C07C2523/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group C07C2521/00 of the iron group metals or copper
    • C07C2523/76—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group C07C2521/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups C07C2523/02 - C07C2523/36
    • C07C2523/84—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group C07C2521/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups C07C2523/02 - C07C2523/36 with arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
    • C07C2523/85—Chromium, molybdenum or tungsten
    • C07C2523/88—Molybdenum
    • C07C2523/882—Molybdenum and cobalt

Landscapes

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

Abstract

L'invention concerne un procédé de fabrication d'un mélange d'hydrocarbures essentiellement linéaires et saturés, contenant au moins 80 % poids d'hydrocarbures C5 + par rapport à l'ensemble des hydrocarbures formés, à partir d'un mélange constitué d'oxydes de carbone et d'hydrogène, en présence d'un catalyseur contenant du cobalt, au moins un élément M additionnel choisi dans le groupe constitué par le molybdène et le tungstène et au moins un élément N additionnel choisi dans le groupe constitué par les éléments des groupes Ia, IIa, Ib, le ruthénium, le palladium, l'uranium, le proséodyme et le néodyme, dans lequel le cobalt et les éléments M et N sont dispersés sur un support.

Description

i La présente invention est relative à un procédé catalytique de
fabrication d'hydrocarbures à partir de
mélanges CO-H 2 ou CO-CO 2-H 2 (gaz de synthèse).
Elle concerne plus particulièrement l'utilisation d'une formulation catalytique permettant de réaliser la conversion du gaz de synthèse en un mélange d'hydrocarbures essentiellement constitué d'hydrocarbures C 5 + (c'est-à-dire possédant au moins 5 atomes de carbone par molécule)
utilisables en tant que carburant ou combustible liquide.
Il est connu de l'homme du métier que le gaz de synthèse peut être converti en hydrocarbures en présence de
catalyseurs contenant des métaux de transition.
Cette réaction, opérée à haute température et sous pression, est connue dans la littérature sous le nom de synthèse FISCHER TROPSCH Ainsi des métaux du groupe VIII tel que le fer, le ruthénium, le cobalt et le nickel catalysent la transformation de mélanges CO-CO 2-H 2 en
hydrocarbures liquides et/ou gazeux.
Les produits préparés par synthèse FISCHER TROPSCH en présence de ces catalyseurs métalliques présentent une distribution très large en terme de poids moléculaire Ainsi seulement une faible proportion des produits obtenus se situent dans la gamme des distillats moyens constitués par des fractions kérosène et gasoil, la ou les fractions kérosène étant constituées par un mélange d'hydrocarbures dont les points d'ébullition sont compris entre 1400 et 3000 C, et la ou les fractions gasoil par un mélange d'hydrocarbures de points d'ébullition compris entre 1800 et 3700 C lors d'une distillation atmosphérique telle que
réalisée par l'homme du métier sur un brut pétrolier.
Des efforts importants ont été entrepris depuis 1973 afin d'améliorer le rendement en distillats moyens des procédés basés sur la conversion du gaz de synthèse En particulier le cobalt, qui est connu en tant que constituant des catalyseurs Fischer-Tropsch depuis les premiers travaux de SABATIER et SENDERENS (J Soc Chem Ind, 21, 504, 1902) et les brevets DE 293 787 ( 1913) et DE 295 202 ( 1914), a été à
nouveau utilisé plus récemment.
Ainsi, le brevet US 4 522 939 revendique un procédé de préparation d'un catalyseur de synthèse de distillats moyens à partir du gaz de synthèse, contenant du cobalt, et au moins un autre métal choisi parmi le zirconium, le titane ou le chrome, ces métaux étant dispersés sur un support choisi dans le groupe constitué par la silice, l'alumine ou les silice-alumines Le molybdène et le tungstène ne sont pas
revendiqués en tant que promoteurs du cobalt dans ce brevet.
Le brevet US 4 632 941 concerne un procédé amélioré de conversion du gaz de synthèse en hydrocarbures utilisant un catalyseur à base de cobalt, avec ou sans thorium et comprenant du molybdène et/ou du tungstène en tant que constituant supplémentaire Il est par ailleurs indiqué dans ledit brevet que la présence de thorium à l'état de thorine est préférée, la concentration en thorium pouvant varier entre 0,1 et 15 % poids par rapport au cobalt, et préférentiellement étant égale à 15 % poids Ledit catalyseur contient également préférentiellement un support préférentiellement choisi parmi la famille des tamis
moléculaires tels que les zéolithes, ou les SAPO.
Ce catalyseur est préférentiellement préparé par imprégnation du cobalt et des promoteurs sur ledit support suivie d'une activation en présence d'hydrogène, la coprécipitation du molybdène ou du tungstène conduisant à un
catalyseur insuffisamment stable.
Les mélanges d'hydrocarbures synthétisés selon ce procédé ne contiennent que 50 à 72 % poids d'hydrocarbures C 5 + et présentent une très forte teneur en oléfines ( 40 à 50 % poids selon les coupes hydrocarbonnées). Les brevets EP 209 980 et EP 261 870 décrivent l'utilisation de catalyseurs à base de cobalt et éventuellement d'un ou plusieurs autres métaux choisis dans le groupe constitué par: le chrome, le nickel, le fer, le molybdène, le tungstène, le zirconium, le gallium, le thorium, le lanthane, le cérium, le ruthénium, le rhénium,
le palladium, ou le platine.
Toutefois, ces formulations contiennent de façon obligatoire soit du cérium (EP 209 980), soit du zinc (EP 261 870), le molybdène ou le tungstène ne constituant
pas des éléments essentiels de la formulation catalytique.
Il a maintenant été trouvé une composition catalytique, dont les performances sont suffisamment stables, et qui conduit après réduction sous hydrogène à des catalyseurs de conversion d'un mélange d'oxydes de carbone (CO, C 02) et d'hydrogène, également appelé gaz de synthèse, en un mélange d'hydrocarbures essentiellement linéaires et saturés contenant au moins 80 % poids d'hydrocarbures C 5 + par
rapport à l'ensemble des hydrocarbures formés.
Les catalyseurs selon l'invention contiennent du cobalt, au moins un élément M additionnel (par exemple sous forme métallique ou sous forme d'oxyde) choisi dans le groupe constitué par le molybdène et le tungstène et au moins un élément N additionnel (par exemple sous forme métallique ou sous forme d'oxyde) choisi dans le groupe constitué par les éléments des groupes Ia, I Ia, Ib (tels que par exemple le sodium, le potassium, le magnésium, le calcium, le cuivre ou l'argent), le ruthénium, le palladium, l'uranium, le praséodyme et le néodyme, de préférence dans le groupe formé par le sodium, le potassium, le ruthénium, le cuivre et l'uranium, l'ensemble de ces éléments étant dispersés sur un support. Le support utilisé sera de préférence constitué par au moins un oxyde d'au moins un élément choisi dans le groupe formé par les éléments suivants: Si, Al, Ti, Zr, Sn, Zn, Mg, Ln (o Ln est une terre rare, c'est-à-dire un élément de
