PROCEDIMIENTO DE FISCHER-TROPSCH.

Procedimiento que comprende convertir gas de síntesis en hidrocarburos en un reactor de suspensión en presencia de un catalizador de Fischer-Tropsch que comprende cobalto y óxido de zinc

, en donde el procedimiento comprende: a) activar el catalizador de Fischer-Tropsch con un gas reductor que consiste en hidrógeno y nitrógeno a una temperatura comprendida entre 330 y 400 grados C, y b) poner en contacto en catalizador de Fischer-Tropsch activado procedente de la etapa a) con gas de síntesis en el reactor de suspensión a fin de convertir el gas de síntesis en hidrocarburos

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/GB2006/003900.

Solicitante: BP EXPLORATION OPERATING COMPANY LIMITED
DAVY PROCESS TECHNOLOGY LIMITED.

Nacionalidad solicitante: Reino Unido.

Dirección: CHERTSEY ROAD SUNBURY-ON-THAMES, MIDDLESEX TW16 7BP REINO UNIDO.

Inventor/es: CLARKSON, JAY, SIMON, GAMLIN,Timothy,Douglas, HARDY,Lawerence,Trevor.

Fecha de Publicación: .

Fecha Solicitud PCT: 20 de Octubre de 2006.

Clasificación PCT:

  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > PROCEDIMIENTOS O APARATOS FISICOS O QUIMICOS EN GENERAL > PROCEDIMIENTOS QUIMICOS O FISICOS, p. ej. CATALISIS,... > Procedimientos para preparar catalizadores, en general;... > B01J37/03 (Precipitación; Coprecipitación)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > INDUSTRIAS DEL PETROLEO, GAS O COQUE; GAS DE SINTESIS... > CRACKING DE LOS ACEITES DE HIDROCARBUROS; PRODUCCION... > C10G2/00 (Producción de mezclas líquidas de hidrocarburos de composición no definida a partir de óxidos de carbono)
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > PROCEDIMIENTOS O APARATOS FISICOS O QUIMICOS EN GENERAL > PROCEDIMIENTOS QUIMICOS O FISICOS, p. ej. CATALISIS,... > Catalizadores que contienen metales, óxidos o hidróxidos... > B01J23/80 (con cinc, cadmio o mercurio)

Países PCT: Austria, Bélgica, Suiza, Alemania, Dinamarca, España, Francia, Reino Unido, Grecia, Italia, Liechtensein, Luxemburgo, Países Bajos, Suecia, Mónaco, Portugal, Irlanda, Eslovenia, Finlandia, Rumania, Chipre, Lituania, Letonia.

