(57)【要約】本発明は、活性なコバルト相を含有し、このコバルト相は、アルミナ、シリカまたはシリカ−アルミナを含む担体上に沈着させられており、前記担体は、コバルトおよび／またはニッケルを含む混合型酸化物相も含有する、触媒であって、少なくとも１種の式ＣｘＨｙの有機炭化水素化合物を加えることによって製造される、触媒に関する。本発明は、フィッシャー・トロプシュ合成方法の分野における触媒の使用にも関する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
活性コバルト相を含有し、該活性コバルト相は、アルミナ、シリカまたはシリカ−アルミナを含む担体上に沈着させられている、触媒であって、前記担体は、コバルトおよび／またはニッケルを含有する混合型酸化物相をさらに含有し、前記触媒は、少なくとも：
ａ）  アルミナ、シリカまたはシリカ−アルミナを含む担体を、コバルトおよび／またはニッケルの少なくとも１種の前駆体を含有する少なくとも１種の溶液と接触させ、次いで、乾燥させかつ７００〜１２００℃の温度で焼成して、コバルトおよび／またはニッケルを担体中に含有する混合型酸化物相を得る工程と、次に行われる、
ｂ）  前記混合型酸化物相を含有する前記担体を、コバルトの少なくとも１種の前駆体を含有する少なくとも１種の溶液と接触させる工程と、
ｃ）  前記混合型酸化物相を含有する前記担体を、少なくとも１種の式ＣｘＨｙの炭化水素有機化合物を含有する溶液と接触させる工程であって、前記炭化水素有機化合物は、液体の形態にあることおよび溶液が溶媒を含む場合に、前記炭化水素有機化合物は、該溶媒に可溶であることが理解される、工程と、その次に行われる、
ｄ）  ２００℃より低い温度で乾燥させる工程と
を含み、工程ｂ）およびｃ）は、別々に、あらゆる順序で、あるいは同時に、行われ得る、方法によって調製される、触媒。
【請求項２】
担体中の混合型酸化物相の含有率は、担体の重量に対して０．１〜５０重量％である、請求項１に記載の触媒。
【請求項３】
混合型酸化物相は、アルミナまたはシリカ−アルミナをベースとする担体の場合に式ＣｏＡｌ２Ｏ４またはＮｉＡｌ２Ｏ４のアルミン酸塩を含む、請求項１または２に記載の触媒。
【請求項４】
混合型酸化物相は、シリカまたはシリカ−アルミナをベースとする担体の場合に式Ｃｏ２ＳｉＯ４またはＮｉ２ＳｉＯ４のケイ酸塩を含む、請求項１または２に記載の触媒。
【請求項５】
前記担体のシリカの含有率は、担体がシリカ−アルミナである時に混合型酸化物相の形成の前の担体の重量に対して０．５重量％〜３０重量％である、請求項１〜４のいずれか１つに記載の触媒。
【請求項６】
工程ｃ）の間に導入された式ＣｘＨｙの炭化水素有機化合物は、非環式または環式の、飽和型または不飽和型のｘ≧５かつｙ≧６の炭化水素化合物から選択される、請求項１〜５のいずれか１つに記載の触媒。
【請求項７】
式ＣｘＨｙの炭化水素有機化合物は、ｎ−ヘプタン、ｎ−オクタン、ｎ−ノナン、ｎ−デカン、ｉ−ヘプタン、ｉ−オクタン、ｉ−ノナン、ｉ−デカン、シクロペンタン、シクロヘキサン、ヘプテン、オクテン、ノネン、デセン、シクロペンタジエン、シクロヘキセン、トルエン、クメン、スチレン、キシレンおよびエチルベンゼンから選択される、請求項６に記載の触媒。
【請求項８】
工程ｂ）において導入されたコバルト元素に対する工程ｃ）の間に導入された式ＣｘＨｙの炭化水素有機化合物のモル比は、０．０１〜５．０モル／モルである、請求項１〜７のいずれか１つに記載の触媒。
【請求項９】
工程ｂ）の間に活性相として導入されたコバルト元素の含有率は、乾燥済み触媒の全重量に対するコバルト金属元素として表されて１〜４０重量％である、請求項１〜８のいずれか１つに記載の触媒。
【請求項１０】
触媒は、第ＶＩＩＩＢ族、第ＩＡ族、第ＩＢ族、第ＩＩＡ族、第ＩＩＢ族、第ＩＩＩＡ族、第ＩＩＩＢ族および第ＶＡ族から選択される元素をさらに含む、請求項１〜９のいずれか１つに記載の触媒。
【請求項１１】
触媒は、式ＣｘＨｙの炭化水素有機化合物以外の有機化合物さらに含有し、前記有機化合物は、酸素および／または窒素を含有する、請求項１〜１０のいずれか１つに記載の触媒。
【請求項１２】
有機化合物は、カルボン酸、アルコール、エーテル、アルデヒド、ケトン、アミン、ニトリル、イミド、オキシム、ウレアおよびアミドの官能基から選択される１種または複数種の化学官能基を含む化合物から選択される、請求項１１に記載の触媒。
【請求項１３】
乾燥工程ｄ）の後に、不活性雰囲気中または酸素含有雰囲気中２００〜５５０℃の温度で焼成工程ｅ）が行われる、請求項１〜１２のいずれか１つに記載の触媒。
【請求項１４】
乾燥工程ｄ）において得られた触媒または２００〜５００℃の温度での焼成工程ｅ）において得られた触媒が還元される、請求項１〜１３のいずれか１つに記載の触媒。
【請求項１５】
炭化水素を合成するためのフィッシャー・トロプシュ方法であって、請求項１〜１４のいずれか１つに記載の触媒を、合成ガスを含む供給原料と、０．１〜１５ＭＰａの全圧下、１５０〜３５０℃の温度下に接触させ、その際の毎時空間速度は、時間当たりかつ触媒の体積当たり合成ガス１００〜２００００体積であり、合成ガスのＨ２／ＣＯモル比は０．５〜４である、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、活性コバルト相を含有し、この活性コバルト相は、アルミナ、シリカまたはシリカ−アルミナを含む担体上に沈着させられている、触媒であって、前記担体は、コバルトおよび／またはニッケルを含有する混合型酸化物相も含有し、前記触媒は、少なくとも１種の式ＣｘＨｙの炭化水素有機化合物を導入することによって調製されたものである、触媒に関する。本発明は、同触媒を調製する方法およびフィッシャー・トロプシュ合成方法の分野におけるその使用にも関する。
【０００２】
本発明は、一般的には合成ガスまたはシンガスと呼ばれるＣＯ＋Ｈ２の混合物から広範な炭化水素留分を得ること可能にするフィッシャー・トロプシュ合成方法の分野に関する。
【背景技術】
【０００３】
フィッシャー・トロプシュ合成の単純化された化学量論式（下記の式においてアルカンの形成に限定される）は、次のように記述される：
ｎＣＯ  ＋  （２ｎ＋１）Ｈ２  →  ＣｎＨ２ｎ＋２  ＋  ｎＨ２Ｏ
フィッシャー・トロプシュ合成において用いられる触媒は、通常、アルミナ、シリカまたはシリカ−アルミナまたはこれらの担体の組み合わせをベースとする担持型触媒であり、活性相は、主として、鉄（Ｆｅ）またはコバルト（Ｃｏ）からなり、場合によっては、貴金属、例えばＰｔ、ＲｈまたはＲｕをドーピングされる。
【０００４】
フィッシャー・トロプシュ触媒に有機化合物を添加してそれらの活性を改善することが、当業者によって推奨された。
【０００５】
多くの文献に、添加物として種々の範囲の有機化合物を使用することが記載されており、例えば、窒素含有の有機化合物および／または酸素含有の有機化合物がある。
【０００６】
特に、特許文献１および２には、それぞれ、触媒の調製の間に、一般式ＣｎＨ２ｎ＋２Ｏｘ（式中、ｎは、２〜約６の整数であり、ｘは、２〜１１の整数である）のポリオールまたは単糖または二糖タイプの糖（スクロースが特に好ましい）を導入することが教示されている。
【０００７】
特許出願（特許文献３）には、以下のタイプのキレート化合物：ニトリロトリ酢酸（nitrilotriacetic acid：ＮＴＡ）、ｔｒａｎｓ−１，２−ジアミノシクロヘキサン−Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ酢酸（ＣｙＤＴＡ）またはエチレンジアミンテトラ酢酸（ethylenediaminetetraacetic acid：ＥＤＴＡ）、あるいはグリシン、アスパラギン酸またはクエン酸を使用すれば、低減したサイズのＣｏ３Ｏ４微結晶を有する触媒が得られることが教示されている。他の文献には、フィッシャー・トロプシュ触媒の調製におけるポリエーテル（特許文献４および５）、グリオキシル酸（特許文献６）、不飽和ジカルボン酸（特許文献７）の使用あるいは式ＨＯＯＣ−（ＣＲＲ１）ｎ−ＣＯＯＨ（ｎ≧１）の多官能基カルボン酸の使用（特許文献８）が教示されている。
【０００８】
特許出願（特許文献９）には、ラクタムまたはラクトンタイプの環状エステルであって、環中に１個の酸素原子を含有するもの（β−プロピオラクトン、γ−ブチロラクトン、δ−バレロラクトン）または環中に複数個の酸素原子を含有するもの（炭酸プロピレン）を使用すれば、ディーゼル留分の水素化脱硫において用いられるＣｏＭｏおよびＮｉＭｏタイプの触媒の活性が増大させられることが記載されている。