numéro atomique compris entre 57 et 71 inclus).
Les teneurs en éléments du catalyseur après calcination, exprimées en poids d'élément par rapport au poids de support, sont habituellement les suivantes: de 1 à 60 %, et préférentiellement de 5 à 40 % en poids de cobalt. de 0,1 à 60 %, et préférentiellement de 1 à 30 % en poids d'élément M. de 0,01 à 15 % et préférentiellement de 0,05 à 5 % en poids d'élément N. Le cobalt et les éléments additionnels, qu'on appelle ici encore éléments ou agents modificateurs du cobalt, peuvent être introduits en utilisant toute méthode connue de l'homme du métier telle que, par exemple, l'échange ionique, l'imprégnation à sec, la coprécipitation, la gélification, le mélange mécanique ou le greffage de complexes organométalliques. Parmi ces techniques, les techniques d'imprégnation ou de gélification sont préférées pour la préparation dudit catalyseur, car elles permettent un contact intime entre le cobalt et les éléments modificateurs M et N. Il a en effet été trouvé que l'emploi des techniques d'imprégnation ou de gélification du cobalt et du molybdène et/ou du tungstène et d'au moins un élément additionnel N et éventuellement au moins un élément choisi dans le groupe formé par les éléments du support, permet d'obtenir un catalyseur de conversion du gaz de synthèse en hydrocarbures
à la fois stable, actif et sélectif en hydrocarbures C 5 +.
Une méthode préférée de préparation du catalyseur selon l'invention consiste par exemple à imprégner un support au moyen d'au moins une solution aqueuse (ou dans au moins un solvant approprié) contenant le cobalt, et éventuellement tout ou partie du ou des éléments additionnels M ou N, sous forme par exemple d'un halogènure, d'un nitrate, d'un acétate, d'un oxalate, d'un sulfate, d'un complexe formé avec l'acide oxalique et les oxalates, d'un complexe formé avec l'acide citrique et les citrates, d'un complexe formé avec l'acide tartrique et les tartrates, d'un complexe formé avec un autre polyacide ou acide alcool et ses sels, d'un complexe formé avec les acétyl acétonates, et tout autre dérivé inorganique ou organométallique contenant le cobalt et éventuellement tout ou partie du ou des éléments additionnels M ou N, l'autre partie éventuelle du ou des éléments additionnels M ou N étant imprégnée par la suite. Pour incorporer l'élément M (Mo ou W), il est également possible d'utiliser au moins un molybdate ou au moins un tungstate d'ammonium, tels que le molybdate d'ammonium, l'heptamolybdate d'ammonium tetrahydraté ou le
metatungstate d'ammonium par exemple.
Après chaque imprégnation du cobalt et éventuellement du ou des éléments additionnnels M ou N sur le support choisi, le produit obtenu est ensuite traité thermiquement, c'est-à dire séché, par tout moyen connu de l'homme du métier, par exemple sous un courant d'azote ou d'air à une température comprise entre 800 C et 2000 C, puis calciné par exemple sous un courant d'air ou d'azote à une température
comprise par exemple entre 200 'C et 800 'C.
Une autre méthode de préparation consiste en la préparation d'un gel contenant le cobalt et les éléments M et N selon la technique décrite dans le brevet US 3 846 341 dans lequel le sel de fer est substitué par un sel de cobalt, le support pouvant être ajouté à toute étape de la préparation, et préférentiellement dans les solutions de départ ou dans la solution colloïdale obtenue lors de ladite préparation. Il est également possible de préparer le catalyseur selon l'invention au moyen de la méthode décrite de façon détaillée dans le brevet US 3 975 302 et qui consiste en la préparation d'une solution d'imprégnation à partir d'un gel solide amorphe et d'alkanolamine, puis à imprégner un
support avec cette solution.
Le catalyseur pourra éventuellement être mis en forme par tout procédé connu de l'homme du métier, par exemple par extrusion, coagulation en goutte, dragéification ou pastillage Après cette étape de mise en forme, ledit catalyseur subira éventuellement une ultime activation
thermique dans les conditions opératoires précitées.
Les catalyseurs préparés selon les modes opératoires décrits dans l'invention sont particulièrement bien adaptés pour être utilisés dans les procédés de fabrication d'un mélange d'hydrocarbures essentiellement linéaires et saturés, contenant au moins 80 % en poids d'hydrocarbures C 5 + par rapport à l'ensemble des hydrocarbures formés, à partir d'un gaz de synthèse La présente invention concerne donc également un procédé de synthèse d'hydrocarbures à partir de gaz de synthèse en présence d'un catalyseur préparé selon l'invention. Les conditions de mise en oeuvre desdits catalyseurs pour la fabrication d'hydrocarbures sont habituellement les suivantes: Le catalyseur, chargé dans un réacteur, est tout d'abord préréduit par mise en contact avec un mélange de gaz inerte (azote par exemple) et d'au moins un composé réducteur (hydrogène ou monoxyde de carbone par exemple), le rapport molaire composé réducteur:(composé réducteur + gaz
inerte) étant de 0,001:1 à 1:1.
La préréduction est menée entre 150 'C et 600 'C, de préférence entre 200 'C et 500 'C, entre 0,1 M Pa et 10 M Pa et à une vitesse volumétrique horaire de 100 à 40 000 volumes de mélange par volume de catalyseur et par heure Cette préréduction sera préférentiellement menée en phase liquide si, par la suite, la réaction de synthèse d'hydrocarbures se déroule en phase liquide De préférence, la phase liquide dans laquelle est menée la préréduction sera identique à celle utilisée pour la conversion du gaz de synthèse en hydrocarbures. La conversion du gaz de synthèse en hydrocarbures est ensuite opérée sous une pression totale habituellement comprise entre 0,5 M Pa et 15 M Pa, et de préférence entre 1 M Pa et 10 M Pa, la température étant généralement comprise 1500 C et 3500 C, et de préférence 1700 C et 3000 C. La vitesse volumétrique horaire est habituellement comprise entre 100 et 10 000 volumes de gaz de synthèse par volume de catalyseur et par heure et de préférence entre 400 et 5 000 volumes de gaz de synthèse par volume de catalyseur et par heure, et le rapport H 2:CO dans le gaz de synthèse est habituellement compris entre 1:1 et
3:1, de préférence entre 1,2:1 et 2,5:1.
