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Fischer-Tropsch-Synthese

Katalysatoren

Eisen, Cobalt, Nickel und Ruthenium sind aktiv für die Fischer-Tropsch-Synthese. Von diesen kommen gegenwärtig nur Eisen und Cobalt zum technischen Einsatz. Nickel ist instabil (Nickelcarbonylbildung) und neigt zu hoher Methanbildung. Ruthenium, obwohl äußerst aktiv, findet aufgrund seines hohen Preises keine kommerzielle Anwendung.

Technische Katalysatoren können durch eine Vielzahl von Möglichkeiten modifiziert und an die jeweiligen Anforderungen angepasst werden, z.B. durch die Verwendung von:

  • Trägern (z.B. SiO2, Al2O3, TiO2)
  • Strukturellen Promotoren (schwer reduzierbare Metalloxide, wie z.B. ThO2, MgO, ZrO2, MnO)
  • Reduktionspromotoren (z.B. Cu, Pt, Ru; erleichterte Reduktion des Katalysatorvorläufers bei Vorbehandlung)
  • Chemischen Promotoren (Reaktionsgeschwindigkeitsbeschleunigung, z.B. Kalium bei Eisenkatalysatoren)

Die Herstellung technischer Katalysatoren erfolgt durch:

  • Schmelzen aus den Katalysatorbestandteilen („Eisenschmelzkatalysatoren“)
  • chemische Fällung aus den entsprechenden Metallsalzlösungen
  • Imprägnierung von Trägern mit Metallsalzlösungen

Letztere Methode zielt auf größtmögliche Dispersion des aktiven Metalls und findet vor allem mit Cobalt, dem gegenüber Eisen wesentlich teureren Metall (250-fach), Anwendung. Cobaltkatalysatoren zeichnen sich durch vergleichsweise höhere Aktivität und längere Lebensdauer aus. Sie eignen sich jedoch nicht zum Einsatz bei hohen Reaktionstemperaturen (Hochtemperatur-FTS).

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