【０００９】
文献（特許文献１０）には、フィッシャー・トロプシュ触媒の添加物として、環状オリゴ糖、特にシクロデキストリンを使用することが記載されている。この文献には、シリカ−アルミナをベースとし、場合によっては、スピネルを含有する担体の使用も記載されている。
【００１０】
文献（特許文献１１）には、活性金属を充填された担体を含む触媒であって、炭化水素油と少なくとも０．４５の双極子モーメントを有する極性添加物とを含有する溶液と接触させられるものが記載されている。
【００１１】
しかしながら、添加物に関連する文献のいずれにも、式ＣｘＨｙの炭化水素有機化合物によって調製されたコバルトおよび／またはニッケルを含有する混合型酸化物相を含有する担体上に沈着させられたコバルトをベースとする触媒は記載されていない。
【００１２】
選択される化合物に拘わらず、誘導される改変によって、方法を有益なものにするのに十分なほどに触媒性能を増大させることが常に可能になるわけではない。さらに、その工業的な展開を行うことはしばしば非常に複雑である。この方法は、実施するには複雑であるからである。
【００１３】
結論として、触媒製造者にとって、改善された性能を有するフィッシャー・トロプシュ合成のための新しい触媒を見出すことは必須であるようである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】米国特許第５８５６２６０号明細書
【特許文献２】米国特許第５８５６２６１号明細書
【特許文献３】米国特許出願公開第２００５／００２６７７６号明細書
【特許文献４】国際公開第２０１４／０９２２７８号
【特許文献５】国際公開第２０１５／１８３０６１号
【特許文献６】国際公開第２０１５／１８３０５９号
【特許文献７】米国特許出願公開第２０１１／００２８５７５号明細書
【特許文献８】国際公開第９８／４７６１８号
【特許文献９】米国特許出願公開第２０１４／０３５３２１３号明細書
【特許文献１０】国際公開第２０１２／０１３８６６号明細書
【特許文献１１】米国特許出願公開第２０１０／２３６９８８号明細書
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１５】
（概要）
本発明の一つの主題は、活性コバルト相を含有し、この活性コバルト相は、アルミナ、シリカまたはシリカ−アルミナを含む担体上に沈着させられている、触媒であって、前記担体は、コバルトおよび／またはニッケルを含有する混合型酸化物相をさらに含有し、前記触媒は、少なくとも：
ａ）  アルミナ、シリカまたはシリカ−アルミナを含む担体を、コバルトおよび／またはニッケルの少なくとも１種の前駆体を含有する少なくとも１種の溶液と接触させ、次いで、乾燥させかつ７００〜１２００℃の温度で焼成し、担体中にコバルトおよび／またはニッケルを含有する混合型酸化物相を得る工程、
次いで行われる、
ｂ）  前記混合型酸化物相を含有する前記担体を、コバルトの少なくとも１種の前駆体を含有する少なくとも１種の溶液と接触させる工程、
ｃ）  前記混合型酸化物相を含有する前記担体を、式ＣｘＨｙの少なくとも１種の炭化水素有機化合物を含む少なくとも１種の溶液と接触させる工程であって、前記炭化水素有機化合物は、液体の形態にあることおよび溶液が溶媒を含む場合に、前記炭化水素有機化合物は、溶媒中に混和することが理解される、工程、
ここで、工程ｂ）およびｃ）は、別々に、あらゆる順序で、または同時に行われ得、その後の
ｄ）  ２００℃より低い温度で乾燥させる工程を行う工程
を含む方法によって調製される、触媒である。
【００１６】
本出願人は、実際に、活性コバルト相を含有し、この活性コバルト相は、アルミナ、シリカまたはシリカ−アルミナを含む担体上に沈着させられている、触媒であって、前記担体は、コバルトおよび／またはニッケルを含有する混合型酸化物相も含有する触媒を調製する間に、有機添加物として式ＣｘＨｙの炭化水素有機化合物を使用することにより、改善された触媒性能を発揮する、フィッシャー・トロプシュ合成のための触媒を得ることが可能になることを観察した。
【００１７】
実際に、本発明による触媒は、コバルトおよび／またはニッケルをそれらの担体中に含有する混合型酸化物相を含有するが、少なくとも１種の式ＣｘＨｙの炭化水素有機化合物の添加なしで調製された触媒に対してまたはコバルトおよび／またはニッケルをそれらの担体中に含有する混合型酸化物相を有しない添加物含有触媒に対して増大した活性および増大した選択性を発揮する。コバルトおよび／またはニッケルを含有する混合型酸化物相を含有する担体を含有するコバルトベースの触媒を調製する間にこのような有機化合物を使用することは、フィッシャー・トロプシュ方法において活性および選択性に関して相乗効果を有するようである。
【００１８】
何等の理論に結び付けられることなく、このような触媒は、このような有機化合物の非存在下に調製された触媒によって示されるものよりも十分に大きいコバルトの分散を有することが発見された。このことは、たとえこの式ＣｘＨｙの炭化水素有機化合物が、乾燥処理および任意の焼成処理によって少なくとも部分的に後に除去されたとしても、結果として、少なくとも１種の式ＣｘＨｙの炭化水素有機化合物の存在下に調製された触媒についてより大きな数の活性サイトの存在をもたらす。
【００１９】
１つの変形例によると、担体中の混合型酸化物相の含有率は、担体の重量に対して０．１〜５０重量％である。
【００２０】
１つの変形例によると、混合型酸化物相は、アルミナまたはシリカ−アルミナをベースとする担体の場合に、式ＣｏＡｌ２Ｏ４またはＮｉＡｌ２Ｏ４のアルミン酸塩を含む。
【００２１】
１つの変形例によると、混合型酸化物相は、シリカまたはシリカ−アルミナをベースとする担体の場合に、式Ｃｏ２ＳｉＯ４またはＮｉ２ＳｉＯ４のケイ酸塩を含む。
【００２２】
１つの変形例によると、前記担体のシリカの含有率は、担体がシリカ−アルミナである場合に混合型酸化物相の形成の前の担体の重量に対して０．５重量％〜３０重量％である。
【００２３】
好ましくは、工程ｃ）の間に導入される式ＣｘＨｙの炭化水素有機化合物は、非環式または環式の、飽和のまたは不飽和のｘ≧５かつｙ≧６の炭化水素化合物から選択される。
【００２４】
好ましくは、工程ｂ）において導入されたコバルト元素に対する工程ｃ）の間に導入された式ＣｘＨｙの炭化水素有機化合物のモル比は、０．０１〜５．０モル／モルである。
【００２５】
１つの変形例によると、活性相として工程ｂ）の間に導入されたコバルト元素の含有率は、触媒の全重量に対するコバルト金属元素として表されて、１〜４０重量％である。
【００２６】
１つの変形例によると、触媒は、第ＶＩＩＩＢ族、第ＩＡ族、第ＩＢ族、第ＩＩＡ族、第ＩＩＢ族、第ＩＩＩＡ族、第ＩＩＩＢ族および第ＶＡ族から選択される元素をさらに含む。
【００２７】
１つの変形例によると、触媒は、式ＣｘＨｙの炭化水素有機化合物以外の有機化合物をさらに含有し、前記有機化合物は、酸素および／または窒素を含有する。この変形例によると、有機化合物は、カルボン酸、アルコール、エーテル、アルデヒド、ケトン、アミン、ニトリル、イミド、オキシム、ウレアおよびアミドの官能基から選択される１個または複数個の化学官能基を含む化合物から選択される。
【００２８】
１つの実施形態によると、乾燥工程ｄ）の後に、焼成工程ｅ）が、不活性雰囲気中または酸素含有雰囲気中、２００〜５００℃の温度で行われる。
【００２９】
１つの変形例によると、乾燥工程ｄ）において得られた触媒または２００〜５５０℃の温度での焼成工程ｅ）において得られた触媒は還元される。
【００３０】
本発明は、フィッシャー・トロプシュ合成方法における本発明による触媒の使用であって、本発明による触媒は、合成ガスを含む供給原料と、０．１〜１５ＭＰａの全圧下、１５０〜３５０℃の温度下に接触させられ、その際の毎時空間速度は、触媒の体積当たりかつ時間当たり合成ガス１００〜２００００体積であり、その際の合成ガスのＨ２／ＣＯモル比は、０．５〜４である、使用にも関する。
【００３１】
以降において、化学元素の族は、ＣＡＳ分類（CRC Handbook of Chemistry and Physics, published by CRC Press, Editor in Chief D.R. Lide, 81st edition, 2000-2001）に従って与えられる。例えば、ＣＡＳ分類による第ＶＩＩＩ族は、新ＩＵＰＡＣ分類による８、９および１０列の金属に対応する。