Le catalyseur peut être utilisé en poudre fine calibrée ( 10-700 pm environ) ou en particules de diamètre équivalent compris entre 2 et 1 O 10 mm environ, en présence d'une phase gazeuse, ou d'une phase liquide (dans les conditions opératoires) et d'une phase gazeuse La phase liquide peut être constituée par un ou plusieurs hydrocarbures ayant au moins 5 atomes de carbone, de préférence au moins 10 atomes de
carbone par molécule.
Les catalyseurs ayant les compositions décrites ci dessous sont particulièrement actifs et stables dans la réaction de synthèse d'hydrocarbures à partir de gaz de synthèse; ils permettent d'obtenir des hydrocarbures essentiellement paraffiniques, dont la fraction présentant les points d' ébulition les plus élevés peut être convertie avec un rendement élevé en distillats moyens (coupes gasoil et kérosène) par un procédé d'hydroconversion tel que l'hydrocraquage
et/ou l'hydroiscmérisation catalytiques.
Les exemples suivants illustrent l'invention sans toutefois en
limiter la portée.
EXEMPLE 1: Catalyseur A 3 O Un support silice est imprégné (étape a)) par une solution aqueuse de nitrate de cobalt d'un volume égal au volume poreux du support et contenant la quantité de nitrate de cobalt désirée, soit 5 % poids de Co par rapport au poids de silice (tableau 1), puis la
solution est lentement évaporée à sec à 80 'C (étape b)).
La silice imprégnée ainsi obtenue est ensuite séchée pendant environ 1 heure à 1000 C (étape c)), et pendant environ 16 heures à 1500 C (étape d)), puis calcinée pendant
environ 3 heures à 5000 C (étape e)).
La teneur en élément M désirée, soit 1,5 % poids de Mo par rapport au poids de silice (tableau 1), est ensuite déposée selon le protocole décrit dans les étapes a) à e) dans lequel le nitrate de cobalt est remplacé par de l'heptamolybdate d'ammonium tetrahydraté, et le volume poreux du support par le volume poreux du support imprégné
de cobalt.
On dépose ensuite 3 % poids de potassium (élément N) par rapport au poids de silice selon le protocole décrit dans les étapes a) à e) dans lequel le nitrate de cobalt est remplacé par du nitrate de potassium, et le volume poreux du support par le volume poreux du support imprégné de cobalt
et de molybdène (élément M).
EXEMPLE 2: Catalyseur B La préparation du catalyseur B diffère de celle décrite dans l'exemple 1 en ce que l'on dépose successivement sur la silice décrite tableau I, 10 % poids de cobalt par rapport au poids de silice, par imprégnation de nitrate de cobalt selon les étapes a) à e), 3 % poids de molydène par rapport au poids de silice, par imprégnation d'heptamolybdate d'ammonium tetrahydraté selon les étapes a) à e), puis 0,6 % poids de potassium par rapport au poids de silice selon le protocole décrit dans les étapes a) à e) EXEMPLE 3: Catalyseur C La préparation du catalyseur C diffère de celle décrite dans l'exemple 1 en ce que l'on dépose simultanément sur la silice décrite tableau 1, 25 % poids de cobalt et 2,6 % poids de molybdène par rapport au poids de silice, par imprégnation avec une solution contenant à la fois du nitrate de cobalt et de l'heptamolybdate d'ammonium tetrahydraté, selon les étapes a) à e), puis 0,8 % poids de sodium par rapport au poids de silice selon les étapes a) à e). EXEMPLE 4: Catalyseur D La préparation du catalyseur D diffère de celle décrite dans l'exemple 3 en ce que l'on dépose simultanément sur la silice décrite tableau 1, 30 % poids de cobalt et 1,1 % poids de molybdène par rapport au poids de silice, par imprégnation avec une solution contenant à la fois du nitrate de cobalt et de l'heptamolybdate d'ammonium tetrahydraté, selon les étapes a) à e), puis 0,7 % poids de potassium par rapport au poids de silice selon le protocole
décrit dans les étapes a) à e).
EXEMPLE 5: Catalyseur E La préparation du catalyseur E diffère de celle décrite dans l'exemple 1 en ce que l'on dépose successivement sur la silice décrite tableau 1, 30 % poids de cobalt par rapport au poids de silice, par imprégnation de nitrate de cobalt selon les étapes a) à e), 5 % poids de molydène par rapport au poids de silice, par imprégnation d'heptamolybdate d'ammonium tetrahydraté selon les étapes a) à e), puis 0,8 % poids de potassium par rapport au poids de silice selon le protocole décrit dans les étapes a) à e) il EXEMPLE 6: Catalyseur F La préparation du catalyseur F diffère de celle décrite dans l'exemple 3 en ce que l'on dépose successivement sur la silice décrite tableau 1, 50 % poids de cobalt par rapport au poids de silice, par imprégnation de nitrate de cobalt selon les étapes a) à e), 10 % poids de molydène par rapport au poids de silice, par imprégnation d'heptamolybdate d'ammonium tetrahydraté selon les étapes a) à e), puis 0,5 % poids de potassium par rapport au poids de
silice selon le protocole décrit dans les étapes a) à e).
EXEMPLE 7: Catalyseur G La préparation du catalyseur G diffère de celle décrite dans l'exemple 3 en ce que l'on dépose simultanément sur la silice décrite tableau 1, 30 % poids de cobalt et 1, 1 % poids de tungstène par rapport au poids de silice, par imprégnation avec une solution contenant à la fois du nitrate de cobalt et du métatungstate d'ammonium, selon les étapes a) à e), puis 1 % poids de sodium (élément N) par rapport au poids de silice selon le protocole décrit dans
les étapes a) à e).
EXEMPLE 8: Catalyseur H La préparation du catalyseur H diffère de celle décrite dans l'exemple 3 en ce que l'on dépose simultanément sur l'oxyde de titane décrit tableau 1, 25 % poids de cobalt et 1,3 % poids de molybdène par rapport au poids d'oxyde de titane, par imprégnation avec une solution contenant à la fois du nitrate de cobalt et de l'heptamolybdate d'ammonium tetrahydraté, selon les étapes a) à e), puis 2 % poids de potassium par rapport au poids de silice selon le protocole
décrit dans les étapes a) à e).
EXEMPLE 9: Catalyseur I La préparation du catalyseur I diffère de celle décrite dans l'exemple 3 en ce que l'on dépose simultanément sur l'oxyde de cérium décrit tableau 1, 25 % poids de cobalt et 1,5 % poids de molybdène par rapport au poids de zircone, par imprégnation avec une solution contenant à la fois du nitrate de cobalt et de l'heptamolybate d'ammonium tetrahydraté, selon les étapes a) à e), puis 0,6 % poids de potassium par rapport au poids de silice selon le protocole
décrit dans les étapes a) à e).
EXEMPLE 10: Catalyseur J La préparation du catalyseur J diffère de celle décrite dans l'exemple 3 en ce que l'on dépose simultanément sur la silice-alumine décrite tableau 1, 30 % poids de cobalt et 2 % poids de molybdène par rapport au poids de silice-alumine, par imprégnation avec une solution contenant à la fois du nitrate de cobalt et de l'heptamolybate d'ammonium tetrahydraté, selon les étapes a) à e), puis 0,6 % poids de sodium par rapport au poids de silice selon