PDF original: ES-2374573_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

La presente invención se refiere a un procedimiento para convertir gas de síntesis en hidrocarburos en presencia de un catalizador de Fischer-Tropsch que comprende cobalto y óxido de zinc. En particular, la presente invención se refiere a un procedimiento para convertir gas de síntesis en hidrocarburos, en particular en hidrocarburos en el intervalo C5-C60 particularmente adecuados para el uso en combustibles líquidos para motores, en un reactor de suspensión en presencia de un catalizador de Fischer-Tropsch que comprende cobalto y óxido de zinc. Se sabe bien que el gas de síntesis, es decir, hidrógeno y óxido u óxidos de carbono, puede convertirse en hidrocarburos en presencia de una variedad de catalizadores de metal de transición. Así, se sabe que ciertos metales del Grupo VIII, particularmente hierro, cobalto, rutenio y níquel, catalizan la conversión de óxido u óxidos de carbono e hidrógeno, también denominados sintegás o gas de síntesis, en hidrocarburos. Tales catalizadores metálicos se denominan comúnmente catalizadores de Fischer-Tropsch. Mientras que el uso de níquel produce preferentemente metano durante la conversión de sintegás; el uso de hierro, cobalto y rutenio tiende a producir mezclas de hidrocarburos que consisten en hidrocarburos que tienen un número de carbonos mayor que el metano. En la reacción de Fischer-Tropsch, el gas de síntesis se hace reaccionar en presencia de un catalizador heterogéneo para dar una mezcla de hidrocarburos que tiene una distribución de pesos moleculares relativamente amplia. Este producto comprende predominantemente hidrocarburos saturados de cadena lineal que tienen típicamente una longitud de cadena de más de 5 átomos de carbono. La reacción es altamente exotérmica y por lo tanto la eliminación de calor es uno de los principales problemas de todos los procedimientos de Fischer-Tropsch. Aunque la mayoría de las investigaciones y el conocimiento de las reacciones de Fischer-Tropsch se han realizado en el campo de los reactores de fase gaseosa, hay una clara tendencia en la industria a concentrarse actualmente en reactores de suspensión que son más propensos a solucionar los problemas de eliminación de calor anteriores. US 5.728.918 divulga un procedimiento para la conversión de gas de síntesis en hidrocarburos sobre un catalizador que contiene cobalto tratado, bajo condiciones de Fischer-Tropsch, caracterizado porque antes de realizar dicha conversión el catalizador se pone en contacto a una temperatura entre 200°C y 350°C con un gas que con tiene monóxido de carbono, sustancialmente libre de hidrógeno, para producir dicho catalizador que contiene cobalto tratado. Todos los ejemplos de la invención de US 5.728.918 usan un tratamiento de reducción del catalizador con monóxido de carbono puro en un microrreactor de lecho fijo a una temperatura de 250°C; dicho catalizad or reducido se usa a continuación en el mismo microrreactor de lecho fijo a fin de convertir sintegás en hidrocarburos. US 5.811.365 reivindica una composición de óxido de zinc que, después de la calcinación a 300°C durante 5 horas, tiene una superficie específica de al menos 30 m 2 /g, comprendiendo dicha composición al menos un metal trivalente o tetravalente distinto de uno del Grupo VIII de la Tabla Periódica, estando dicho metal en un porcentaje atómico con respecto al zinc de 0,9-6%, y en la forma de metal y/u óxido metálico y/o un compuesto térmicamente descomponible en el mismo, y/o un compuesto con dicho óxido de zinc, y siendo tal dicha composición de óxido de zinc que en ausencia de dicho metal trivalente o tetravalente y después de la calcinación a 300°C dura nte 5 horas tiene una superficie específica de menos de 30 m 2 /g. El ejemplo de la invención 6 de US 5.811.365 usa un tratamiento de reducción del catalizador con hidrógeno puro en un microrreactor de lecho fijo a una temperatura de 300°C; dicho catalizador reducido se usa a continua ción en el mismo microrreactor de lecho fijo a fin de convertir sintegás en hidrocarburos. US 4.675.343 divulga un procedimiento de uso de un catalizador que contiene cobre y cobalto para sintetizar alcoholes alifáticos primarios saturados. EP0261870 reivindica una composición para el uso después de la activación reductiva como un catalizador en la conversión de gas de síntesis en hidrocarburos, composición que comprende como componentes esenciales (i) cobalto bien como el metal elemental, bien como el óxido o bien como un compuesto térmicamente descomponible en el metal elemental y/o el óxido y (ii) zinc en la forma del óxido o un compuesto térmicamente descomponible en el óxido. El pretratamiento del catalizador usado en los ejemplos de EP0261870 consiste en un tratamiento con hidrógeno puro a temperaturas de hasta 320°C en un reactor de lecho fijo; dicho catalizador tratado se usa a continuación en un reactor de lecho fijo a fin de convertir sintegás en