【００３２】
以下に記載される担体および触媒の表面組織（textural）および構造の特性は、当業者に知られている特徴化方法によって決定される。全細孔容積および細孔分配は、本発明では、F. Rouquerol、J. RouquerolおよびK. Singによって記述された書籍「Adsorption by powders and porous solids. Principles, methodology and applications」（Academic Press, 1999）に記載された窒素ポロシメトリによって決定される。
【００３３】
比表面積は、定期刊行物「The Journal of the American Chemical Society」（1938, 60(309)）に記載されたBrunauer-Emmett-Teller法から開発された規格ASTM D 3663-78による窒素吸着によって決定されるＢＥＴ比表面積（ＳＢＥＴ；ｍ２／ｇ）を意味するとして理解される。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
（発明の詳細な説明）
本発明による触媒は、活性コバルト相を含有し、この活性コバルト相は、アルミナ、シリカまたはシリカ−アルミナを含む担体上に沈着させられている、触媒であって、前記担体は、コバルトおよび／またはニッケルを含有する混合型酸化物相をさらに含有し、前記触媒は、少なくとも：
ａ）  アルミナ、シリカまたはシリカ−アルミナを含む担体を、コバルトおよび／またはニッケルの少なくとも１種の前駆体を含有する少なくとも１種の溶液と接触させ、次いで、乾燥させ、７００〜１２００℃の温度で焼成して、担体中にコバルトおよび／またはニッケルを含有する混合型酸化物相を得る工程、
−  その後に行う、
ｂ）  前記混合型酸化物相を含有する前記担体を、コバルトの少なくとも１種の前駆体を含有する少なくとも１種の溶液と接触させる工程、
ｃ）  前記混合型酸化物相を含有する前記担体を、式ＣｘＨｙの少なくとも１種の炭化水素有機化合物を含む溶液と接触させる工程であって、前記炭化水素有機化合物は液体の形態にあることおよび溶液が溶媒を含む場合に前記炭化水素有機化合物は、溶媒中に混和することが理解される、工程、
−工程ｂ）およびｃ）は、別々に、あらゆる順序で、または同時に行われ得、その後の
ｄ）  ２００℃より低い温度で乾燥させる工程を行う工程
を含む
方法によって調製される。
【００３５】
本発明による触媒に至る方法の種々の工程が、以降において詳細に説明されることになる。
【００３６】
（工程ａ）コバルトおよび／またはニッケルを含有する混合型酸化物相の形成）
工程ａ）の目的は、アルミナ、シリカまたはシリカ−アルミナを含む担体中にコバルトおよび／またはニッケルを含有する混合型酸化物相を形成することにあり、この形成は、それをコバルトおよび／またはニッケルの少なくとも１種の前駆体を含有する溶液と接触させ、次いで、乾燥および高温焼成を行うことにより行われる。
【００３７】
アルミナ、シリカまたはシリカ−アルミナの担体中にコバルトおよび／またはニッケルを含有する混合型酸化物相が存在することにより、フィッシャー・トロプシュ方法における化学的および機械的な摩耗の現象への抵抗性が改善され、したがって、担体を安定にすることが可能になることが知られている。
【００３８】
担体中の混合型酸化物相の形成は、担体安定化工程とも呼ばれることがあり、これは、当業者に知られているあらゆる方法によって行われてよい。それは、一般的に、コバルトおよび／またはニッケルを、塩前駆体、例えば、硝酸塩タイプの塩前駆体の形態で、アルミナ、シリカまたはシリカ−アルミナを含有する当初担体上に導入することによって行われる。非常に高い温度で焼成することによって、コバルトおよび／またはニッケルを含有する混合型酸化物相が形成され、担体の全体を安定にする。混合型酸化物相中に含有されるコバルトおよび／またはニッケルは、フィッシャー・トロプシュ（還元）触媒の最終の活性化の間に還元され得ない。混合型酸化物相中に含有されるコバルトおよび／またはニッケルは、したがって、触媒の活性相を構成しない。
【００３９】
工程（ａ）によると、アルミナ、シリカまたはシリカ−アルミナを含む担体を、コバルトおよび／またはニッケルの少なくとも１種の前駆体を含有する少なくとも１種の溶液と接触させ、次いで、乾燥および７００〜１２００℃の温度での焼成を行う工程が行われ、担体中にコバルトおよび／またはニッケルを含有する混合型酸化物相が得られる。
【００４０】
より詳細には、接触工程ａ）は、予め成形されたまたは粉体の形態にあるアルミナ、シリカまたはシリカ−アルミナを含む担体に、コバルトおよび／またはニッケルの前駆体を含有する少なくとも１種の水溶液を含浸、好ましくは、乾式含浸させ、次いで、乾燥および７００〜１２００℃の温度での焼成を行うことによって行われてよい。
【００４１】
コバルトは、水性相中に可溶であるあらゆるコバルト前駆体によって担体と接触させられる。好ましくは、コバルト前駆体は、水溶液中に、例えば、硝酸塩、炭酸塩、酢酸塩または塩化物の形態、アセチルアセトナートにより形成された錯体の形態または水溶液中に可溶である任意の他の無機誘導体の形態で導入され、これは、前記担体と接触させられる。有利に用いられるコバルト前駆体は、硝酸コバルトまたは酢酸コバルトである。
【００４２】
ニッケルは、水性相中に可溶であるあらゆるニッケル前駆体によって担体と接触させられる。好ましくは、前記ニッケル前駆体は、水溶液中に、例えば、硝酸塩、炭酸塩、酢酸塩、塩化物、水酸化物、ヒドロキシ炭酸塩またはシュウ酸塩の形態、アセチルアセトナートにより形成される錯体の形態または水溶液中に可溶である任意の他の無機誘導体の形態で導入され、これは、前記担体と接触させられる。有利に用いられるニッケル前駆体は、硝酸ニッケル、塩化ニッケル、酢酸ニッケルまたはヒドロキシ炭酸ニッケルである。
【００４３】
コバルトおよび／またはニッケルの全含有率は、最終の担体の全質量に対して有利には１〜２０重量％、好ましくは２〜１０重量％である。
【００４４】
乾燥処理は、有利には、６０℃〜２００℃の温度で、好ましくは３０分から３時間への範囲にわたる期間にわたって行われる。
【００４５】
焼成は、７００〜１２００℃、好ましくは８５０〜１２００℃、好ましくは８５０〜９００℃の温度で、一般的には１時間〜２４時間、好ましくは２時間〜５時間の期間にわたって行われる。焼成は、一般的には酸化雰囲気下、例えば、空気中で、または、酸素欠乏空気中で行われる；それは、少なくとも部分的に窒素下に行われてもよい。それにより、コバルトおよび／またはニッケルの前駆体およびアルミナおよび／またはシリカをコバルトおよび／またはニッケルを含有する混合型酸化物相に転化させることが可能となる。
【００４６】
１つの変形例によると、焼成は、２工程で行われてもよく、前記焼成は、有利には、空気中３００℃〜６００℃の温度で、半時間〜３時間の期間にわたって行われ、その後に、７００℃〜１２００℃、好ましくは８５０〜１２００℃、好ましくは８５０〜９００℃の温度で、一般的には１時間〜２４時間、好ましくは２時間〜５時間の期間にわたって行われる。
【００４７】
担体は、アルミナ、シリカまたはシリカ−アルミナも含む。
【００４８】
担体がアルミナを含む場合、それは、混合型酸化物相の形成の前の担体の重量に対して５０重量％超のアルミナを含有し、好ましくは、それは、アルミナのみを含有する。アルミナは、ガンマ−、デルタ−、シータ−またはアルファ−アルミナタイプの結晶学的形態で存在してよく、単独または混合物として利用される。
【００４９】
別の好ましい場合において、担体は、シリカを含む。この場合、それは、混合型酸化物相の形成前の担体の重量に対して５０重量％超のシリカを含有し、好ましくは、それは、シリカのみを含有する。ケイ素の供給源は、当業者に周知である。
【００５０】