le protocole décrit dans les étapes a) à e).
EXEMPLE 11: Catalyseur K La préparation du catalyseur K diffère de celle décrite dans l'exemple 3 en ce que l'on dépose dans un premier temps simultanément sur la silice décrite tableau 1, 20 % poids de cobalt et 1,1 % poids de molybdène par rapport au poids de silice, par imprégnation avec une solution contenant à la fois du nitrate de cobalt et de lheptamolybate d'ammonium tetrahydraté, selon les étapes a) à e), puis dans un second temps 0,2 % poids de potassium par rapport au poids de silice, par imprégnation avec une solution de nitrate de potassium, selon les étapes a) à e), puis 0,2 % poids de potassium par rapport au poids de silice selon le protocole décrit dans les étapes a) à e) EXEMPLE 12: Catalyseur L La préparation du catalyseur L diffère de celle décrite dans l'exemple 3 en ce que l'on dépose dans un premier temps simultanément sur la silice décrite tableau 1, % poids de cobalt et 2,6 % poids de molybdène par rapport au poids de silice, par imprégnation avec une solution contenant à la fois du nitrate de cobalt et de l'heptamolybate d'ammonium tetrahydraté, selon les étapes a) à e), puis dans un second temps 0,5 % poids de cuivre par rapport au poids de silice, par imprégnation avec une solution de nitrate de cuivre trihydraté, selon les étapes
a) à e).
EXEMPLE 13: Catalyseur O La préparation du catalyseur O diffère de celle décrite dans l'exemple 3 en ce que l'on dépose dans un premier temps simultanément sur la silice décrite tableau 1, % poids de cobalt et 2 % poids de molybdène par rapport au poids de silice, par imprégnation avec une solution contenant à la fois du nitrate de cobalt et de l'heptamolybate d'ammonium tetrahydraté, selon les étapes a) à e), puis dans un second temps 1 % poids d'uranium par rapport au poids de silice, par imprégnation avec une solution de nitrate d'uranyle hexahydraté, selon les étapes
a) à e).
EXEMPLE 14: Catalyseur P
ml d'une solution contenant 49,05 g d'hepta-
molybdate d'ammonium ( 0,28 moles Mo 03) sont introduits dans un réacteur agité contenant 300 ml d'eau refroidie à 80 C (solution A) Une solution contenant 233 g de nitrate de cobalt hexahydraté ( 0,80 moles Co 2 +) et 1,6 g de nitrate de
potassium ( 0,016 moles K+), dissous dans 400 ml d'eau à 15-
C (solution B), est ensuite ajoutée à la solution A sous agitation Il est rapidement ajouté à ce mélange 200 g de silice en poudre micronique Une solution colloïdale contenant la silice en suspension est ainsi obtenue à 80 C,
le mélange est ensuite réchauffé lentement sous agitation.
Un durcissement est observé 20 à 40 minutes après mélange
des solutions A et B et de la silice.
Après murissement pendant 2 heures à 30 'C, un gel transparent et cristallographiquement amorphe est obtenu Ce gel est séché pendant 48 heures à 70 'C puis 36 heures à 1750 C Le produit obtenu est broyé puis mélangé à 20 mi d'eau La pâte résultante est extrudée dans une filière en cylindres de diamètre 3,5 mm et de longueur 3 mm Ces cylindres sont séchés pendant 1 heure à 100 'C puis pendant 1 heure à 150 'C Le catalyseur est ensuite calciné à 500 'C pendant 3 heures Le catalyseur P obtenu contient 23,9 % poids de cobalt, 13,3 % poids de molybdène et 0,3 % poids de
potassium par rapport au poids de silice.
EXEMPLE 15: Catalyseur Q
ml d'une solution contenant 30,65 g d'hepta-
molybdate d'ammonium ( 0,174 moles Mo O 3) et 21,8 g de métatungstate d'ammonium à 92,05 % W 03 ( 0,086 moles W 03) sont introduits dans un réacteur agité contenant 300 ml d'eau refroidie à 80 C (solution A) Une solution contenant 213,6 g de nitrate de cobalt hexahydraté ( 0,734 moles Co 2 +) et 1,6 g de nitrate de potassium ( 0,016 moles K+), dissous dans 360 ml d'eau à 15-200 C (solution B), est ensuite ajoutée à la solution A sous agitation Il est rapidement ajouté 200 g de silice en poudre micronique Une solution colloïdale contenant la silice en suspension est ainsi obtenue à 80 C, le mélange est ensuite réchauffé lentement sous agitation modérée, Un durcissement est observé 20 à 40 minutes après
mélange des solutions A et B et de la silice.
Après murissement pendant 2 heures à 30 'C, un gel transparent et cristallographiquement amorphe est obtenu Ce gel est séché pendant 48 heures à 70 'C puis 36 heures à C Le produit obtenu est broyé puis mélangé à 20 ml d'eau La pâte résultante est extrudée dans une filière en cylindres de diamètre 3,5 mm et de longueur 3 mm Ces cylindres sont séchés pendant 1 heure à 1000 C puis pendant 1 heure à 1500 C Le catalyseur est ensuite calciné à 500 'C pendant 3 heures Le catalyseur Q obtenu contient 21,6 % poids de cobalt, 8,3 % poids de molybdène, 7,9 % poids de tungstène et 0,3 % poids de potassium par rapport au poids
de silice.
EXEMPLE 16 (comparatif): Catalyseur R 450 g ( 5,70 moles) d'hydrogénocarbonate d'ammonium sont dissous dans 3 litres d'eau distillée et agités vigoureusement à température ambiante On ajoute à cette solution une autre solution contenant 30 g de nitrate de cobalt hexahydraté ( 0,10 moles), 5 g d'heptamolybdate d'ammonium ( 4 mmoles) et 89,25 g de nitrate de zinc hexahydraté ( 0,30 mole), dissous dans 750 ml d'eau distillée La vitesse d'addition de cette seconde solution est d'environ 12 ml/mn Le p H de la solution de bicarbonate reste raisonnablement constant pendant cette addition (p H= 7,5 à 8,0) Le précipité fin qui en résulte reste suspendu dans la solution agitée pendant toute la période d'addition Le précipité est ensuite filtré et séché sur un filtre, puis lavé par mise en suspension dans 500 ml d'eau distillée sous agitation vigoureuse Ce lavage est effectué une seconde fois, avant de sécher le précipité dans un four à 1500 C pendant 16 heures Le précipité séché est ensuite traité sous azote de la manière suivante: Montée de la température ambiante à 4500 C à la vitesse de 30 'C/heure, Palier de 6 heures à 4500 C,
Refroidissement à 20 'C.
Le catalyseur R obtenu contient 24,1 % poids de cobalt et 11 % poids de molybdène par rapport au poids d'oxyde de zinc. EXEMPLE 17 (Comparatif): Catalyseur S 18,75 g d'acétylacétonate de cobalt (Co(acac)3; 52,5 mmoles) sont dissous dans 750 ml d'acétone La solution est ajoutée lentement dans un bécher contant 60 g de Ce O 2, une forte agitation est maintenue, puis le mélange est évaporé lentement sous vide au ROTAVAPOR jusqu'à obtenir une pâte Cette pâte est séchée au bain-marie sous agitation le produit étant simultanément broyé, jusqu'à obtenir une poudre de cérine imprégnée La poudre est ensuite séchée sous air dans une étuve à 1500 C Le produit séché est ensuite calciné sous azote dans les conditions suivantes: Montée de la température ambiante à 4500 C à la vitesse de 0,5-C/mn, Palier de 6 heures à 450 'C, Refroidissement jusqu'à température ambiante à la vitesse
