Способ каталитического превращения гидроксида co(ii) в оксидгидроксид co(iii) - RU2007124433A

Реферат

1. Способ превращения гидроксида кобальта (II) в оксидгидроксид кобальта (III) (СоООН) реакцией гидроксида кобальта (II) с кислородом в присутствии каталитического количества соединения переходного металла, которое не является соединением кобальта, причем переходный металл в основном состоянии имеет валентности, по крайней мере, 2 и 3.

2. Способ по п.1, в котором соединение переходного металла в процессе окисления имеет валентность 2 или 3, предпочтительно 2.

3. Способ по п.1, в котором переходный металл представляет собой ванадий, хром, марганец, железо, цирконий, рутений, рений или платину, предпочтительно марганец.

4. Способ по п.1, в котором соединение переходного металла выбирают из переходного металла, имеющего стандартный восстановительный потенциал Е° (М³⁺ + е↔ М²⁺), который меньше, чем стандартный восстановительный потенциал Е° кобальта, предпочтительно ванадий, хром, марганец или железо.

5. Способ по п.1, в котором атомное отношение Со/переходный металл составляет от 1000:1 до 3:1, предпочтительно от 200:1 до 4:1, более предпочтительно от 100:1 до 6:1, и в котором давление находится между 0.1 и 50 бар, предпочтительно между 0.5 и 5 бар, и в котором температура от 0 до 120°С, предпочтительно от 40 до 100°С, и предпочтительно в комбинации с естественным и/или искусственным светом, особенно ультрафиолетовым светом.

6. Способ по п.1, в которым время реакции составляет от 0,5 ч до 30 дней, предпочтительно от 2 до 24 ч.

7. Способ по п.1, в котором количество гидроксида кобальта (II), которое переведено в оксидгидроксид кобальта (III), составляет от 5 до 100 мас.% от исходного количества гидроксида кобальта (II), предпочтительно от 50 до 95 мас.%, а количество Со₃O₄, полученного во время реакции, составляет предпочтительно меньше 50 мас.%, более предпочтительно менее 10 мас.%.

8. Способ по п.1, в котором в качестве соединения переходного металла применяют соединение марганца или железа, предпочтительно гидроксид марганца (II) или гидроксид железа (II), более предпочтительно гидроксид марганца (II), а также в котором применяют предпочтительно физическую смесь гидроксида кобальта (II) и гидроксида марганца (II) или соосажденные гидроксиды кобальта (II) и марганца (II), предпочтительно соосажденные гидроксиды кобальта (II) и марганца (II).

9. Способ по п.1, в котором источником кислорода является воздух с относительной влажностью предпочтительно между 10 и 90%.

10. Способ по пп.1-9, в котором реакцию проводят в водной суспензии предпочтительно при рН между 3 и 9 или способ осуществляют в твердой фазе.

11. Оксидгидроксид кобальта (III) или смесь оксидгидроксида кобальта (III) и гидроксида кобальта (II), полученные способом по любому из пп.1-19, предпочтительно оксидгидроксид кобальта (III) или смесь оксидгидроксида кобальта (III) и гидроксида кобальта (II), в которой оксидгидроксид кобальта (III) имеет средний размер частиц от 3 до 10 нм, более предпочтительно между 4 и 8 нм.