別の好ましい場合において、担体は、シリカ−アルミナを含む。シリカ−アルミナを含む担体は、ケイ素およびアルミニウムが、それぞれシリカまたはアルミナの凝集体、無定形アルミノケイ酸塩またはケイ素およびアルミニウムを含有する任意の他の混合された相の形態にある担体を意味するとして理解され、担体は、メソ構造化されていないと理解される。好ましくは、アルミナおよびシリカは、酸化物の混合物ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３の形態で存在する。シリカ−アルミナ担体中のシリカの含有率は、混合型酸化物相の形成前の担体の重量に対して０．５重量％から３０重量％まで、好ましくは１重量％から２５重量％まで、より一層好ましくは１．５〜２０重量％で変動する。
【００５１】
１つの好ましい変形例によると、担体は、混合型酸化物相は別として、アルミナ、シリカまたはシリカ−アルミナからなり、特に好ましくは、担体は、シリカ−アルミナからなる。
【００５２】
担体は、コバルトおよび／またはニッケルを含有する混合型酸化物相も含有する。コバルトおよび／またはニッケルを含有する混合型酸化物相は、コバルトおよび／またはニッケルのカチオンがアルミナおよび／またはシリカの担体のＯ２−酸化物イオンと結合されており、それ故に、コバルトおよび／またはニッケルを含有するアルミン酸塩および／またはケイ酸塩を含有する混合型相を形成している相を意味するとして理解される。混合型酸化物相は、無定形の形態または結晶の形態にあってよい。
【００５３】
担体がアルミナをベースとしている場合、混合型酸化物相は、式ＣｏＡｌ２Ｏ４またはＮｉＡｌ２Ｏ４のアルミン酸塩を、無定形または結晶の形態で、例えば、スピネルの形態で含んでよい。
【００５４】
担体がシリカをベースとしている場合、混合型酸化物相は、式Ｃｏ２ＳｉＯ４またはＮｉ２ＳｉＯ４のケイ酸塩（オルトケイ酸コバルトまたはニッケル）を、無定形または結晶の形態で含んでよい。
【００５５】
担体がシリカ−アルミナをベースとしている場合、混合型酸化物相は、式ＣｏＡｌ２Ｏ４またはＮｉＡｌ２Ｏ４のアルミン酸塩を、無定形または結晶の形態で、例えば、スピネルの形態で、および／または、式Ｃｏ２ＳｉＯ４またはＮｉ２ＳｉＯ４のケイ酸塩を、無定形または結晶の形態で含んでよい。
【００５６】
一般に、担体中の混合型酸化物相の含有率は、担体に対して０．１〜５０重量％、好ましくは０．５〜３０重量％、より好ましくは１〜２０重量％である。
【００５７】
本発明による触媒中の混合型酸化物相の存在は、昇温還元（またはＴＰＲ（temperature-programmed reduction））によって測定される。この還元は、例えば、Oil & Gas Science and Technology, Rev. IFP, Vol. 64 (2009), No. 1, pp. 11-12に記載されている。この技術によると、触媒は、還元剤の流れ中、例えば、二原子水素の流れ中で加熱される。温度に応じて消費された二原子水素の測定により、存在する種の還元能に関する定量的な情報が与えられる。触媒中の混合型酸化物相の存在は、それ故に、約８００℃超の温度における二原子水素の消費によって表される。
【００５８】
担体は、ビーズ、押出物（例えば三葉または四葉の形状の押出物）またはペレットの形態にあるモルホロジーを有してよく、これは、特に、前記触媒が固定床として操作する反応器において用いられる場合であり、または、可変の粒子サイズの粉体の形態にあるモルホロジーを有してよく、これは、特に、前記触媒がバブル塔（または「スラリーバブル塔」）反応器において用いられる場合である。触媒の粒子のサイズは、数ミクロンと数百ミクロンとの間であってよい。「スラリー」反応器の実施のために、触媒の粒子のサイズは、優先的には１０ミクロン〜５００ミクロン、好ましくは１０ミクロン〜３００ミクロン、大いに好ましくは２０〜２００ミクロン、一層より好ましくは３０〜１６０ミクロンである。
【００５９】
混合型酸化物相を含有する担体の比表面積は、一般的には５０ｍ２／ｇ〜５００ｍ２／ｇ、好ましくは１００ｍ２／ｇ〜３００ｍ２／ｇ、より好ましくは１５０ｍ２／ｇ〜２５０２／ｇである。前記担体の細孔容積は、一般的には０．３ｍＬ／ｇ〜１．２ｍＬ／ｇ、好ましくは０．４ｍＬ／ｇ〜１ｍＬ／ｇである。
【００６０】
それ故に、前記工程ａ）の終わりに、アルミナ、シリカまたはシリカ−アルミナを含む前記担体は、コバルトおよび／またはニッケルを含有する混合型酸化物相をさらに含む。
【００６１】
（工程ｂ）およびｃ）：活性相および式ＣｘＨｙの炭化水素有機化合物の導入）
混合型酸化物相の形成の後に、本発明による触媒の調製において以下の工程が行われる：
ｂ）  前記混合型酸化物相を含有する前記担体を、コバルトの少なくとも１種の前駆体を含有する少なくとも１種の溶液と接触させる工程、
ｃ）  前記混合型酸化物相を含有する前記担体を、少なくとも１種の式ＣｘＨｙの炭化水素有機化合物を含む溶液と接触させる工程であって、前記炭化水素有機化合物が液体の形態にあることおよび溶液が溶媒を含む場合に前記炭化水素有機化合物は、溶媒中に混和することが理解される、工程。
【００６２】
本発明によると、工程ｂ）およびｃ）は、別々に、あらゆる順序で、または、同時に行われてよい。
【００６３】
第１の実施形態によると、用語  炭化水素有機化合物の「共含浸（co-impregnation）」は、工程ｂ）が工程ｃ）と同時に行われることを表記する。
【００６４】
第２の実施形態によると、用語  炭化水素有機化合物の「後含浸（post-impregnation）」は、工程ｂ）が工程ｃ）の前に行われることを表記する。
【００６５】
第３の実施形態によると、用語  炭化水素有機化合物の「前含浸（pre-impregnation）」は、工程ｃ）が工程ｂ）の前に行われることを表記する。
【００６６】
前記担体を、少なくとも１種のコバルト前駆体を含有する少なくとも１種の溶液と接触させる工程ｂ）は、当業者に周知であるあらゆる方法によって行われてよい。前記工程ｂ）は、優先的には、少なくとも１種のコバルト前駆体を含有する少なくとも１種の溶液による担体の含浸によって行われる。特に、前記工程ｂ）は、乾式含浸、過剰含浸、あるいは、（特許US 5 874 381およびUS 6 534 436に記載されたような）沈着−沈殿によって当業者に周知である方法に従って達成され得る。好ましくは、前記工程ｂ）は、乾式含浸によって行われ、これは、触媒担体を、少なくとも１種のコバルト前駆体を含有する溶液と接触させることからなり、それの容積は、含浸させられるべき担体の細孔容積に等しい。この溶液は、コバルト前駆体を所望の濃度で含有する。
【００６７】
コバルトは、コバルト前駆体全体が溶解している溶液によって前記担体と接触させられる。
【００６８】
コバルト前駆体が溶解させられる溶媒の選択は、工程ｃ）に対して工程ｂ）が行われる方法に依存する。
【００６９】
工程ｃ）の前またはその後に工程ｂ）が行われるならば、水溶液またはコバルト前駆体が可溶である有機溶液を用いることが可能である。有機溶液中に導入される場合、前記コバルト前駆体は、例えば、酢酸コバルトまたは硝酸コバルトである。好ましくは、前記コバルト前駆体は、水溶液中に、例えば、硝酸塩、炭酸塩、酢酸塩または塩化物の形態、アセチルアセトナートにより形成された錯体の形態または水溶液中に可溶である任意の他の無機誘導体の形態で導入され、これが、前記担体と接触させられる。コバルト前駆体として、硝酸コバルトまたは酢酸コバルトの使用が有利にはなされる。導入されるコバルト元素の含有率は、乾燥済み触媒の全重量に対するコバルト金属元素として表されて、一般的には１〜４０重量％、好ましくは２〜３０重量％、より好ましくは５〜２５重量％である。
【００７０】
触媒は、有利には、第ＶＩＩＩＢ族、第ＩＡ族、第ＩＢ族、第ＩＩＡ族、第ＩＩＢ族、第ＩＩＩＡ族、第ＩＩＩＢ族および／または第ＶＡ族からの元素から選択される少なくとも１種の元素をさらに含んでよい。
【００７１】
第ＶＩＩＩＢ族からの好適な考えられる元素は、白金、ルテニウムおよびロジウムである。第ＩＡ族からの好適な元素は、ナトリウムおよびカリウムである。第ＩＢ族からの好適な元素は、銀および金である。第ＩＩＡ族の好適な元素は、マンガンおよびカルシウムである。第ＩＩＢ族からの好適な元素は、亜鉛である。第ＩＩＩＡ族からの好適な元素は、ホウ素およびインジウムである。第ＩＩＩＢ族からの好適な元素は、ランタンおよびセリウムである。第ＶＡ族からの好適な元素は、リンである。
【００７２】
第ＶＩＩＩＢ族、第ＩＡ族、第ＩＢ族、第ＩＩＡ族、第ＩＩＢ族、第ＩＩＩＡ族、第ＩＩＩＢ族および／または第ＶＡ族からの考えられる元素の含有率は、触媒の全重量に対する元素として表されて、５０重量ｐｐｍ〜２０重量％、好ましくは１００重量ｐｐｍ〜１５重量％、より好ましくは１００重量ｐｐｍ〜１０重量％である。