de 100 C/mn.
EXEMPLE 18 (comparatif): Catalyseur T 12,5 g de nitrate de cobalt hexahydraté sont dissous dans de l'acétone ( 53 mmoles) et ajoutés à une solution contenant 25 g de nitrate de lanthane hexahydraté dissous dans l'acétone ( 57,7 mmoles) La solution est ajoutée lentement à 50 g de cérine (Ce O 2) sous agitation et avec un
broyage simultané jusqu'à obtenir une pâte consistante.
Cette pâte est ensuite séchée sous air dans une étuve à 150 'C Le produit séché est ensuite calciné sous azote dans les conditions suivantes: Montée de la température ambiante à la vitesse de 4500 C à C/mn, Palier de 6 heures à 450 'C, Refroidissement jusqu'à l'ambiante à la vitesse de
C/mn.
Les catalyseurs décrits dans les exemples 1 à 18 sont testés en phase gazeuse dans une unité pilote fonctionnant
en continu et opérant sur 20 cm 3 de catalyseur.
Les catalyseurs A à L et O à Q (exemples 1 à 15 selon l'invention) sont préalablement réduits in situ jusqu'à 2400 C par un mélange d'hydrogène et d'azote contenant 6 % d'hydrogène dans l'azote, puis par de l'hydrogène pur
jusqu'à 3500 C, à la pression atmosphérique.
Le catalyseur R (exemple comparatif 16) est réduit sous hydrogène dans les conditions suivantes: Montée de la température ambiante à 1250 C à la vitesse de 2 C/mn, Palier de 2 heures à 1250 C, Montée de 1250 C à 2250 C à la vitesse de 20 C/mn, Palier de 2 heures à 2250 C, Montée de 225 C à 320 C à la vitesse de 2 C/mn, Palier de 2 heures à 320 C,
Refroidissement jusqu'à la température ambiante. Les catalyseurs S et T (exemples comparatifs 17 et 18) sont réduits par de
l'hydrogène dans les conditions suivantes Montée de la température ambiante à 400 C à la vitesse de 3 C/mn, Palier de 6 heures à 400 C, Refroidissement jusqu'à la température ambiante à la
vitesse de 10 C/mn.
Les conditions de test des catalyseurs A à L et O à T sont les suivantes: Température comprise entre 200 C et 240 C Pression 2 M Pa Vitesse volumique horaire (V V H) comprise entre 600 h-1 et 2000 h-1
H 2:CO = 2:1
Les performances catalytiques de ces catalyseurs sont
décrites dans les tableaux 2 et 3 ci-après.
En ce qui concerne les catalyseurs A à L et O à Q, après réduction insitu jusqu'à 350 C, la température du lit
catalytique est réduite à 170 C et le mélange hydrogène-
azote est substitué par de l'azote pur.
En ce qui concerne les catalyseurs R, S et T, le débit d'hydrogène est substitué par de l'azote, et la température est augmentée de la température ambiante à 170 C à la
vitesse de 10 C/mn.
La pression est alors portée à 2 M Pa dans le réacteur et le gaz de synthèse (mélange hydrogène monoxyde de carbone avec un rapport H 2:CO= 2:1) est alors introduit progressivement de façon à obtenir la vitesse volumique horaire (V V H) désirée (Tableau 2, V V H = 600 à 2000 h-l). Le débit d'azote est ensuite supprimé progressivement et la température ajustée à la valeur désirée (tableau 2, T= à 240 'C) avec une vitesse de montée en température de 60 C/mn Les performances obtenues après 400 heures de stabilisation sous gaz de synthèse sont indiquées tableau 2 Le tableau 3 présente la distribution des hydrocarbures essentiellement linéaires et saturés synthétisés dans ces conditions. Le tableau 2 montre que les catalyseurs selon l'invention permettent d'atteindre des conversions élevées du monoxyde de carbone (CO) et des productivités élevées en hydrocarbures De plus, le tableau 3 indique que plus de 80 % poids des hydrocarbures formés avec les catalyseurs selon l'invention, sont des hydrocarbures présentant au moins 5 atomes de carbone par molécule (hydrocarbures C 5 +) Une proportion importante des hydrocarbures formés se situe donc dans le domaine des distillats moyens (kérosène, gasoil) ou des paraffines solides à température ambiante (cires) La distribution des hydrocarbures obtenue est donc particulièrement bien adaptée à la préparation de distillats moyens, la fraction d'hydrocarbures présentant les points d'ébullition les plus élevés pouvant être convertie, avec un rendement élevé, en distillats moyens, par un procédé d'hydroconversion tel que l'hydrocraquage et/ou
l'hydroisomérisation catalytiques.
Les exemples comparatifs des tableaux 2 et 3 indiquent, de plus, que les catalyseurs R, S, et T, dont les compositions sont indiquées tableau 1 conduisent essentiellement à des hydrocarbures C 5-C 12, d'o une5 proportion d'hydrocarbures C 5 + formés inférieure à 80 % poids De plus, des productivités plus faibles que celles observées avec les catalyseurs selon l'invention sont atteintes, particulièrement avec les catalyseurs S et T.
TABLEAU 1: CATALYSEURS PREPARES PAR IMPREGNATION
EXEMPLE Catalyseur % Co M % M N % N Support SB E T. (m 2/g) 1 A 5 Mo 1,5 K 3 Si O 2 65 2 B 10 Mo 3 K 0,6 Si O 2 55 3 C 25 Mo 2,6 Na 0,8 Si O 2 38 4 D 30 Mo 1,1 K 0,7 Si O 2 80 E 30 Mo 5 K 0,8 Si O 2 260 6 F 50 Mo 10 K 0,5 Si O 2 65 7 G 30 W 1,1 Na 1 Si O 2 55 8 H 20 Mo 1,3 K 2 Si O 2 30 9 I 25 Mo 1,5 K 0,6 Ce O 2 75 J 30 Mo 2,0 Na 0,6 Si O 2-A 1203 80 11 K 20 Mo 1,1 K 0,2 Si O 2 55 12 L 30 Mo 2,6 Cu 0,5 Si O 2 55 13 O 25 Mo 2 U 1 Si O 02 55 17 (compa S 5,2 Ce O 2 75 ratif) 18 (compa T 5,1 La 15,9 Ce O 2 75 ratif) N on on N c,,, CN
TABLEAU 2: CONVERSION DU GAZ DE SYNTHESE EN HYDROCARBURES
Catalyseur Température V V H CONV CO Productivité * ( C) (h-1) (% Vol) (kg/(m 3 cata h))
A 240 600 45 56
B 230 800 62 100
C 220 2000 55 220
D 215 2000 75 320
E 200 1800 85 295
F 200 1800 78 270
G 205 2000 58 232
H 230 1800 41 144
I 220 2000 63 252
J 215 1800 79 298
K 220 2000 61 244
L 210 2000 74 296
O 220 2000 81 324
P 200 1800 75 260
Q 220 2000 87 348
R (comparatif) 220 2000 45 175 S (comparatif) 240 600 25 31 T (comparatif) 240 600 18 22 * Productivité totale catalyseur et par en hydrocarbures exprimée en heure. kilogrammes par m 3 de
TABLEAU 3: DISTRIBUTION DES PRODUITS DE LA REACTION
CATALYSEUR HYDROCARBURES PRODUITS (% POIDS)
C 4 ' C 5-C 12 C 13-C 19 C 20 + C 5 +
A 15 35 20 30 85
B 13 33 21 33 87
C 12 27 25 36 88
D 9 20 27 44 91
E 18 33 19 30 82
F 8 12 29 51 92
G 10 18 26 46 90
H 12 28 23 37 88
I 9 24 27 40 91
J 10 29 23 38 90
K 10 14 29 47 90
L 13 23 26 38 87
O 9 23 28 40 91
P 8 9 30 53 92
Q 13 24 22 41 87
R (comparatif) 30 49 14 7 70 S (comparatif) 22 44 19 15 78 T (comparatif) 24 48 16 12 76 rq O a N Co