12. Применение оксидгидроксида кобальта (III) в способе получения катализатора Фишера-Тропша на основе кобальта на носителе или предшественника катализатора, причем способ включает (а) смешивание носителя катализатора или предшественника катализатора, (2) жидкости и (3) оксидгидроксида кобальта (III) необязательно в сочетании с гидроксидом кобальта (II) и/или Со₃O₄ для получения смеси, (b) придание формы и высушивание полученной смеси, и (с) необязательно кальцинация полученной композиции, предпочтительно в способе, в котором количество оксидгидроксида кобальта (III) в соединениях кобальта (оксидгидроксид кобальта (III), гидроксид кобальта (II) и Со₃O₄) составляет от 5 до 100% по отношению к общему весу соединений кобальта, предпочтительно между 25 и 100%, более предпочтительно между 50 и 95%, соответственно в способе, в котором соединения кобальта присутствуют в количестве от 2 до 60%, по отношению к весу металлического кобальта на носителе или высушенном предшественнике носителя, предпочтительно между 10 и 40%, и в котором носитель или предшественник катализатора представляет собой жаростойкий оксид, предпочтительно диоксид кремния, диоксид алюминия, диоксид циркония, диоксид титана или их смеси, или смеси соответствующих предшественников.

13. Применение оксидгидроксида кобальта (III) по п.12, в котором предшественник катализатора включает промотор из металла или соединения металла, причем металл предпочтительно выбирают из ванадия, хрома, марганца, железа, циркония, рутения, рения и платины, каждый металл промотора предпочтительно применяют в таком количестве, чтобы атомное отношение кобальт:промотор металла составляло от 1000:1 до 3:1, предпочтительно от 200:1 до 4:1, более предпочтительно от 100:1 до 6:1, преимущественно металлом промотора является марганец, рений или платина.

14. Применение оксидгидроксида кобальта (III) по п.12, в котором оксидгидроксид кобальта (III) или смесь оксидгидроксида кобальта (III) и гидроксид кобальта (II) и необязательно Со₃O₄, предпочтительно оксидгидроксид кобальта (III) или смесь, получают по любому из пп.1-11.

15. Применение оксидгидроксида кобальта (III) по п.12, в который этап смешивания представляет собой этап простого смешивания, или растирания, или диспергирования.

16. Способ получения нанесенного на носитель катализатора Фишера-Тропша на основе кобальта или его предшественника, который включает (а) смешивание (1) носителя катализатора, (2) жидкости и (3) оксидгидроксида кобальта (III), необязательно в сочетании с гидроксидом кобальта (II) и/или Со₃O₄ для получения смеси, (b) формование и сушку полученной смеси и (с) необязательно прокаливание полученной композиции, преимущественно способ осуществляют с оксидгидроксидом кобальта (III) в соединении кобальта (оксидгидроксид кобальта (III), гидроксид кобальта (II) и Со₃O₄ ) в количестве между 5 и 100% в расчете на общий вес соединений кобальта, предпочтительно между 25 и 100% и более предпочтительно между 50 и 95%, соответственно соединение кобальта присутствует в количестве от 2 до 60% в расчете на вес металлического кобальта на носителе или на высушенном предшественнике носителя, преимущественно от 10 до 40%, и носителем или предшественником катализатора являются жаростойкие оксиды, преимущественно оксид кремния, оксид алюминия, оксид циркония, оксид титана, или их смеси, или их предшественники.

17. Способ по п.16, в котором предшественник катализатора содержит металлы промотора или соединения металла, причем металл преимущественно выбирают из ванадия, хрома, марганца, железа, циркония, рутения, рения и платины, каждый металл промотора преимущественно используют в таком количестве, чтобы атомное отношение кобальт:металл промотора составляло от 1000:1 до 3:1, предпочтительно от 200:1 до 4:1, более предпочтительно от 100:1 до 6:1, предпочтительно металл промотора представляет собой марганец, рений или платину.

18. Способ по п.16, в котором применяют оксидгидроксид кобальта (III) или смесь оксидгидроксида кобальта (III), гидроксида кобальта (II) и Со₃O₄, предпочтительно оксидгидроксид кобальта (III) или смесь, полученную способом по пп.1-11.

19. Способ по п.16, в котором стадия смешивания является стадией простого смешивания, или растирания, или диспергирования.

20. Способ получения углеводородов, включающий взаимодействие смеси монооксида углерода и водорода с катализатором, полученным способом согласно пп.16-19, необязательно сопровождаемый гидроконверсией.