【００７３】
１つの変形例によると、触媒が、第ＶＩＩＩＢ族、第ＩＡ族、第ＩＢ族、第ＩＩＡ族、第ＩＩＢ族、第ＩＩＩＡ族、第ＩＩＩＢ族および／または第ＶＡ族からの１種または複数種の追加元素を含有する場合、このまたはこれらの元素は、触媒の調製の前に担体上に当初から存在するか、または、調製のあらゆる時点において当業者に知られているあらゆる方法によって導入されるかのいずれかであってよい。
【００７４】
前記工程ｃ）の実施のために用いられる炭化水素有機化合物を、前記担体と接触させることは、含浸、特に、乾式含浸または過剰含浸によって、優先的には、乾式含浸によって達成される。１つの実施形態によると、前記炭化水素有機化合物は、液体の形態にあり、このものは、単一相の混合物を得ることを可能にするように混和する溶媒を含有する溶液中の可溶化の後に前記担体上に含浸させられる。好ましくは、溶媒は、エタノール、イソプロパノール、酢酸エチル、酢酸メチル、テトラヒドロフランであってよい。大いに好ましくは、溶媒は、エタノールである。別の実施形態によると、工程ｃ）は、有機化合物が可溶化される溶媒を含まず、含浸溶液は、液相中の炭化水素有機化合物からなる。
【００７５】
前記有機化合物は、式ＣｘＨｙの炭化水素化合物である。それは、非環式または環式の、飽和または不飽和のｘ≧５かつｙ≧６の炭化水素化合物から選択されてよい。
【００７６】
飽和炭化水素化合物の場合、それは、直鎖、分枝または環式であってよい。この変形例によると、式ＣｘＨｙの炭化水素有機化合物は、直鎖または分枝のアルカンまたは脂環式化合物から選択され、好ましくは、ｎ−ヘプタン、ｎ−オクタン、ｎ−ノナン、ｎ−デカン、ｉ−ヘプタン、ｉ−オクタン、ｉ−ノナン、ｉ−デカン、シクロペンタン、シクロヘキサンである。
【００７７】
不飽和炭化水素化合物の場合、それは、直鎖、分枝または環式であってよい。この変形例によると、式ＣｘＨｙの炭化水素有機化合物は、直鎖または分枝のアルケンまたはアルキンまたは不飽和の環式化合物または芳香族化合物から選択され、好ましくは、ヘプテン、オクテン、ノネン、デセン、シクロペンタジエン、シクロヘキセン、トルエン、クメン、スチレン、キシレンまたはエチルベンゼンである。
【００７８】
工程ｂ）において導入されたコバルト元素に対する工程ｃ）の間に導入された式ＣｘＨｙの炭化水素有機化合物のモル比は、０．０１〜５．０モル／モル、好ましくは０．０５〜１．０モル／モルである。
【００７９】
本発明による触媒は、式ＣｘＨｙの炭化水素有機化合物に加えて、添加物としての役割のために知られている別の１種のまたは一群の有機化合物を含んでよい。添加物の機能は、添加物を有しない触媒に対して触媒活性を増大させることにある。特に、本発明による触媒は、１種または複数種の酸素含有および／または窒素含有の有機化合物をさらに含んでよい。
【００８０】
一般に、この有機化合物は、カルボン酸（carboxylic）、アルコール、エーテル、アルデヒド、ケトン、アミン、ニトリル、イミド、オキシム、ウレアおよびアミドの官能基から選択される１種または複数種の化学官能基を含む化合物から選択される。
【００８１】
酸素含有の有機化合物は、カルボン酸、アルコール、エーテル、アルデヒドまたはケトンの官能基から選択される１種または複数種の化学官能基を含む化合物から選択される１種または複数種であってよい。例として、酸素含有の有機化合物は、エタノール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール（分子量：２００〜１５００ｇ／モル）、プロピレングリコール、２−ブトキシエタノール、２−（２−ブトキシエトキシ）エタノール、２−（２−メトキシエトキシ）エタノール、トリエチレングリコールジメチルエーテル、グリセロール、アセトフェノン、２，４−ペンタンジオン、ペンタノン、酢酸、マレイン酸、マロン酸、リンゴ酸、シュウ酸、グルコン酸、酒石酸、クエン酸、コハク酸、γ−ケト吉草酸、γ−バレロラクトン、４−ヒドロキシ吉草酸、２−ペンテン酸、３−ペンテン酸、４−ペンテン酸、 コハク酸Ｃ１−Ｃ４ジアルキル、アセト酢酸メチル、ジベンゾフラン、クラウンエーテル、オルソフタル酸およびグルコースからなる群から選択される１種または複数種であってよい。
【００８２】
窒素含有の有機化合物は、アミンまたはニトリルの官能基から選択される１種または複数種の化学官能基を含む化合物から選択される１種または複数種であってよい。例として、窒素含有の有機化合物は、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、ヘキサメチレンジアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ペンタエチレンヘキサミン、アセトニトリル、オクチルアミン、グアニジンまたはカルバゾールからなる群から選択される１種または複数種であってよい。
【００８３】
酸素および窒素を含有する有機化合物は、カルボン酸、アルコール、エーテル、アルデヒド、ケトン、アミン、ニトリル、イミド、アミド、ウレアまたはオキシムの官能基から選択される１種または複数種の化学官能基を含む化合物から選択される１種または複数種であってよい。例として、酸素および窒素を含有する有機化合物は、１，２−シクロヘキサンジアミンテトラ酢酸、モノエタノールアミン（monoethanolamine：ＭＥＡ）、Ｎ−メチルピロリドン、ジメチルホルムアミド、エチレンジアミンテトラ酢酸（ethylenediaminetetraacetic acid：ＥＤＴＡ）、アラニン、グリシン、プロリン、リジン、ニトリロトリ酢酸（nitrilotriacetic acid：ＮＴＡ）、Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）エチレンジアミン−Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−トリ酢酸（N-(2-hydroxyethyl)ethylenediamine-N,N′,N′-triacetic acid：ＨＥＤＴＡ）、ジエチレントリアミンペンタ酢酸（diethylenetriaminepentaacetic acid：ＤＰＴＡ）、テトラメチルウレア、グルタミン酸、ジメチルグリオキシム、ビシンまたはトリシン、あるいはラクタムからなる群から選択される１種または複数種であってよい。
【００８４】
工程ｂ）において導入されたコバルト元素に対する式ＣｘＨｙの炭化水素有機化合物以外の酸素含有および／または窒素含有の有機化合物（１種または複数種）の全モル比は、含浸溶液（１種または複数種）に導入された成分に基づいて計算されて、０．０１〜２モル／モル、好ましくは０．１〜２モル／モル、好ましくは０．２〜１．５モル／モルである。
【００８５】
触媒が式ＣｘＨｙの炭化水素有機化合物以外の有機化合物を含有する場合、この有機化合物は、触媒の調製の前に担体上に当初から存在しているか、または、調製のあらゆる時点において、当業者に知られているあらゆる方法によって触媒に組み入れられるかのいずれかであってよい。
【００８６】
本発明による触媒を調製する方法、特に、工程ｂ）およびｃ）は、複数の実施様式を含む。それらは、有機化合物が導入される時の時点によって特に区別され、それらは、活性相のコバルトの含浸と同時（共含浸）かまたは活性相のコバルトの含浸の後（後含浸）か、または活性相のコバルトの含浸の前（前含浸）かのいずれかで行われてよい。さらに、実施の様式を組み合わせることが可能である。
【００８７】
第１の実施の様式は、前記有機化合物および活性相中に存在する少なくとも前記コバルト前駆体が前記担体上に共含浸させられるように前記工程ｂ）およびｃ）を同時に行うことからなる（共含浸）。この第１の実施の様式は、有利には、１回または複数回の工程ｂ）の実施を含む。特に、１回または複数回の工程ｂ）は、有利には、前記共含浸工程より先に行い、かつ／または、前記共含浸工程より後に行う。この第１の実施の様式は、複数回の共含浸工程を含んでもよい。共含浸による実施の様式において、単一相の溶液を得るようにコバルト前駆体および炭化水素有機化合物が可溶である溶媒が選択されることになることが留意されるべきである。あるいは、共含浸溶液として、炭化水素有機化合物からなり、かつコバルト前駆体が可溶である溶媒を用いることが可能である。