Claims (7)

REVENDICATIONS
1 Procédé de fabrication d'un mélange d'hydrocarbures essentiellement linéaires et saturés, contenant au moins 80 % poids d'hydrocarbures C 5 + par rapport à l'ensemble des hydrocarbures formés, à partir d'un mélange constitué d'oxydes de carbone (CO,CO 2) et d'hydrogène, appelé gaz de synthèse, en présence d'un catalyseur contenant du cobalt, au moins un élément M additionnel choisi dans le groupe constitué par le molybdène et le tungstène et au moins un élément N additionnel choisi dans le groupe constitué par les éléments des groupes Ia, I Ia, Ib, le ruthénium, le palladium, l'uranium, le praséodyme et le néodyme, dans lequel le cobalt et les éléments M et N sont dispersés sur un support; les teneurs en éléments du catalyseur, exprimées en poids d'élément par rapport au poids de support étant de: 1,0 60 % pour le cobalt 0,1 60 % pour l'élément M * 0,01 15 % pour l'élément N 2 Procédé selon la revendication 2 dans lequel le support est choisi dans le groupe constitué par au moins un oxyde d'au moins un élément choisi dans le groupe formé par les éléments suivants: Si, Al, Ti, Zr, Sn, Zn, Mg, Ln (o Ln
est une terre rare).
3 Procédé selon l'une des revendications 1 et 2 dans
lequel les teneurs en éléments du catalyseur après calcination, exprimées en poids d'oxyde par rapport au poids de catalyseur calciné sont de: Cobalt: 5 40 % Elément M: 1 30 % Elément N: 0,05 5 %
4 Procédé selon l'une des revendications 1 à 3 dans
lequel le catalyseur est soumis à une préréduction avant utilisation, ladite préréduction du catalyseur étant effectuée par mise en contact avec un mélange de gaz inerte et d'au moins un composé réducteur en rapport molaire composé réducteur:(composé réducteur + gaz inerte) de 0, 001:1 à 1:1, ledit composé réducteur étant choisi parmi l'hydrogène et le monoxyde de carbone, la préréduction étant menée entre 150 'C et 6000 C, entre 0,1 et 10 M Pa et à une vitesse volumétrique horaire de 100 à 40 000 volumes de
mélange par volume de catalyseur et par heure.
Procédé selon la revendication 4 dans lequel la préréduction est menée entre 200 'C et 5000 C.
6 Procédé selon l'une des revendications 1 à 5 dans
lequel on opère sous une pression comprise entre 0,5 M Pa et M Pa, à une température comprise entre 1500 C et 3500 C, avec une vitesse volumétrique horaire comprise entre 100 et 000 volumes de gaz de synthèse par volume de catalyseur et par heure, et un rapport molaire H 2:CO compris entre 1:1
et 3:1.
7 Procédé selon l'une des revendications 1 à 6 dans
lequel on opère sous une pression comprise entre 1 M Pa et M Pa, à une température comprise entre 1700 C et 3000 C, avec une vitesse volumétrique horaire comprise entre 400 et 000 volumes de gaz de synthèse par volume de catalyseur et par heure, et un rapport molaire H 2:CO compris entre 1,2:1
et 2,5:1.
8 Procédé selon l'une des revendications 1 à 7 dans
lequel la fabrication d'hydrocarbures essentiellement linéaires et saturés à partir d'un gaz de synthèse est effectuée en présence d'une phase liquide comprenant un ou plusieurs hydrocarbures ayant au moins 5 atomes de carbone
par molécule.
9 Procédé selon l'une des revendications 1 à 8 dans lequel la préréduction du catalyseur est effectué en
présence d'une phase liquide comprenant un hydrocarbure ayant au moins 5 atomes de carbone par molécule.5
Procédé selon l'une des revendications 8 ou 9 dans lequel la phase liquide comprend au moins un hydrocarbure
ayant au moins 10 atomes de carbone par molécule.
FR919107634A 1991-06-19 1991-06-19 Procede de synthese d'hydrocarbures a partir de gaz de synthese en presence d'un catalyseur a base de cobalt. Expired - Lifetime FR2677992B1 (fr)