hidrocarburos. En el desarrollo de su tecnología de reactores de suspensión, los Solicitantes han encontrado inesperadamente una mejora en su procedimiento para convertir gas de síntesis en hidrocarburos, refiriéndose dicha mejora a la estabilidad de su catalizador de cobalto y óxido de zinc específico en condiciones de reactor de suspensión. De acuerdo con esto, la presente invención proporciona un procedimiento que comprende convertir gas de síntesis en hidrocarburos en un reactor de suspensión en presencia de un catalizador de Fischer-Tropsch que comprende 2 E06794839 27-12-2011   cobalto y óxido de zinc, en donde el procedimiento comprende: a) activar el catalizador de Fischer-Tropsch con un gas reductor que consiste en hidrógeno y nitrógeno a una temperatura comprendida entre 330 y 400 grados C, y b) poner en contacto en catalizador de Fischer-Tropsch activado procedente de la etapa a) con gas de síntesis en el reactor de suspensión a fin de convertir el gas de síntesis en hidrocarburos. La técnica anterior no muestra el uso de tal tratamiento de activación a alta temperatura para el catalizador FT de cobalto. Bastante sorprendentemente, los Solicitantes han encontrado que las desventajas encontradas en la técnica anterior se traducían en ventajas inesperadas cuando las composiciones de catalizador FT específicas de la presente invención se sometían a un procedimiento de activación de la presente invención y a continuación se ponían en contacto con gas de síntesis en un reactor de suspensión. Dichas ventajas inesperadas pueden encontrarse en los ejemplos dados posteriormente en la presente memoria. Aunque sin querer limitarse por esta teoría, los Solicitantes creen que el cobalto metálico cristaliza unido al soporte de óxido de zinc y como resultado de este tratamiento son más resistentes a la oxidación por agua producida en la reacción de Fischer-Tropsch. Así, el catalizador es capaz de mantener su actividad durante un período de tiempo sustancialmente mayor. El catalizador de Fischer-Tropsch mejorado que comprende cobalto y óxido de zinc de acuerdo con la presente invención es especialmente útil para la conversión en un reactor de suspensión de gas de síntesis en hidrocarburos, en particular en hidrocarburos en el intervalo de C5-C60 particularmente adecuados para el uso como combustibles líquidos para motores. La corriente de productos hidrocarbonados convertida generada tiene una amplia distribución de pesos moleculares que comprende predominantemente hidrocarburos saturados de cadena lineal que tienen típicamente una longitud de cadena de entre 1 y 30 átomos de carbono. El catalizador de Fischer-Tropsch particulado que se pone en contacto con un gas reductor en la etapa (a) es un catalizador que comprende un precursor de óxido de cobalto y óxido de zinc. Dicho catalizador se pone en contacto con el gas reductor a una temperatura de 330 a 400 grados C, más preferiblemente a una temperatura... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Procedimiento que comprende convertir gas de síntesis en hidrocarburos en un reactor de suspensión en presencia de un catalizador de Fischer-Tropsch que comprende cobalto y óxido de zinc, en donde el procedimiento comprende: a) activar el catalizador de Fischer-Tropsch con un gas reductor que consiste en hidrógeno y nitrógeno a una temperatura comprendida entre 330 y 400 grados C, y b) poner en contacto en catalizador de Fischer-Tropsch activado procedente de la etapa a) con gas de síntesis en el reactor de suspensión a fin de convertir el gas de síntesis en hidrocarburos. 2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la etapa a) se realiza a una presión comprendida entre 1 y 100 bar. 3. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en el que el gas reductor consiste en hidrógeno y nitrógeno en una relación molar de 20 a 30% de hidrógeno y 80 a 70% de nitrógeno. 4. Procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la etapa a) se realiza en un reactor de lecho fluidizado. 5. Procedimiento para activar un catalizador de Fischer-Tropsch que comprende cobalto y óxido de zinc para el uso para convertir gas de síntesis en hidrocarburos en un reactor de suspensión, que se caracteriza porque dicho catalizador se somete a una etapa de activación en presencia de un gas reductor que consiste en hidrógeno y nitrógeno a una temperatura comprendida entre 330 y 400 grados C. 6. Procedimiento para activar un catalizador de Fischer-Tropsch de acuerdo con la reivindicación 5, en el que la etapa de activación se realiza a una presión comprendida entre 1 y 100 bar. 7. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 5 o la reivindicación 6, en el que el gas reductor consiste en hidrógeno y nitrógeno en una relación molar de 20 a 30% de hidrógeno y 80 a 70% de nitrógeno. 8. Procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 5 a 7, en el que la etapa de activación se realiza en un reactor de lecho fluidizado. 9 E06794839 27-12-2011