【００８８】
第２の実施の様式は、前記工程ｃ）に先行して前記工程ｂ）を行うことからなる（後含浸）。前記第２の実施の様式によると、触媒の活性相中の少なくともコバルト前駆体と接触させる１回または複数回の工程ｂ）は、前記工程ｃ）に先行する。
【００８９】
第３の実施の様式は、前記工程ｂ）に先行して前記工程ｃ）を行うことからなる（前含浸）。有利には、前記工程ｃ）の後に、複数回の工程ｂ）が行われる。
【００９０】
上記に指定された通り、工程ｃ）とは別に工程ｂ）が行われる場合、触媒を調製する方法は、コバルト前駆体および炭化水素有機化合物の可溶化のための溶媒の選択の点でより柔軟性がある。
【００９１】
工程ｂ）およびｃ）が別々に行われる場合（後含浸または前含浸）、乾燥工程は、有利には、含浸工程の間に行われる。中間乾燥工程は、２００℃より低い、有利には５０〜１８０℃、好ましくは７０〜１５０℃、大いに好ましくは７５〜１３０℃の温度で行われ、場合によっては、熟成期間が、含浸工程と中間乾燥工程との間に観察された。
【００９２】
上記の３種の実施の様式のそれぞれは、独立して行われてよく、その結果、本発明による触媒は、第１の実施の様式に従うか、または、前記第２の実施の様式に従うか、あるいは前記第３の実施の様式に従うかのいずれかにより調製される。しかしながら、前記第１の様式を前記第２の様式または前記第３の様式と結び付けることが有利であってよい：活性相中に存在するコバルトおよび有機化合物の両方が、少なくとも２回触媒担体上に、すなわち、少なくとも１回共含浸によって、かつ、少なくとも１回連続的な含浸によって沈着させられる。
【００９３】
有利には、各含浸工程の後に、これがコバルトまたは有機化合物の含浸工程であろうとなかろうと、含浸済みの担体は、熟成のために静置される。熟成により、含浸溶液を担体内に均一に分散させることが可能となる。
【００９４】
本発明に記載されるあらゆる熟成工程は、有利には、大気圧で、水飽和雰囲気中、１７℃〜５０℃の温度、好ましくは室温において行われる。一般的に、１０分〜４８時間の間、好ましくは３０分〜５時間の間の熟成期間が十分である。より長期の期間は、除外されないが、改善に必ずしも寄与するわけではない。
【００９５】
本発明に記載されるあらゆる含浸溶液は、コバルト前駆体および／または炭化水素有機化合物を液体の形態に可溶化することを可能にする、当業者に知られているあらゆる溶媒を含んでよい。
【００９６】
コバルトを含浸させる工程ｂ）が、炭化水素有機化合物の含浸とは別に行われる場合、前記工程ｂ）のために用いられる溶媒は、有利には、メタノール、エタノール、水、フェノール、シクロヘキサノール、イソプロパノール、酢酸エチル、酢酸メチル、テトラヒドロフランによって形成される群から選択され、これらは、単独または混合物として利用される。溶媒は、有利には、炭酸プロピレン、ＤＭＳＯ（dimethyl sulfoxide：ジメチルスルホキシド）、Ｎ−メチルピロリドン（N-methylpyrrolidone：ＮＭＰ）またはスルホランによって形成される群から選択されてもよく、これらは単独または混合物として利用される。一般的な溶媒およびそれらの比誘電率のリストは、書籍「Solvents and Solvent Effects in Organic Chemistry」C. Reichardt, Wiley-VCH, 3rd edition, 2003, pages 472-474において見出され得る。大いに好ましくは、用いられる溶媒は、水またはエタノールであり、これらは、単独または混合物として利用される。工程ｂ）およびｃ）が（炭化水素有機化合物とコバルトとの共含浸の様式に従って）同時に行われる場合、単一相の含浸溶液を提供するためにコバルト前駆体および液体の形態にある炭化水素有機化合物が溶ける溶媒が用いられることが保証されることになる。例えば、エタノール、イソプロパノール、酢酸、メタノールまたはエチレングリコールから選択される溶媒を用いることが可能である。共含浸溶液として、炭化水素有機化合物からなり、かつ、コバルト前駆体が可溶化させられる溶媒を用いることも可能である。
【００９７】
工程ｃ）が工程ｂ）とは別に行われる場合、液体の形態にある炭化水素有機化合物を含有する含浸溶液は、前記有機化合物からなってよく、または、炭化水素有機化合物が可溶化させられる溶媒を含んでよい。
【００９８】
複数回の含浸工程が行われる場合、各含浸工程の後に、好ましくは、中間乾燥工程が行われ、その際の温度は、２００℃より低く、有利には５０〜１８０℃、好ましくは７０〜１５０℃、大いに好ましくは７５〜１３０℃であり、場合によっては、含浸工程と中間乾燥工程との間に熟成期間が観察された。
【００９９】
（乾燥工程ｄ））
上記の少なくとも１つの実施の様式により調製される、触媒の調製のための実施の乾燥工程ｄ）によると、乾燥処理が行われる際の温度は、２００℃より低く、有利には５０〜１８０℃、好ましくは７０〜１５０℃、大いに好ましくは７５〜１３０℃である。乾燥工程は、優先的には、１〜４時間の期間にわたって、好ましくは不活性雰囲気中または酸素含有雰囲気中で行われる。
【０１００】
乾燥工程は、当業者に知られているあらゆる技術によって行われ得る。それは、有利には、大気圧下または減圧下に行われる。好ましくは、この工程は、大気圧下に行われる。それは、有利には、高温空気または任意の他のガスを用いる交差型の床（crossed bed）において行われる。好ましくは、乾燥処理が固定床において行われる場合、用いられるガスは、空気、または不活性ガス、例えば、アルゴンまたは窒素のいずれかである。大いに好ましくは、乾燥処理は、交差型の床において、窒素および／または空気の存在下に行われる。好ましくは、乾燥工程は、５分〜４時間、好ましくは３０分〜４時間、大いに好ましくは１時間〜３時間の短い継続期間を有する。
【０１０１】
第１の変形例によると、乾燥処理は、含浸工程の間に導入された式ＣｘＨｙの炭化水素有機化合物の好ましくは最低３０％を維持するように行われ、好ましくは、この量は、５０％より高く、一層より好ましくは７０％より高く、これは、触媒上に残留する炭素に基づいて計算される。式ＣｘＨｙの炭化水素有機化合物以外の酸素および／または窒素を含有する有機化合物が存在する場合、乾燥工程は、触媒上に残留する炭素に基づいて計算されて、導入された量の好ましくは最低３０％、好ましくは最低５０％、大いに好ましくは最低７０％を維持するように行われる。
【０１０２】
乾燥工程ｄ）の終わりに、乾燥済み触媒が得られ、このものは、フィッシャー・トロプシュ合成におけるその後のそれの使用のために活性化工程に付されることになる。
【０１０３】
他の変形例によると、乾燥工程ｄ）の終わりに、焼成工程ｅ）が、２００℃〜５５０℃、好ましくは２５０℃〜５００℃の温度で、不活性雰囲気（例えば窒素）中または酸素含有雰囲気（例えば空気）中で行われる。この熱処理の継続期間は、一般的には０．５時間〜１６時間、好ましくは１時間〜５時間である。この処理の後に、活性相のコバルトは、それ故に、酸化物の形態にあり、触媒は、その合成の間に導入された有機化合物を全くまたはほとんど含有していない。しかしながら、その調製の間に有機化合物を導入することにより、活性相の分散を増大させることが可能となり、それ故に、より活性でかつ／またはより選択的である触媒を得ることに至る。
【０１０４】
（活性化（還元））
触媒反応器におけるそれの使用および本発明によるフィッシャー・トロプシュ方法の実施に先行して、工程ｄ）において得られた乾燥済み触媒または工程ｅ）において得られた焼成済みの触媒は、有利には、還元処理を経る。この還元処理は、例えば、高純度の水素または希釈された水素により、高温で行われるものである。この処理により、前記触媒を活性にすることおよびゼロ価の状態にあるコバルト金属の粒子を形成することが可能となる。この還元処理の温度は、優先的には２００〜５００℃であり、その継続期間は２〜２０時間である。
【０１０５】
この還元処理は、現場内（in situ）で（本発明の方法によりフィッシャー・トロプシュ反応が行われるものと同一の反応器において）、または、反応器に装填される前に現場外（ex situ）でかのいずれかで行われる。
【０１０６】
（フィッシャー・トロプシュ方法）
本発明の最終の目的は、フィッシャー・トロプシュ合成方法における本発明による触媒の使用にある。
【０１０７】