Priority Applications (12)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR919107634A FR2677992B1 (fr) 1991-06-19 1991-06-19 Procede de synthese d'hydrocarbures a partir de gaz de synthese en presence d'un catalyseur a base de cobalt.
DE4219690A DE4219690C2 (de) 1991-06-19 1992-06-16 Verfahren zur Synthese von Kohlenwasserstoffen aus Synthesegas in Gegenwart eines Katalysators auf Basis von Kobalt
ITMI921478A IT1263193B (it) 1991-06-19 1992-06-17 Processo di sintesi di idrocarburi a partire da gas di sintesi in presenza di un catalizzatore a base di cobalto
MYPI98003187A MY122299A (en) 1991-06-19 1992-06-18 Process for the synthesis of hydrocarbons from synthesis gases in the presence of a cobalt-based catalyst
MYPI98003188A MY122270A (en) 1991-06-19 1992-06-18 Process for the synthesis of hydrocarbons from synthesis gases in the presence of a cobalt-based catalyst
GB9212921A GB2258414B (en) 1991-06-19 1992-06-18 Process for the synthesis of hydrocarbons from synthesis gases in the presence of a cobalt-based catlayst
MYPI92001035A MY113562A (en) 1991-06-19 1992-06-18 Process for the synthesis of hydrocarbons from synthesis gases in the presence of a cobalt-based catalyst.
GB9522922A GB2291819B (en) 1991-06-19 1992-06-18 Process for the synthesis of hydrocarbons from synthesis gases in the presence of a cobalt-based catalyst
ZA924473A ZA924473B (en) 1991-06-19 1992-06-18 Process for the synthesis of hydrocarbons fron synthesis gases in the presence of a cobalt-based catalyst
GB9522921A GB2291818B (en) 1991-06-19 1992-06-18 Process for the synthesis of hydrocarbons from synthesis gases in the presence of a cobalt-based catalyst
BE9200575A BE1006539A4 (fr) 1991-06-19 1992-06-19 Procede de synthese d'hydrocarbures a partir de gaz de synthese en presence d'un catalyseur a base de cobalt.
NL9201084A NL194864C (nl) 1991-06-19 1992-06-19 Werkwijze voor de bereiding van koolwaterstoffen uit synthesegas in aanwezigheid van een op kobalt gebaseerde katalysator.

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR919107634A FR2677992B1 (fr) 1991-06-19 1991-06-19 Procede de synthese d'hydrocarbures a partir de gaz de synthese en presence d'un catalyseur a base de cobalt.

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FR2677992A1 true FR2677992A1 (fr) 1992-12-24
FR2677992B1 FR2677992B1 (fr) 1994-09-09

Family

ID=9414120

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR919107634A Expired - Lifetime FR2677992B1 (fr) 1991-06-19 1991-06-19 Procede de synthese d'hydrocarbures a partir de gaz de synthese en presence d'un catalyseur a base de cobalt.

Country Status (8)

Country Link
BE (1) BE1006539A4 (fr)
DE (1) DE4219690C2 (fr)
FR (1) FR2677992B1 (fr)
GB (1) GB2258414B (fr)
IT (1) IT1263193B (fr)
MY (3) MY113562A (fr)
NL (1) NL194864C (fr)
ZA (1) ZA924473B (fr)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0764465A1 (fr) * 1995-09-25 1997-03-26 Institut Francais Du Petrole Procédé de conversion du gaz de synthèse en présence d'un catalyseur comprenant du cobalt et des éléments additionnels
EP0773274A1 (fr) 1995-11-10 1997-05-14 Institut Francais Du Petrole Procédé de conversion de gaz de synthèse en hydrocarbures

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1993015836A1 (fr) * 1992-02-18 1993-08-19 The Broken Hill Proprietary Company Limited Catalyseurs de cobalt contenant du praseodyme, destines au procede fischer-tropsch
DZ2013A1 (fr) * 1995-04-07 2002-10-23 Sastech Ltd Catalyseurs.
US6235677B1 (en) 1998-08-20 2001-05-22 Conoco Inc. Fischer-Tropsch processes using xerogel and aerogel catalysts by destabilizing aqueous colloids
US20030050349A1 (en) * 2001-08-31 2003-03-13 Conoco Inc. In-situ desulfurization of a feed stream in a catalytic reactor
US20160067682A1 (en) * 2014-09-10 2016-03-10 Chevron U.S.A. Inc. Stable Support For Fischer-Tropsch Catalyst
CN116173959B (zh) * 2022-12-12 2024-10-22 陕西科技大学 一种反向ZrO2/Co催化剂及其催化CO2加氢合成C5+烷烃的应用

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4039302A (en) * 1976-01-05 1977-08-02 Battelle Development Corporation Process and catalyst for synthesizing low boiling (C1 to C3) aliphatic hydrocarbons from carbon monoxide and hydrogen
WO1986000296A1 (fr) * 1984-06-27 1986-01-16 Union Carbide Corporation Catalyseur et procede ameliore de conversion de gaz de synthese en carburants liquides pour moteurs

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2082444A5 (fr) * 1970-03-16 1971-12-10 Inst Francais Du Petrole
US4632941A (en) * 1984-06-27 1986-12-30 Union Carbide Corporation Enhanced catalyst and process for converting synthesis gas to liquid motor fuels

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4039302A (en) * 1976-01-05 1977-08-02 Battelle Development Corporation Process and catalyst for synthesizing low boiling (C1 to C3) aliphatic hydrocarbons from carbon monoxide and hydrogen
WO1986000296A1 (fr) * 1984-06-27 1986-01-16 Union Carbide Corporation Catalyseur et procede ameliore de conversion de gaz de synthese en carburants liquides pour moteurs

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0764465A1 (fr) * 1995-09-25 1997-03-26 Institut Francais Du Petrole Procédé de conversion du gaz de synthèse en présence d'un catalyseur comprenant du cobalt et des éléments additionnels
FR2739038A1 (fr) * 1995-09-25 1997-03-28 Inst Francais Du Petrole Procede de conversion du gaz de synthese en presence d'un catalyseur comprenant du cobalt et des elements additionnels
EP0773274A1 (fr) 1995-11-10 1997-05-14 Institut Francais Du Petrole Procédé de conversion de gaz de synthèse en hydrocarbures

Also Published As

Publication number Publication date
FR2677992B1 (fr) 1994-09-09
MY122270A (en) 2006-04-29
GB2258414B (en) 1996-02-14
GB2258414A (en) 1993-02-10
ITMI921478A1 (it) 1993-12-17
MY122299A (en) 2006-04-29
ITMI921478A0 (it) 1992-06-17
NL194864B (nl) 2003-01-06
NL9201084A (nl) 1993-01-18
IT1263193B (it) 1996-08-02
DE4219690C2 (de) 2001-01-18
BE1006539A4 (fr) 1994-10-11
NL194864C (nl) 2003-05-06
GB9212921D0 (en) 1992-07-29
DE4219690A1 (de) 1992-12-24
MY113562A (en) 2002-04-30
ZA924473B (en) 1993-12-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0581619B1 (fr) Procédé de conversion de gaz de synthèse en hydrocarbures avec un catalyseur à base de cobalt
EP0800864B1 (fr) Procédé de conversion du gaz de synthèse en présence d'un catalyseur a base de cobalt et de tinane
US6313062B1 (en) Process for the preparation of high activity carbon monoxide hydrogenation catalysts; the catalyst composition, use of the catalysts for conducting such reactions, and the products of such reactions
EP1827684B1 (fr) Catalyseur a base de cobalt pour la synthese fischer-tropsch
FR2804689A1 (fr) Procede de synthese d'hydrocarbures en presence d'un catalyseur comprenant un metal du groupe viii supporte sur silice-alumine
EP0764465B1 (fr) Procédé de conversion du gaz de synthèse en présence d'un catalyseur comprenant du cobalt et des éléments additionnels
US6331573B1 (en) Increased liquid sensitivity during fischer-tropsch synthesis by olefin incorporation
FR2813304A1 (fr) Procede de deshydrogenation de composes organiques en presence d'un catalyseur bimetallique supporte comportant une forte interaction entre un metal du groupe viii et de l'etain
BE1006539A4 (fr) Procede de synthese d'hydrocarbures a partir de gaz de synthese en presence d'un catalyseur a base de cobalt.
EP0987236B2 (fr) Procédé de conversion du gaz de synthèse en présence d'un catalyseur à base de métal du groupe VIII, les particules du métal étant réparties sour forme d'agrégats
JP2014522891A (ja) フィッシャー・トロプシュ生成物流のオレフィン含有量を低減する方法及びシステム
FR2704773A1 (fr) Procédé de préparation de catalyseurs utilisables en déshydrogénation.
FR3085382A1 (fr) Procede fischer-tropsch en presence d'un catalyseur prepare a partir d'un sel fondu
EP1702025B1 (fr) PROCEDE DE TRANSFORMATION D’UN GAZ DE SYNTHESE EN HYDROCARBURES EN PRESENCE DE SIC BETA ET EFFLUENT DE CE PROCEDE
EP0979807B2 (fr) Procédé de synthèse Fischer-Tropsch en présence d'un catalyseur dont les particules métalliques ont une taille contrôlée
FR2798135A1 (fr) Procede d'isomerisation d'une charge comprenant des paraffines a l'aide d'un catalyseur comprenant du phosphore et un nitrure de metal du groupe vib
EP1094049A1 (fr) Procédé de synthèse d'hydrocarbures à partir de gaz de synthèse en présence d'un alliage métallique de Raney dispersé dans une phase liquide
EP1436360B1 (fr) Procede de synthese d'hydrocarbures dans un reacteur triphasique en presence d'un catalyseur comprenant un metal du groupe viii supporte sur zircone ou sur oxyde mixte zircone-alumine
WO2025011954A1 (fr) Catalyseur comprenant du cuivre et un element de la colonne iiia
FR3071749A1 (fr) Catalyseur comprenant un alliage ni4w et son utilisation en synthese fischer-tropsch

Legal Events

Date Code Title Description
CD Change of name or company name