本発明によるフィッシャー・トロプシュ方法により、本質的に直鎖の飽和Ｃ５＋炭化水素（分子当たり少なくとも５個の炭素原子を有するもの）を生じさせることに至る。本発明の方法によって生じた炭化水素は、それ故に、本質的にパラフィン性の炭化水素であり、最も高い沸点を有するそれのフラクションは、水素化転化方法、例えば、接触水素化分解および／または水素化異性化によって、高収率で中間留分（ディーゼルおよびケロセンの留分）に転化させられ得る。
【０１０８】
本発明の方法の実施のために用いられる供給原料は、合成ガスを含む。合成ガスは、一酸化炭素および水素を特に含む混合物であり、Ｈ２／ＣＯのモル比は、それが得られた方法に応じて０．５〜４の比率で変動してよい。炭化水素またはアルコールの水蒸気改質方法から合成ガスが得られる場合、合成ガスのＨ２／ＣＯのモル比は、一般的に３に近い。部分酸化方法から合成ガスが得られる場合、合成ガスのＨ２／ＣＯのモル比は、１．５〜２程度のものである。熱改質方法から合成ガスが得られる場合、合成ガスのＨ２／ＣＯのモル比は、一般的に２．５に近い。ＣＯ２のガス化および改質の方法から合成ガスが得られる場合、合成ガスのＨ２／ＣＯのモル比は、一般的に１に近い。
【０１０９】
本発明による炭化水素の合成方法において用いられる触媒は、種々のタイプの反応器において実施されてよく、例えば、固定床、移動床、沸騰床、あるいは三相流動床の反応器である。三相流動型反応器、優先的には、気泡塔タイプの反応器中に懸濁した触媒の実施が好ましい。この好ましい触媒の実施において、前記触媒は、非常に微細な粉体の形態、特に数十ミクロン程度のものに分割され、この粉体は、反応媒体と懸濁液を形成する。この技術は、当業者によって「スラリー」法技術の下にも知られている。
【０１１０】
本発明による炭化水素の合成方法は、０．１〜１５ＭＰａ、好ましくは０．５〜１０ＭＰａの全圧下、１５０〜３５０℃、好ましくは１８０〜２７０℃の温度下に行われる。毎時空間速度は、有利には、触媒の体積当たりかつ時間当たりの合成ガス１００〜２００００体積（１００〜２００００ｈ−１）、好ましくは触媒の体積当たりかつ時間当たりの合成ガス４００〜１００００体積（４００〜１００００ｈ−１）である。
【０１１１】
以下の実施例により、本発明による触媒に関する性能における利得が実証される。
【０１１２】
（実施例）
（実施例１（比較例）：式Ｃｏ／Ａｌ２Ｏ３の触媒Ａ）
触媒Ａは、コバルトを含み、このコバルトは、アルミナ担体上に沈着させられているものであり、触媒Ａは、硝酸コバルトの水溶液を乾式含浸させることによって調製され、これは、連続する２工程において、約１０重量％のＣｏを、ガンマ−アルミナ粉体（PURALOX（登録商標）SCCa 5/170，SASOL）上に沈着させるようにして行われる。このガンマアルミナ粉体の平均粒子サイズは、８０μｍに等しく、比表面積は、１６５ｍ２／ｇであり、細孔容積は、窒素吸着等温線によって測定されて、０．４ｍＬ／ｇである。
【０１１３】
第１の乾式含浸の後、固体は、交差型床において、空気中１２０℃で３時間にわたって乾燥させられ、次いで、４００℃で４時間にわたって、交差型床において、空気の流れの下に焼成される。中間触媒は、Ｃｏを約６重量％で含有する。それは、硝酸コバルトの溶液を用いる乾式含浸の第２の工程に付される。得られた固体は、交差型床において、空気中１２０℃で３時間にわたって乾燥させられ、次いで、４００℃で４時間にわたって交差型床において空気の流れの下に焼成される。最終の触媒Ａが得られ、これは、１０．５重量％のＣｏを（Ｃｏ３Ｏ４酸化物の形態で）含有する。
【０１１４】
（実施例２（比較例）：式Ｃｏ／Ａｌ２Ｏ３・ＳｉＯ２の触媒Ｂ）
触媒Ｂは、コバルトを含み、このコバルトは、シリカ−アルミナ担体上に沈着させられているものであり、触媒Ｂは、硝酸コバルトの水溶液の乾式含浸によって調製され、これは、１工程において、約１０重量％のＣｏをシリカ−アルミナ上に沈着させるようにして行われる。このシリカ−アルミナは、５重量％のＳｉＯ２を当初から含有し、その比表面積は、１８０ｍ２／ｇであり、細孔容積は、０．８ｍＬ／ｇである。
【０１１５】
乾式含浸の後、固体は、交差型床において空気中１２０℃で３時間にわたって乾燥させられ、次いで、４００℃で４時間にわたって交差型床において焼成される。最終の触媒Ｂが得られ、このものは、９．９重量％のＣｏを（Ｃｏ３Ｏ４酸化物の形態で）含有する。
【０１１６】
（実施例３（比較例）：式Ｃｏ／ＣｏＡｌ２Ｏ４−Ａｌ２Ｏ３・ＳｉＯ２の触媒Ｃ）
触媒Ｃは、コバルトを含み、このコバルトは、担体上に沈着させられており、この担体は、（スピネル形態にある）混合型酸化物相を含むシリカ−アルミナをベースとしており、触媒Ｃは、硝酸コバルトの水溶液の乾式含浸によって調製され、これは、１工程において、約１０重量％のコバルトを担体上に沈着させるようにして行われる。
【０１１７】
触媒Ｃの担体中に存在するスピネルは、アルミン酸コバルトから形成された単純スピネルであり、これは、５重量％のＳｉＯ２を含有するシリカ−アルミナ中に含まれ、その比表面積は、１８０ｍ２／ｇであり、細孔容積は、０．８ｍＬ／ｇである。シリカ−アルミナ中に含まれるスピネルは、硝酸コバルトの水溶液の乾式含浸によって調製され、これは、５重量％のＣｏを前記シリカ−アルミナに導入するようにして行われる。１２０℃での３時間にわたる乾燥の後、固体は、空気中８５０℃で４時間にわたって焼成される。Ｃ’によって表記される触媒のための担体は、シリカ−アルミナ中アルミン酸コバルトの形態にある５重量％のＣｏから形成される（すなわち、１５重量％はスピネルである）。
【０１１８】
コバルトベースの活性相は、次いで、前記担体上に沈着させられる。これは、１工程において、乾式含浸によって、触媒Ｂの調製のために記載されたものと同一である手順に従って行われる。乾燥および焼成の工程も、実施例２のものと同一の操作条件下に行われる。連続的含浸のために用いられる硝酸コバルトの溶液中のコバルトの濃度は、所望の最終Ｃｏ含有率で触媒Ｃを得るように選ばれる。
【０１１９】
最終の触媒Ｃのコバルトの全含有率は、１５．７重量％（スピネル相中に存在するＣｏの含有率が含まれる）であり、酸化物Ｃｏ３Ｏ４の形態にあるコバルトの含有率は、１０．７重量％である。
【０１２０】
（実施例４（比較例）：クエン酸を含有する式Ｃｏ／ＣｏＡｌ２Ｏ４−Ａｌ２Ｏ３・ＳｉＯ２の触媒Ｄ（共含浸））
触媒Ｄは、コバルトおよびクエン酸を含んでおり、これらは、担体上に沈着させられており、この担体は、スピネルを含むシリカ−アルミナをベースとし、この触媒Ｄは、硝酸コバルトおよびクエン酸の水溶液の乾式含浸によって調製され、これは、約１０重量％のコバルトを担体上に沈着させるようにして行われる。
【０１２１】
コバルトベースの活性相は、実施例３の担体Ｃ’上に沈着させられる。これは、１工程において、硝酸コバルトおよびクエン酸（Sigma Aldrich（登録商標）、＞９９％）を、クエン酸：Ｃｏのモル比０．５で含有する溶液を乾式含浸させることによって行われる。乾式含浸の後、固体は、水飽和雰囲気中、９時間にわたる室温での熟成を経て、その後に、交差型床において空気中１２０℃で３時間にわたって乾燥させられ、次いで、交差型床において窒素下に４００℃で４時間にわたって処理される。
【０１２２】
最終の触媒Ｄのコバルトの全含有率は、１４．１重量％（スピネル相中に存在するＣｏの含有率が含まれる）であり、酸化物Ｃｏ３Ｏ４の形態にあるコバルトの含有率は、９．１重量％である。
【０１２３】
（実施例５（比較例）：クエン酸を含有する式Ｃｏ／ＣｏＡｌ２Ｏ４−Ａｌ２Ｏ３・ＳｉＯ２の触媒Ｅ（後含浸））
触媒Ｅは、コバルトおよびクエン酸を含み、これらは、担体上に沈着させられ、この担体は、スピネルを含むシリカ−アルミナをベースとするものであり、この触媒Ｅは、硝酸コバルトの水溶液の乾式含浸と、その次の、クエン酸の水溶液の乾式含浸とによって調製され、これにより、約１０重量％のコバルトが担体上に沈着させられる。
【０１２４】
コバルトベースの活性相は、実施例３の担体Ｃ’上に沈着させられる。これは、１工程において、硝酸コバルトを含有する溶液を乾式含浸させることによって行われる。乾式含浸の後、固体は、交差型床における１２０℃での３時間にわたる空気中の乾燥処理を経る。
【０１２５】
第２の工程において、クエン酸が、先の固体上に沈着させられる。これは、１工程において、最終の触媒上にクエン酸：Ｃｏのモル比：０．５を達成するための濃度にあるクエン酸（Sigma Aldrich（登録商標）、＞９９％）を含有する溶液を乾式含浸させることによって行われる。乾式含浸の後、固体は、水飽和雰囲気中の９時間にわたる室温での熟成を経、次いで、交差型床において空気中１２０℃で３時間にわたって乾燥させられ、次いで、交差型床において窒素下に４００℃で４時間にわたって処理される。
【０１２６】
最終の触媒Ｅのコバルトの全含有率は、１４．０重量％（スピネル相中に存在するＣｏの含有率が含まれる）であり、酸化物Ｃｏ３Ｏ４の形態にあるコバルトの含有率は、９．０重量％である。
【０１２７】
（実施例６（本発明に合致する）：ｎ−オクタンを含有する式Ｃｏ／ＣｏＡｌ２Ｏ４−Ａｌ２Ｏ３・ＳｉＯ２の触媒Ｆ）
触媒Ｆは、コバルトおよびｎ−オクタンを含み、コバルトおよびｎ−オクタンは、スピネルを含有するシリカ−アルミナをベースとする担体上に沈着させられており、この触媒Ｆは、硝酸コバルトおよびｎ−オクタンのエタノール溶液の乾式含浸によって調製され、約１０重量％のコバルトが担体上に沈着させられる。
【０１２８】
コバルトベースの活性相が、実施例３の担体Ｃ’上に沈着させられる。これは、１工程において、硝酸コバルトおよびｎ−オクタン（Sigma Aldrich（登録商標）、＞９８％）を、ｎ−オクタン：Ｃｏのモル比：１．０で含有するエタノール溶液を乾式含浸させることにより行われる。乾式含浸の後、固体は、水飽和雰囲気中９時間にわたる室温での熟成を経、次いで、交差型床において空気中１２０℃で３時間にわたって乾燥させられ、次いで、交差型床において窒素下に４００℃で４時間にわたって処理される。
【０１２９】
最終の触媒Ｆのコバルトの全含有率は、１４．９重量％（スピネル相中に存在するＣｏの含有率が含まれる）であり、酸化物Ｃｏ３Ｏ４の形態にあるコバルトの含有率は、９．９重量％である。
【０１３０】
（実施例７（本発明に合致する）：キシレンを含有する式Ｃｏ／ＣｏＡｌ２Ｏ４−Ａｌ２Ｏ３・ＳｉＯ２の触媒Ｇ）
触媒Ｇは、コバルトおよびキシレンを含み、コバルトおよびキシレンは、スピネルを含有するシリカ−アルミナをベースとする担体上に沈着させられており、この触媒Ｇは、硝酸コバルトの水溶液を乾式含浸させ、次いで、キシレンのエタノール性溶液を乾式含浸させることによって調製され、約１０重量％のコバルトが担体上に沈着させられる。
【０１３１】
コバルトベースの活性相が、実施例３の担体Ｃ’上に沈着させられる。これは、１工程において、硝酸コバルトを含有する溶液を乾式含浸させることによって行われる。乾式含浸の後、固体は、交差型床において空気中１２０℃で３時間にわたる乾燥処理を経る。
【０１３２】
第２の工程において、キシレンが、先行の固体上に沈着させられる。これは、１工程において、キシレン（３種のキシレン異性体の混合物、Sigma Aldrich（登録商標）、＞９８．５％）を、キシレン：Ｃｏのモル比０．５を達成するための濃度で含有するエタノール性溶液を最終の触媒上に乾式含浸させることによって行われる。乾式含浸の後、固体は、９時間にわたる室温での水飽和雰囲気中の熟成を経、次いで、交差型床において空気中１２０℃で３時間にわたって乾燥させられ、次いで、交差型床において窒素下に４００℃で４時間にわたって処理される。
【０１３３】
最終の触媒Ｇのコバルトの全含有率は、１５．１重量％（スピネル相中に存在するＣｏの含有率が含まれる）であり、酸化物Ｃｏ３Ｏ４の形態にあるコバルトの含有率は、１０．１重量％である。
【０１３４】
（実施例８（本発明に合致する）：エチルシクロヘキサンを含有する式Ｃｏ／ＣｏＡｌ２Ｏ４−Ａｌ２Ｏ３・ＳｉＯ２の触媒Ｈ）
触媒Ｈは、コバルトおよびエチルシクロヘキサンを含み、コバルトおよびエチルシクロヘキサンは、スピネルを含有するシリカ−アルミナをベースとする担体上に沈着させられており、この触媒Ｈは、エチルシクロヘキサンのエタノール性溶液を乾式含浸させ、次いで、硝酸コバルトの水溶液を乾式含浸させることによって調製され、約１０重量％のコバルトが担体上に沈着させられる。
【０１３５】
エチルシクロヘキサンは、実施例３の担体Ｃ’上に沈着させられる。これは、１工程において、エチルシクロヘキサン（Sigma Aldrich（登録商標）、＞９９％）を、最終の触媒上でエチルシクロヘキサン：Ｃｏのモル比１．０を達成するための濃度で含有するエタノール性溶液を乾式含浸させることによって行われる。乾式含浸の後、固体は、９時間にわたる室温での水飽和雰囲気中の熟成を経、次いで、交差型床において空気中１２０℃で３時間にわたって乾燥させられる。
【０１３６】
第２の工程において、コバルトベースの活性相は、先行の固体上に沈着させられる。これは、１工程において、硝酸コバルトを含有する溶液を乾式含浸させることによって行われる。乾式含浸の後、固体は、９時間にわたる室温での水飽和雰囲気中の熟成を経、次いで、交差型床において空気中１２０℃で３時間にわたって乾燥させられ、次いで、交差型床において窒素下に４００℃で４時間にわたって処理される。
【０１３７】
最終の触媒Ｈのコバルトの全含有率は、１４．７重量％（スピネル相中に存在するＣｏの含有率が含まれる）であり、酸化物Ｃｏ３Ｏ４の形態にあるコバルトの含有率は、９．７重量％である。
【０１３８】
（実施例９（本発明に合致する）：キシレンを含有する式Ｃｏ／ＣｏＡｌ２Ｏ４−Ａｌ２Ｏ３・ＳｉＯ２の触媒Ｉ）
触媒Ｉは、調製の終わりに４００℃での窒素下の熱処理を経ないということを除けば触媒Ｇと同様にして調製される。
【０１３９】
（実施例１０（本発明に合致する）：キシレンを含有する式Ｃｏ／ＣｏＡｌ２Ｏ４−Ａｌ２Ｏ３・ＳｉＯ２の触媒Ｊ）
触媒Ｊは、コバルトおよびキシレンを含み、コバルトおよびキシレンは、スピネルを含有するシリカ−アルミナをベースとする担体上に沈着させられており、この触媒Ｊは、硝酸コバルトの水溶液を乾式含浸させ、次いで、キシレンの混合物を乾式含浸させることによって調製され、約１０重量％のコバルトが担体上に沈着させられる。
【０１４０】
コバルトベースの活性相は、実施例３の担体Ｃ’上に沈着させられる。これは、１工程において、硝酸コバルトを含有する水溶液を乾式含浸させることによって行われる。乾式含浸の後、固体は、交差型床における空気中１２０℃での３時間にわたる乾燥処理を経る。
【０１４１】
第２の工程において、キシレンが、先行の固体上に沈着させられる。これは、１工程において、最終の触媒上のキシレン：Ｃｏのモル比２．０を達成するようにキシレンの混合物（３種のキシレン異性体の混合物、Sigma Aldrich（登録商標）、＞９８．５％）を乾式含浸させることによって行われる。乾式含浸の後、固体は、９時間にわたる室温での水飽和雰囲気中の熟成を経、次いで、交差型床において空気中１２０℃で３時間にわたって乾燥させられ、次いで、交差型床において窒素下に４００℃で４時間にわたって処理される。
【０１４２】
最終の触媒Ｊのコバルトの全含有率は、１５．３重量％（スピネル相中に存在するＣｏの含有率が含まれる）であり、酸化物Ｃｏ３Ｏ４の形態にあるコバルトの含有率は、１０．３重量％である。
【０１４３】
（実施例１１：フィッシャー・トロプシュ反応における触媒Ａ〜Ｊの触媒性能）
触媒Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈ、ＩおよびＪは、フィッシャー・トロプシュ合成において処理される前に、４００℃で１６時間にわたって高純度水素の流れ下に現場内（in situ）還元される。フィッシャー・トロプシュ合成反応は、継続的に操作する固定床管状反応器において行われる。
【０１４４】
触媒のそれぞれは、粉体の形態にあり、その径は、４０〜１５０ミクロンである。
【０１４５】
試験の条件は以下の通りである：
・  温度＝２１６℃
・  全圧＝２ＭＰａ
・  毎時空間速度（Hourly space velocity：ＨＳＶ）＝４１００ＮＬ／ｈ−１／ｋｇ触媒
・  Ｈ２／ＣＯのモル比＝２／１。
【０１４６】
結果は、活性（ＣＯの転化率（％））および選択性（形成された生成物の全てに対するＣ８＋炭化水素の重量百分率）に関して表されて、表１に登場する。
【０１４７】
【表１】
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【０１４８】
表１における結果により、本発明による触媒は、従来技術から知られている触媒より活性であり、かつ／または、より選択的であることが示される。
【国際調査報告】
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